短連桿沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：止動(dòng)杠桿沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄緒論 6第一章 沖材件工藝性分析8第二章 沖裁工藝方案的確定10第三章 模具總體設(shè)計(jì)11第四章 模具總體設(shè)計(jì)12第五章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算13第六章 主要部零件設(shè)計(jì)21第七章 較核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)24第八章 設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖、選取標(biāo)準(zhǔn)件25第九章 繪制非標(biāo)準(zhǔn)件件零件圖25總結(jié) 26致謝 27參考文獻(xiàn) 28甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任 務(wù) 書(shū) 機(jī)械工程 系（部） 模具設(shè)計(jì)與制造 專(zhuān)業(yè) 2 班學(xué)生 學(xué)號(hào) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 短連桿沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作規(guī)定進(jìn)行的日期： 年 月 日起至 年 月 日

2、 止 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行地點(diǎn)： 四、任務(wù)書(shū)的內(nèi)容：目的：通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)最終階段重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論、基本知識(shí)和基本技能，分析和解決有關(guān)模具的實(shí)際問(wèn)題能力；通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使自己原有知識(shí)進(jìn)一步深化、綜合、擴(kuò)展，專(zhuān)業(yè)技能進(jìn)一步提高。從而成為社會(huì)需要的合格人才。任務(wù)：設(shè)計(jì)沖裁模具一套： 工件名稱(chēng)：止動(dòng)杠桿工件簡(jiǎn)圖：如下圖1 所示生產(chǎn)批量：大批量材料：Q235-A 鋼材料厚度：1.5mm圖1工作日程安排：1）準(zhǔn)備階段：（9月9日）學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下確定設(shè)計(jì)題目2）畢業(yè)設(shè)計(jì)階段：（9月10日9月25日）學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)。初步完成后，指導(dǎo)教師審閱，并

3、修改。3）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)階段（9月26日9月29日）4）修改說(shuō)明書(shū)階段（9月29日10月2日）學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師提出的意見(jiàn)和建議，對(duì)說(shuō)明書(shū)作必要的補(bǔ)充修改，并于10月3日前交全部設(shè)計(jì)終稿。5）答辯準(zhǔn)備階段（10月6日10月9日）指導(dǎo)教師審定設(shè)計(jì)推薦合格的學(xué)生參加答辯，學(xué)生準(zhǔn)備答辯資料。6）論文答辯階段（10月10日10月12日） 畢業(yè)設(shè)計(jì)分組、答辯。 設(shè)計(jì)（論文）要求： 1） 模具總裝配圖1張（1號(hào)或2號(hào)圖紙，包括制件圖、條料排樣圖）。2） 模具典型零件圖45張。3） 典型零件加工工藝過(guò)程4） 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)1份（共5000字） 主要參考文獻(xiàn)： 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，王芳主編冷沖模設(shè)計(jì)，丁松聚主編

4、冷沖模具設(shè)計(jì)及制造，高鴻庭、劉建超主編冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2873-81模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)冷沖壓模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 學(xué)生開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)書(shū)日期 200 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日學(xué)生送交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）日期： 2008 年10 月6 日 教研室主任簽名： 年 月 日學(xué)生簽名： 年 月 日 緒 論沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視，而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來(lái)。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，

5、具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。模具，做為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，具有生產(chǎn)效率高，可實(shí)現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員沒(méi)有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費(fèi)用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化的特點(diǎn)。研究和發(fā)展模具技術(shù)，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有特別重要的意義，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造技術(shù)的重要標(biāo)志之一，隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)

