畢業(yè)論文-沖孔落料復(fù)合模設(shè)計(jì)

1、長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中文題目： 沖孔落料復(fù)合模設(shè)計(jì)英文題目：Punching Blanking Compound Die Design 畢業(yè)專業(yè)： 汽車機(jī)械制造 學(xué)生姓名： 準(zhǔn)考證號(hào)： 指導(dǎo)教師： 二零一五 年 一 月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得 長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。論文作者簽名： 簽字日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本論文作者完全了解 長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校 有關(guān)保留、使用論文的規(guī)定。特授權(quán)

2、長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校 可以將論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。（保密的論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明）論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名：簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日24 中文摘要近年來(lái)，我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國(guó)內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到12m，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)。表面粗糙度達(dá)到Ra1.5m的精沖模，大尺寸（300mm）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。   圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件

3、模具的快速制造，近年來(lái)也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開(kāi)始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無(wú)模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。 汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完善，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)用已越來(lái)越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越成熟，可以進(jìn)行傾角加工和超精加工。這些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。  。汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點(diǎn)是技術(shù)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(qiáng)度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級(jí)進(jìn)模、連續(xù)模今后將會(huì)有較

4、快的發(fā)展。多功能、多工位級(jí)進(jìn)模中發(fā)展重點(diǎn)是高精度、高效率和大型、高壽命的級(jí)進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點(diǎn)是厚板精沖模大型精沖模，并不斷提高其精度.關(guān)鍵詞：沖壓模具 高精度 汽車覆蓋件模具Abstract近年來(lái)，我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國(guó)內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到12m，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)。表面粗糙度達(dá)到Ra1.5m的精沖模，大尺寸（300mm）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。In recent years, China has greatly improved the level

5、of stamping die. Large stamping die mold has been able to produce a single set of weighing over 50 tons. Complete coverage for the mid-range sedan mold can be produced domestically. The accuracy of the 12 m, domestic enterprises into the die life is about 200000000 times more station level capable o

6、f producing. Fine blanking die surface roughness of Ra is less than or equal to 1.5 m, the large size (phi = 300mm) thick plate fine blanking die and precision die at home also has reached a very high level.圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來(lái)也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開(kāi)始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無(wú)模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)

7、點(diǎn)。Around the rapid manufacturing of automobile body manufacture, large covering parts of the mould, have emerged in recent years, some new method of rapid prototyping, for example, has started the application in the production of multi point forming and laser shock and electromagnetic forming techno

8、logy. They exhibit the advantages of lower costs, improve efficiency.。 汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完善，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)用已越來(lái)越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越成熟，可以進(jìn)行傾角加工和超精加工。這些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。. Die manufacturing technology is constantly improving and improving automobile coverage, high

9、 precision, high efficiency processing equipment is used more and more widely. Application of high speed milling machine five axis high-speed milling machine with high performance and a three shaft has been more and more. Application of NC DNC technology, more and more mature, can be inclined machin

10、ing and ultra precision machining. All of these improve the precision mold surface, improve the quality of the mold, shorten manufacture cycle of mould.。汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點(diǎn)是技術(shù)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(qiáng)度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級(jí)進(jìn)模、連續(xù)模今后將會(huì)有較快的發(fā)展。多功能、多工位級(jí)進(jìn)模中發(fā)展重點(diǎn)是高精度、高效率和大型、高壽命的級(jí)進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點(diǎn)是厚板精沖模大型精沖模，并不斷提高其精度. P

11、anel die in the focus of development is large and medium-sized luxury sedan in the coverage mold high technical requirement of automobile panels, especially outer cover mold. High strength plate stamping die and dissimilar thickness and large multi position progressive die, progressive die in the fu

12、ture there will be rapid development. Multifunctional, multi position progressive die in the focus of development is high precision, high efficiency and large, high life progressive die. Fine blanking die in the focus of development is the thick plate fine blanking die of large precision die, and co

13、ntinue to improve its accuracy.關(guān)鍵詞：沖壓模具 高精度 汽車覆蓋件模具Keywords: high precision die stamping die of automobile cover目 錄 1.1.概述 11.2設(shè)計(jì)任務(wù) 11.3沖壓件的工藝分析 21.4 確定工藝方案 21.5.沖裁工藝性分析及間隙的選擇 51.6 壓力機(jī)的確定和選擇 81.7模架的選擇 121. 8 凹凸模的設(shè)計(jì) 161.9 模具的動(dòng)作過(guò)程 19結(jié)束語(yǔ) 20參考文獻(xiàn) 21致 謝 22沖孔落料復(fù)合模設(shè)計(jì)與計(jì)算1.1.概述沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所

14、以有時(shí)也叫板料沖壓。沖壓加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部位便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀. 尺寸和性能的零件。沖壓通常在冷態(tài)下進(jìn)行，因此也稱為冷沖壓。板材沖壓具有下列特點(diǎn)：（1） 材料利用率高。（2） 可加工薄壁、形狀復(fù)雜的零件。（3） 沖壓件在形狀和尺寸精度方面的互換性好。（4） 能獲得質(zhì)量輕而強(qiáng)度高、鋼性好的零件。（5） 生產(chǎn)率高，操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。沖壓工藝在汽車，電機(jī)，儀器等各種民用輕工產(chǎn)品以及航空和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位。現(xiàn)代各先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家的沖壓生產(chǎn)都是十分

15、發(fā)達(dá)的。在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。1.2設(shè)計(jì)任務(wù) 零件名稱：汽車備輪架加固板 材料：08鋼板 厚度：4mm 生產(chǎn)批量：大量生產(chǎn) 圖1-1 汽車備輪架加固板零件圖 圖1-2 汽車備輪架加固板實(shí)體圖 1.3沖壓件的工藝分析該零件為備輪架加固板，材料較厚，其主要作用是增加汽車備輪架強(qiáng)度。零件外形對(duì)稱，無(wú)尖角、凹陷或其他形狀突變，系典型的板料沖壓件。零件外形尺寸無(wú)公差要求，壁部圓角半徑， 相對(duì)圓角半徑為1.25，大于表相關(guān)資料所示的最小彎曲半徑值，因此可以彎曲成形。的八個(gè)小孔和兩個(gè)腰圓孔分別均布在零件的三個(gè)平面上，孔距有位置要求，但孔徑無(wú)公差配合。 圓孔精度不高，彎曲角為，也無(wú)

16、公差要求。 通過(guò)工藝分析，可以看出該零件為普通的厚板彎曲件，尺寸精度要求不高，主要是輪廓成形問(wèn)題，又屬大量生產(chǎn)，因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。1.4.1尺寸計(jì)算，該件的毛坯展開(kāi)尺寸可按式下計(jì)算：   圓角半徑； 板料厚度; 為中性層系數(shù)，由表查得；  ，為直邊尺寸，由圖2-3可知:     將這些數(shù)值代入，得毛坯寬度方向的計(jì)算尺寸                  考慮到彎曲時(shí)板料纖維的伸長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)試壓修

17、正，實(shí)際毛坯尺寸取,同理，可計(jì)算出其他部位尺寸，最后得出如圖2-3所示的彎曲毛坯的形狀和尺寸。1.4.2 沖壓工序性質(zhì)和工藝方案的選擇沖壓該零件，需要的基本工序和次數(shù)有：（a） 落料；（b） 沖孔6個(gè)；（c）沖底部孔2個(gè)；（d）沖孔；（e） 沖2個(gè)腰圓孔；（f）首次彎曲成形；（g）二次彎曲成形。根據(jù)以上這些工序，可以作出下列各種組合方案。方案一：落料首次彎曲二次彎曲沖孔。方案二：沖孔落料首次彎曲二次彎曲。方案三：沖孔，落料（連續(xù)模）首次彎曲二次彎曲。方案四：沖孔，落料（復(fù)合模）首次彎曲二次彎曲。對(duì)以上三種方案進(jìn)行比較，可以看出：方案一：全部沖孔工序安排在彎曲成形后進(jìn)行，缺點(diǎn)是成形后沖孔，模具結(jié)

18、構(gòu)復(fù)雜，刃磨和修理比較困難，上、下料操作也不方便。方案二：?jiǎn)喂ば蚰?，先沖孔再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)，生產(chǎn)率較低，且多了一模具，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。方案三：從生產(chǎn)效率、模具結(jié)構(gòu)和壽命方面考慮，將落料和零件上的孔組合在三套模具上沖壓，有利于降低沖裁力和提高模具壽命，同時(shí)模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作也較方便。但是連續(xù)模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)制造精度的要求高，制造成本高。方案四：落料和零件上的孔采用復(fù)合模組合沖壓，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了工序和設(shè)備，而且有利于降低零件的生產(chǎn)成本，可以提高生產(chǎn)效率。通過(guò)以上的方案分析，選用方案四比較合理。1.4.3 確定排樣方式和計(jì)算材料利用率1.4.3.1排樣的意義沖裁件