6、濟(jì)中的地位日益提高，并在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。設(shè)計(jì)出正確合理的模具不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、具使用壽命，還可以提高產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須清楚零件的加工工藝，設(shè)計(jì)出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是設(shè)計(jì)者進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的前提，新的設(shè)計(jì)思路必然帶來(lái)新的模具結(jié)構(gòu)。工件名稱(chēng)：止動(dòng)杠桿工件簡(jiǎn)圖：如下圖1 所示生產(chǎn)批量：大批量材料：Q235-A 鋼材料厚度：1.5mm圖1第1章 沖材件工藝性分析1.1 材料表1 碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、性能及用途牌號(hào)等級(jí)化學(xué)成分Wc/% 鋼材厚度和型材直徑<16mm用途舉例Q195Q-AB009-0/p>

7、1315-390用來(lái)制造薄鋼板、鋼絲、鋼管、管材、鋼釘、螺釘、螺釘?shù)?、地角螺釘?shù)萉23 5ABCD<0.18<0.1723526375-460用來(lái)制造拉釘、螺栓、螺母、軸等Q255AB25524410-510用來(lái)制造各種型鋼和鋼板Q275-27520490-610相當(dāng)與35-40鋼表2 部分碳素鋼抗剪性能材料名稱(chēng)牌號(hào)材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度普通碳素鋼Q195未退火260320Q235310380Q275400500由表1、表2 分析知：Q235-A 鋼具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性，主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機(jī)械零件。綜合評(píng)比均適合沖裁加工。1.2 工件結(jié)構(gòu)形狀工件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單

8、，有兩個(gè)矩形孔；孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為5mm 滿足許用壁厚要求（兩矩形孔之間、孔與邊緣之間的壁厚），可以沖裁。1.3 尺寸精度根據(jù)零件圖上所注尺寸公差，經(jīng)查公差表，內(nèi)孔和外形都為IT12 級(jí)，尺寸精度均較低，普通沖裁完全可以滿足要求。根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。第2章 沖裁工藝方案的確定方案一：先落料，后沖孔。單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔落料復(fù)合沖壓。復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。表三 各種模具結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)比較模具種類(lèi)單工序模級(jí)進(jìn)模復(fù)合模比較項(xiàng)目無(wú)導(dǎo)向有導(dǎo)向零件公差等級(jí)低一般可達(dá)IT13-IT10可達(dá)IT10-IT18零件平面度低較低小零

9、件厚度0.2-6mm可加工復(fù)雜的零件形狀與尺寸受模具的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的限制，尺寸可以較大，厚度可達(dá)3mm安全度不安全，需要安全措施比較安全不安全，需要安全措施模具制造工作量和成本低比無(wú)導(dǎo)向的稍高沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)，比復(fù)合模低沖裁復(fù)雜的零件時(shí)，比級(jí)進(jìn)模低使用場(chǎng)合厚度精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)大批量小型沖壓件的生產(chǎn)形狀復(fù)雜，精度要求較高，平面要求高的中小型鋼件的大批量生產(chǎn)由表3 知：方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，制造簡(jiǎn)單，但需要兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，但模具輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本較高。方案二也只需一副模

10、具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高，板料的定位精度比方案三低，模具輪廓尺寸較小，制造比方案三簡(jiǎn)單。 通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。第3章 模具結(jié)構(gòu)形式的確定正裝式復(fù)合模和倒裝式結(jié)構(gòu)比較：正裝式復(fù)合模適用于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距較小的沖裁件。倒裝式復(fù)合模不宜沖制孔邊距較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件卸件可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，所以應(yīng)用十分廣泛。制件的平直度要求較高，孔邊

11、距較小，工件最小壁厚為5mm 接近倒裝式復(fù)合模最小許用壁厚4.9mm,不能使用倒裝是復(fù)合模生產(chǎn)。由以上分析確定該制件的生產(chǎn)采用正裝式復(fù)合模具生產(chǎn)。第4章 模具總體設(shè)計(jì)4.1 模具類(lèi)型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模沖壓，所以模具類(lèi)型為正裝式復(fù)合模。4.2 操作與定位方式 操作方式零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，也能滿足生產(chǎn)要求，這樣就可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 定位方式因?yàn)閷?dǎo)料銷(xiāo)和固定擋料銷(xiāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟(jì)效益，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷(xiāo)，控制送料步距采用固定擋料銷(xiāo)。4.3 卸料、出件方式 卸料方式剛性卸料與彈性