19、在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣排樣合理就能降低材料消耗。大批量生產(chǎn)時(shí)，材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個(gè)重要問(wèn)題，特別對(duì)貴重的有色金屬。排樣的合理與否將影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用、模具結(jié)構(gòu)與壽命、生產(chǎn)率、沖裁質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等。1.4.3.2材料的利用率排樣是否合理，經(jīng)濟(jì)性是否好，可用材料利用率來(lái)衡量。利用率用下式來(lái)衡量： M成-一個(gè)成品的重量，kg H-一個(gè)零件的消耗定額,kg;M-沖壓原料的重量，kg ;n-原材料上排樣所得零件的數(shù)量，個(gè)確定條料的利用率6：（取板料的規(guī)格為3655001.4）工件的有效面積：S0=255500mm2條料的寬度：B=365mm 搭邊值a=4mm,a1=5mm1.4

20、.3.3 確定排樣方式圖2-3的毛坯形狀和尺寸較大，為便于手工送料，選用單排沖壓。有三種排樣方式，見(jiàn)圖2-4a、b、c。由表查得沿送料進(jìn)方向的搭邊，側(cè)向搭邊，因此，三種單排樣方式產(chǎn)材料利用率分別為64、64和70。第三種排樣方式，雖然材料利用率最高，但是落料時(shí)需二次送料而且模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為此，本設(shè)計(jì)選用第二種排樣方法。 圖1-3 沖壓件展開(kāi)圖 a）材料利用率64%         b）材料利用率64% c）材料利用率70%圖1-4 排樣方式1. 4 .3. 4 利用率的計(jì)算條料的寬度為450mm，則條料上可沖壓工件的個(gè)數(shù)為：n1=33

21、 取n=33假如條料的寬度為900mm,則條料上可沖壓的零件個(gè)數(shù)為：n2=66 取n= 66當(dāng)條料的長(zhǎng)為500mm時(shí)的利用率: =0.70 =0.70即條料的利用率為：=701.5.沖裁工藝性分析及間隙的選擇沖裁件的工藝性分析是指沖裁件對(duì)沖裁的適應(yīng)性，即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸的大小及偏差等是否符合加工的工藝要求。沖裁件的工藝性是否合理對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具的壽命和生產(chǎn)率有很大影響。 1.5.1沖裁間隙的選擇沖裁間隙指凸、凹模刃口間隙的距離。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。根據(jù)

22、沖裁件尺寸精度、剪切質(zhì)量、模具壽命和力能消耗等主要因素，將金屬材料沖裁間隙分成三種類型3：類（小間隙），類（中等間隙），類（大間隙）。1.5.2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。毛刺雖長(zhǎng)單易去除，只要中間撕裂不是很深，仍可用。2、間隙過(guò)大時(shí)，材料的彎曲與拉伸增大，拉伸應(yīng)力增大，材料容易被撕裂，使制件的光亮代減小，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。1.5.3 間隙對(duì)尺寸精度的影響 沖裁件的尺

23、寸精度是指沖裁件的實(shí)際尺寸與公差尺寸的差值。這個(gè)差值包含兩個(gè)方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸?；虬寄３叽绲钠?，一是模具本身的制造偏差。其中凸、凹模間隙是影響凸模或凹模尺寸的偏差的主要因素。當(dāng)凸、凹模的間隙較大時(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)，由于材料受凸、凹模擠壓力大，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。1.5.4 間隙對(duì)沖裁力的影響 隨著間隙的增大，材料所受的拉力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。但是繼續(xù)增大間隙時(shí)，會(huì)因從凸、凹

24、模刃口處產(chǎn)生的裂紋不重合，沖裁力減小。由于間隙的增大，使沖裁件的光亮面變小，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)槊淘龃?，引起卸料力、頂件力也迅速增大?.5.5 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?。坏?dāng)間隙繼續(xù)增大時(shí)，卸料力增加，又影響模具磨損，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)，落料件梗塞在凹模洞口的漲裂力也大。1.5.6

25、 確定合理間隙的理論依據(jù)由以上分析可見(jiàn)，凸、凹模對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等都有很大的影響。因此，在設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)有一個(gè)合理的間隙值，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)中常選用一個(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,最大值稱為最大合理間隙。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)。可以計(jì)算得到合理間隙值，計(jì)算公式如下：Z=2t(1- )tan 2-5由上式可看出，間隙z與材料厚度t、相對(duì)切入深度/t及破裂角有關(guān)。對(duì)硬而脆的材料， /t有較小值時(shí)，則合理間隙值較大。對(duì)軟而韌

26、的材料，/t有較大值，則合理間隙值較小。板厚越大，合理間隙越大。由于理論計(jì)算在生產(chǎn)中不便使用，故目前廣泛使用的是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。1.5.7合理間隙的選擇 表1-1沖裁模較大單面間隙材料 厚度08、10、35、09Mn、Q235、B3Q23540、5065Mn最小值最大值最小值最大值最小值最大值最小值最大值0.50.0200.0300.0200.0300.0200.0300.0200.0300.60.0240.0360.0240.0360.0240.0360.0240.0360.80.0360.0520.0360.0520.0360.0520.0360.0520.90.0450.0630.0450.0

27、630.0450.0630.0450.0631.00.0500.0700.0500.0700.0500.0700.04500.0631.20.0630.0900.0660.0900.0660.0901.50.0660.1200.0850.1200.0850.1202.00.1230.1800.1300.1900.1300.190間隙的選擇可以按照如下原則：對(duì)于斷面垂直度與尺寸公差要求較高的工件，選擇較小的合理間隙值。這時(shí)沖裁力與模具壽命作為次要因素來(lái)考慮。對(duì)于斷面垂直度與尺寸公差要求的前提下，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，采用較大的合理間隙值。 部分沖裁件的單面間隙值見(jiàn)表2-1。由表格可知

28、，此復(fù)合模的最小單面間隙為=0.082 mm，最大單面間隙=0.11mm。1.6壓力機(jī)的確定和選擇1.6.1沖裁力的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機(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 沖裁力，N； F 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； K 安全系數(shù)，一般取K1.3，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，材料厚度及偏差等因素,剛08的抗剪強(qiáng)度為210-300Mpa，取=260 Mpa4。1.6.2降低沖裁力的方法在沖裁高強(qiáng)度材料或厚度大、周邊

29、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，主要有斜刃模具沖裁、階梯模具沖裁和加熱模具沖裁幾種方法。本次設(shè)計(jì)采用斜刃模具沖裁以降低沖裁力。1.6.3落料沖裁力的計(jì)算（1）平刃口模具沖裁時(shí)，落料力按下式計(jì)算： 將加固板毛坯的周長(zhǎng)，厚度以及08鋼材料的抗剪強(qiáng)度代入上式，得 為了降低落料力，改用斜刃口模具，落料力: 上式中，為模具斜刃口部分長(zhǎng)度?？紤]到落料時(shí)條料容易安置和定位，模具的部分刃口可以設(shè)計(jì)成平口的。因此，表示刃口部分的長(zhǎng)度（如果模具刃口全部做成斜口的，則），平刃口長(zhǎng)度        &

30、#160; ，斜刃口長(zhǎng)度          ，取                     則                      (2) 推件力:       設(shè)同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的零件數(shù)，查表系

31、數(shù)，代入上式，得（3）選用沖壓設(shè)備這一工序的落料力，推件力，因此，工序所需的總壓力 1 .6. 4 沖孔力的計(jì)算(1) 沖壓8個(gè)孔，沖孔力  F1=44600N(2) 沖壓底部圓孔，沖孔力(3) 腰圓孔沖孔力  (4) 選用沖壓設(shè)備工序總的沖孔力  故可選用1000kN壓力機(jī)。1.6.5頂件力、卸料力、推件力的計(jì)算卸料力：將緊箍在凸模上的料卸下所需的力推件力和頂件力：將卡在凹模中的工件推出或頂出所需的力表1-2 卸料力、推件力及頂件力的因數(shù)沖裁材料K卸K推K頂紫銅黃銅0.020.060.030.09鋁、鋁合金0.0250.080.030.07鋼材 料厚

32、度mm0.10.10.50.52.52.56.56.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.100.0650.0500.0450.0250.140.080.060.050.03 K卸、K頂、K推 卸料因數(shù)、推料因數(shù)、頂件因數(shù)，其值見(jiàn)表1-2；P 沖裁力， N ；n 卡在凹?？變?nèi)的工件數(shù)，nh/t(h為凹模刃口直高度，t為工件材料厚度)。落料： P卸落=K頂P =884.2KN沖孔： P1=K頂P=44.6KN P2=NK推P=89.2KNP3=K頂P=519KN P總=700KN切口： P卸切=K頂P=0.04×10.48=0.42