12、卸料的比較：剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取（0.20.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm 且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場(chǎng)合。彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mm 的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.10.2）t,若彈壓卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正

13、裝復(fù)合模的卸料裝置。工件平直度較高，料厚為2mm 相對(duì)較薄，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見(jiàn)條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)，且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面，故可采用彈性卸料。 出件方式因采用正裝式復(fù)合模生產(chǎn)，故采用上出件為佳。4.4 確定送料方式因選用的沖壓設(shè)備為開(kāi)式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B 大于送料方向的凹模長(zhǎng)度L 故采用縱向送料方式，即由前向后送料。4.5 確定導(dǎo)向方式方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱(chēng)的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)模.縱向送料的落料模復(fù)合模。方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于

14、前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱(chēng)線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。單只能一個(gè)方向送料。根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該復(fù)合模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，即方案四最佳。第5章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 排樣計(jì)算條料寬度、確定步距、計(jì)算材料利用率 排樣方式的選擇方案一：有廢料排樣沿沖件外形沖裁

15、，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。方案二：少?gòu)U料排樣因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。方案三：無(wú)廢料排樣沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。通過(guò)上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。 計(jì)算條料寬度搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間

16、隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ?。搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表4 所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。根據(jù)零件形狀，查表4 工件之間搭邊值a=2.0mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值a1=2.2mm,條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，小偏差為負(fù)值 B=（Dmax2a） （公式1）式中Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a 沖裁件之間的搭邊值板料剪裁下的偏差（其值查表5）故條料寬度在123.7124.4mm 之間 確定步距送料步距S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱(chēng)為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定擋料銷(xiāo)位置的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的

17、結(jié)構(gòu)有關(guān)。進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。復(fù)合模送料步距SS1226240mm 計(jì)算材料利用率沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率/BS×100% (公式2)式中 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積條了寬度步距由此可之，值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料，結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決定的，一般是固定不變的，工藝廢料的多少?zèng)Q定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就

18、要合理排樣，減少工藝廢料。排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則：1、提高材料利用率（不影響制件使用性能的前提下，還可以適當(dāng)改變制件的形狀）。2、排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。3、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命高。保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積=20×24(4050)×7所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率=/BS×100%=3510/4984.8×124×40.2×100%=70.4%考慮料頭、尾料和邊

19、角余料消耗，一張板材上的總利用率總為總= nA1/LB×100% (公式3)式中n一張板料上沖裁件的總數(shù)目；A1一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積；L板料長(zhǎng)度；B板料寬度。查板材標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)附錄1），宜選用650mm×1300mm 的鋼板，每張鋼板可剪裁為5 張條料（124.4mm×1300mm）,每張條料可以沖32 個(gè)工件，所以每張鋼板的材料利用率總= nA1/LB×100%=32×(3510-664)/124.4×1300×100%=62.4%根據(jù)計(jì)算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá)62.4%，滿足要求。5.2 沖壓力的計(jì)算 沖裁力的計(jì)算

20、在沖裁過(guò)程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入凹模材料的深度而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具重要依據(jù)之一。用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力一般按下式計(jì)算：F=KLtb ( 公式4)式中 F沖裁力L沖裁周邊長(zhǎng)度t材料厚度b材料抗剪強(qiáng)度系數(shù)L=1202×245020402×152×262×142×102×30=468mm系數(shù)是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般取=1.3。b 的值查表2 為310-380pa,取b=380Mpa所以F=KLtb=1.3&#