33、KN P推切=NK推P=2×0.05×10.48=1.048KN則總沖壓力為： P總=P落料+P沖孔+P切口=955.7KN1. 6. 6沖壓設(shè)備的選擇1.6.6.1 壓力機(jī)參數(shù)的選擇沖壓設(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)5。 沖壓類型與應(yīng)用1.開(kāi)式壓力機(jī)：在中、小型的沖裁件、彎曲件或拉深件的沖壓生產(chǎn)中，主要選用開(kāi)式壓力機(jī)。2閉式壓力機(jī)：在大、中和精度高的沖壓生產(chǎn)中，主要選用閉式壓力機(jī)。3液壓機(jī)：在小批量和大型拉深、彎曲和成型件的生產(chǎn)中多選用液壓機(jī)。打算內(nèi)液壓機(jī)一般不適于沖裁工作。4高速壓力機(jī)：用于大批量生產(chǎn)

34、。通常于連續(xù)模和自動(dòng)送料裝置配套使用。5精壓機(jī)：用于精壓和體積精壓等工藝。6精沖壓力機(jī)：用于精沖工藝，采用專用精沖模具，也可在普通壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)精沖。1.6.6.2 沖壓設(shè)備的選用原則沖壓設(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、沖壓件的形狀、尺寸及精度要求等因素來(lái)決定的。沖壓生產(chǎn)中常用的設(shè)備種類很多，選用設(shè)備時(shí)主要應(yīng)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)完成工序所所使用的模具。4.沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。1.6

35、.6.3沖壓設(shè)備的選用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機(jī)的標(biāo)稱壓力選擇設(shè)備。故壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力應(yīng)大于（955.71.3）kN=1242.4kN。棕上所述，選用閉式雙柱壓力機(jī)J31-160A,技術(shù)參數(shù)如表1-3所示。表1-3 J31-160A壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)公稱壓力/kN最大裝模高度/mm滑快行程/mm行程次數(shù)/次min-1最大閉和高度/mm160037516032480連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度/mm工作臺(tái)尺寸/mm滑塊中心線至床身距離/mm模柄孔尺寸/mm電動(dòng)機(jī)功率/kW左右/mm前后/mm直徑深度12079071

36、037584145101.6.6.4沖壓機(jī)能量的校核 此工序?yàn)闆_裁，沖裁所需的功AA0.5Pt 2-6 A-成形的過(guò)程的功，NmP-成形工藝力和輔助工藝力之和,Nt-沖裁料厚度，mmA=0.5×298.574×1.4=209N電機(jī)的功率：N=2.89496kW所選的電動(dòng)機(jī)的功率符合要求。由壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)可知，壓力機(jī)的封閉高度:Hmax=480mm Hmin=375mm模具的封閉高度: (Hmax-5)mm H (Hmin+10)mm275mm H 385mm由后面的模架選擇可知，模具的封閉高度過(guò)小，可在壓力機(jī)臺(tái)面上加放墊板補(bǔ)償。1.7模架的選擇由以上的計(jì)算，在初步對(duì)凸凹模

37、尺寸的確定以后，可以對(duì)模架進(jìn)行選取模架選取原則可根據(jù)簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)P418表15.2進(jìn)行選取。其基本原則是：選擇模架結(jié)構(gòu)時(shí)要根據(jù)工件的受力變形特點(diǎn)，坯件定位，出件方式，材料的送進(jìn)方向，導(dǎo)柱受力狀態(tài)，操作是否方便等方進(jìn)行綜合考慮。選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長(zhǎng)度上及寬度上都應(yīng)比凸模大3040mm摩板厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。選擇模架時(shí)還應(yīng)注意到模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系，比如模座的寬度應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)孔的孔徑?jīng)]每邊大4050mm。沖壓模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度，小于壓力機(jī)的最小裝模高度等。通常中小型沖模常采用后側(cè)式。由以上原則，對(duì)模架進(jìn)行選取。選擇模架的型號(hào)如下

38、： 模 架： 480×380×275385 上模座： 588×380×90 (GB/T 2855.5) 下模座： 588×380×100 (GB/T 2855.6) 導(dǎo) 柱： 64×470 (GB/T 2861.1) 導(dǎo) 套： 94×200×66 （GB/T 2861.6） （單位：mm）其結(jié)構(gòu)如沖孔落料裝配圖。 選擇 模架周界：L=480mm B=380mm 閉合高度275385mm,I級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱形模架;1.7.1模架各部分零件的設(shè)計(jì)與選擇 （1）上下模板的選擇：（由簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)P426表15.2