21、215;468×2×380=462384N 卸料力、頂件力的計(jì)算在沖裁結(jié)束時(shí)，由于材料的彈性回復(fù)（包括徑向回復(fù)和彈性翹曲回復(fù)）及摩擦的存在，將使沖落的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的材料推出。從凸模上卸下箍著的料稱(chēng)卸料力；逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱(chēng)為頂件力。一般按以下公式計(jì)算：卸料力F X=KXF （公式5）頂件力FD=KDF （公式6）FX=KXF=0.05×462384N=23119.2N（KX 為卸料力系數(shù)，其值查表6 可得）FD=KDF=0.06×46

22、2384N=27743.88N所以總沖壓力FZ=F+FX+FD=462384N+23119.2N+27743.88N=513247.08N壓力機(jī)公稱(chēng)壓力應(yīng)大于或等于沖壓力，根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果擬選壓力機(jī)為J2363。5.3 模具壓力中心的確定模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。沖模的壓力中心，可以按下述原則來(lái)確定：1.對(duì)稱(chēng)形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。2.工件形狀相同且

23、分布位置對(duì)稱(chēng)時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱(chēng)中心相重合。3.形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可以用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。解析法的計(jì)算依據(jù)是：各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。使用解析法確定模具的壓力中心，具體步驟如下：（1）按比例畫(huà)出凸模刃口的輪廓形狀。（2）在凸模刃口輪廓內(nèi)（或外）的任意處，作坐標(biāo)OX，OY 作為基準(zhǔn)坐標(biāo)軸。（3）將凸模刃口輪廓線分為若干基本線段（直線段或圓弧段）L1、L2、L3.L n，并用各段長(zhǎng)度代表各自的沖裁力。（4）確定凸模刃口各線段的壓力中心的位置及其坐標(biāo)

24、（X1，Y1）、（ X2，Y2）（Xn，Yn）。（5）根據(jù)“力矩定理”確定凸模的壓力中心坐標(biāo)點(diǎn)（Xn，Yn）， 即X0=（L1x1L2x2Lnxn）/(L1L2Ln) （公式7）Y0=（L1y1L2y2Lnyn ）/（L1L2Ln） （公式8）用解析法計(jì)算壓力中心時(shí)，先畫(huà)出凹模形口圖。在圖中將XOY 坐標(biāo)系建立在建立在圖示對(duì)稱(chēng)中心線上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成L1L10 共10 組基本線段，用解析法求得該模具壓力中心的坐標(biāo)。有關(guān)計(jì)算如表5 所示。由以上計(jì)算結(jié)果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中心偏移坐標(biāo)原點(diǎn)O 較小，為了便于模具的加工和裝配，模具壓力中心依然選在坐標(biāo)原點(diǎn)5.4 模具刃口尺寸

25、的計(jì)算 沖裁間隙分析根據(jù)JB/Z27186 規(guī)定，沖裁間隙是指凸，凹模刃口間隙的距離，用符號(hào)C 表示，其值可為正也可為負(fù)，在普通沖裁模中均為正值。它對(duì)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。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。1、間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影響沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，則精度越高，這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。2、間隙對(duì)模具壽命的影響模具壽命受各種因素的綜合影響，間隙是也許模具壽命諸因數(shù)中最主要的因數(shù)

26、之一，沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，而且間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，所以過(guò)小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。而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制，出現(xiàn)間隙不均勻的不利影響，從而提高模具壽命。3、間隙對(duì)沖裁工藝力的影響隨著間隙的增大，材料所受的拉應(yīng)力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。通常沖裁力的降低并不顯著，當(dāng)單邊間隙在材料厚度的520%左右時(shí)，沖裁力的降低不超過(guò)510%。間隙對(duì)卸料力推料力的影響比較顯著。間隙增大后，從凸模里卸料和從凹模里推料都省力當(dāng)當(dāng)單邊間隙達(dá)到材料厚度的1525%左右時(shí)的卸料力幾乎為

27、零。但間隙繼續(xù)增大，因?yàn)槊淘龃?，又將引起卸料力、頂件力迅速增大?、間隙值的確定由以上分析可見(jiàn)，凸、凹模間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)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(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值稱(chēng)為最小合理間隙Cmin，最大值稱(chēng)為最大合理間隙Cmax?？紤]到模具在使用過(guò)程中的磨損使間隙增大，

28、故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值Cmin。確定合理間隙的方法有經(jīng)驗(yàn)法、理論確定法和查表法。根據(jù)近年的研究與使用的經(jīng)驗(yàn)，在確定間隙值時(shí)要按要求分類(lèi)選用。對(duì)于尺寸精度，斷面垂直度要求高的制件應(yīng)選用較小的間隙值，對(duì)于垂直度與尺寸精度要求不高的制件，應(yīng)以降沖裁力、提高模具壽命為主，可采用較大的間隙值。由于理論法在生產(chǎn)中使用不方便，所以常采用查表法來(lái)確定間隙值。經(jīng)驗(yàn)公式；軟材料： t1mm，C=(3%4%)tt=13mm，C=(5%8%)tt=35mm，C=(8%1%)t硬材料： t1mm，C=(4%5%)tt=13mm，C=(6%8%)tt=38mm，C=(8%13%)t根據(jù)分析沖裁模間隙采用

29、查表法確定，查沖裁模初使用間隙（見(jiàn)附錄2）得Zmax=0.360mm,Zmin=0.246mm。工件形狀較復(fù)雜，采用配作法加工凹、凸模。配作法加工的特點(diǎn)是模具的間隙由配做保證，工藝比較簡(jiǎn)單，無(wú)需較核TAZmaxZmin 的條件，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易，所以采用配作法加工。 落料落料時(shí)應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件來(lái)配作凸模。凹模磨損后變大的尺寸有：、，凸模刃口尺寸按凹模實(shí)際刃口尺寸配制，保證雙面間隙值（0.246-0.360）mm。 沖孔沖孔時(shí)應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件來(lái)配作凹模。凹模磨損后變小的尺寸有：、。凹模磨損后不變的尺寸有：45±0.12 各刃口尺寸具體計(jì)算見(jiàn)凹模刃口尺寸按凸模實(shí)

30、際刃口尺寸配制，保證雙面間隙值（0.246-0.360）mm5.5 卸料橡膠的設(shè)計(jì) 卸料板工作行程hh=h1+h2+t=1+3+2=6mmh1 為凸凹模凹進(jìn)卸料板的深度1mm，h2 為凸凹模沖裁后進(jìn)入凹模的深度3mm,t 為材料厚度2mm。 卸料橡膠工作行程HH=h1+h0 =6+5=11mmh0 為凸凹模修磨量，取5mm 卸料橡膠自由高度H0H0=4H =4×11=44mm取H 為H0 的25% 卸料橡膠的預(yù)壓縮量H1H1=15%H0 =0.15×44=6.6mm（一般取H1=10%15%H0） 每個(gè)橡膠所承受的載荷F1根據(jù)模具安裝位置和模具結(jié)構(gòu)，選取4 個(gè)卸料橡膠。F1

31、=Fx/4 =3960/4=990N 卸料橡膠的外徑D D2=d2+1.27F1/P=1444mm所以D=38mm（取P=1，d=13） 較核卸料橡膠自由高度H0X=H0/D=44/38=1.160.5<H0<1.5 ，滿足要求卸料橡膠安裝高度H2H2=H0-H1=44-6.6=37.4mm第6章 主要部零件設(shè)計(jì)6.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸凹模零件外形相對(duì)復(fù)雜，根據(jù)實(shí)際情況并考慮加工，為了滿足凸凹模強(qiáng)度和剛性，將凸凹模設(shè)計(jì)成階梯式，使裝配修磨方便。采用成形銑、成形磨削加工。凸凹?？傞L(zhǎng)L：L=H1+H2+H3-H4=20+37.4+15-1=71.4mmH1 為凸凹模固定板厚度，H

32、2 為橡膠安裝高度，H3 為彈壓卸料板厚度，H4 為凸凹模凹進(jìn)彈壓卸料板的深度。 落料凹模落料凹模采用整體凹模，采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其外形尺寸按相關(guān)公式計(jì)算：凹模厚度H=KS （公式9）=0.2×120=24mm(取凹模厚度H=30mm凹模寬度B=S+(2.5-4.0)H （公式10） =120+（）×30=195240mm取凹模寬度B=220mm凹模長(zhǎng)度L=S1+2S2 （公式11）=38+2×52=142mm（其中S 為垂直于送料凹模刃壁間最大距離，S1 為送料方向刃壁間最大距離，S

33、2 為凹模刃壁至邊緣的最小距離，K 為系數(shù)查相關(guān)圖表可得。）凹模整體輪廓尺寸L×B×H=142mm×220mm×30mm 沖孔凸模所沖孔為矩形孔，為方便裝配和滿足凸模強(qiáng)度將沖孔凸孔凸模設(shè)計(jì)成階梯式，采用數(shù)控銑削床加工。其總長(zhǎng)按相關(guān)公式計(jì)算：L=h1+h2+h3=20+20+30=70mm（其中h1 為凸模固定板厚度，h2 為凹模墊板厚度，h3 為凹模厚度。）6.2 卸料部件的設(shè)計(jì) 卸料板的設(shè)計(jì)卸料板采用45 鋼制造，淬火硬度4045HRC，卸料板輪廓尺寸與落料凹模輪廓尺寸相同，厚度為15mm。 卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置4 個(gè)卸料螺釘，公稱(chēng)直徑為10mm

34、,螺紋部分為M8×10mm,卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間，以保證卸料的正常運(yùn)動(dòng)。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料螺板超出凸凹模端面1mm,有誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。6.3 模架及其他零部件的選用該模具采用中間導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具中間位置，沖壓時(shí)可防止由于偏心力矩引起的模具歪斜，以凹模輪廓尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。導(dǎo)柱d/mm×L/mm 分別為30mm×220mm,32mm×220mm ；導(dǎo)套d/mm×L/mm×D/mm 分別為30mm×120mm×40mm, 32mm×120mm

35、×42mm。上模座厚度H1 取45mm,凸凹模墊板厚度H2 取10mm,凸凹模固定板厚度H3 取20mm,卸料板厚度H4 取15mm。下模坐厚度H5 取50mm,凸模墊板厚度H6 取10mm,凸模固定板厚度H7 取20mm,凹模墊塊厚度H8 取20mm。模具閉合高度HH=H1+H2+H5+H6+H 凸+H 凸凹-h=45mm+10mm+50mm+10mm+70mm+71.4mm -3mm=248.4mm式中H 凸沖孔凸模長(zhǎng)度，70mm；H 凸凹凸凹模長(zhǎng)度，71.4mm；h凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度3mm。第7章 較核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)7.1 較核模具閉合高度模具閉合高度H 應(yīng)

36、該滿足Hmin-H1+10HHmax-H1-5（公式12）式中Hmax壓力機(jī)最大閉合高度；Hmin壓力機(jī)最小閉合高度；H1墊板厚度。根據(jù)擬選壓力機(jī)J2363，查開(kāi)式壓力機(jī)參數(shù)表（見(jiàn)附錄3）得：Hmax=450mm, Hmin=270mm,H1=80mm.將以上數(shù)據(jù)帶入公式12，得200<H<365經(jīng)計(jì)算該模具閉合高度H=248.4mm，在200mm365mm 內(nèi)，且開(kāi)式壓力機(jī)J2363 最大裝模高度280mm,大于模具閉合高度247.4mm , 可以使用。7.2 沖壓設(shè)備的選定通過(guò)較核，選擇開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)J2363 能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱(chēng)壓力：630KN滑塊行程：120mm最大閉合高度：360mm最大裝模高度：280mm工作臺(tái)尺寸（前后×左右）： 480mm×71