39、1）其基本尺寸如表1-4表1-4 凹模周界HhL1SA1A2RlD（H7）LB基本偏差差差極限偏差250160452602501101954510045+0.05-0.0250-0.025-0.0525016050402602501101954510032（其外形尺寸見(jiàn)裝配圖）（2）導(dǎo)柱的選擇由模架選擇的結(jié)果可得：見(jiàn)簡(jiǎn)明手冊(cè)P448表15.26，導(dǎo)柱為C型。其尺寸公差與外形如表2-5：尺寸如表1-5：表1-5基本尺寸極限偏差L640-0.011470注： 1 摘自GB/T2861.390。）2 材料：G Cr15.3 熱處理：硬度6266HRC（3）導(dǎo)套的選擇導(dǎo)套與導(dǎo)柱形成間隙配合，保證相對(duì)滑

40、動(dòng)順暢。通過(guò)模架已選定。由簡(jiǎn)明手冊(cè)P439表15.21得：圖1-5（4）模柄的選擇因?yàn)橛脤?dǎo)柱式?jīng)_模，且為了便于安裝，因此選用壓入式模柄。模柄的選擇暫放在壓力機(jī)后（5）固定板與墊板的選用 固定板的選用其基本原則是：用凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸除應(yīng)保證凸模安裝孔外，還要考慮螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)置。形式有圓形與矩形兩種。一般取其厚度等于凹模厚度的60%80%。固定板孔與凸模采用過(guò)度配合（H7/m6），壓裝后端面要磨平，以保證沖模的垂直度。尺寸應(yīng)與凹模相配合。 L=320mm B=290mm H=40mm 圖1-6（6）墊板的選用：與固定板相類似 墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，

41、以降低模座所承受的單位壓力，保護(hù)模座以免被凸模端面壓陷。沖裁凸模是否加墊板，根據(jù)模座承壓的大小進(jìn)行判斷。凸模支承端面對(duì)模座的壓力為 = 2.7 P沖裁力，N F凸模支承端面積， 如果凸模支承端面單位壓力大于模座材料的御用應(yīng)力。則需加經(jīng)淬硬磨平的墊板；反之則不加。墊板厚度一般取412mm，材料選用45鋼，T硬度按受力情況設(shè)計(jì)是自定。模板許用應(yīng)力如下經(jīng)過(guò)計(jì)算：113.65Mpa因此選用墊板輪廓尺寸為： L=200 mm B=125 mm H=10 mm1.7.2 卸料裝置的設(shè)計(jì)卸料板的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時(shí)也可以作壓料板以防止材料變形，并幫助送料導(dǎo)向和保護(hù)凸模等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下及方面

42、。（1）卸料力一般取5%20%沖裁力、（2） 卸料板應(yīng)有足夠剛度，其厚度可按下式計(jì)算，即 H=（0.81.0）Hd式中 H卸料板厚度，mm Hd凹板厚度，mm（3）卸料要求耐磨，材料一般選45鋼，淬火，磨削，（4） 卸料板安裝尺寸，計(jì)算中要考慮凸模有46mm的刃磨量。 （5） 卸料板可根據(jù)工件之車圓形或矩形1.7.2.1 初步選用該模具的卸料彈性元件采用橡膠已知 P卸=33.39KN又根據(jù)沖模結(jié)構(gòu)，該模具需安裝四個(gè)橡膠P1= =8.35KN 式2.8P1單個(gè)彈性元件承受壓力由沖壓模具簡(jiǎn)明手冊(cè)P459選取尺寸。其外形大小如圖1-7： 圖1-7聚酰胺橡膠由以上計(jì)算可得： 選取橡膠尺寸為 45

43、15;12.5×251.7.2.2 卸料板：選用彈性卸料板其厚度由簡(jiǎn)明手冊(cè)P450表15.27得：=32mm其輪廓尺寸為：320 ×260×32 （單位：mm）1.7.2.3 下推件頂件裝置的設(shè)計(jì)與選用 對(duì)于落料件可在下模板設(shè)計(jì)安裝一個(gè)由頂桿，頂板，頂塊組成的下頂出機(jī)構(gòu)，由彈簧裝置驅(qū)動(dòng)。落料后將工件頂出。1. 8 凹凸模的設(shè)計(jì)1.8.1落料凹模凹模的刃口形式有直壁刃口凹模(如圖2-7a、b)和錐形刃口凹模（如圖2-7c、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

44、一般對(duì)工件尺寸和凹模壽命影響不大。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脹裂力小，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)要求不高、材料較薄的工件。沖孔落料復(fù)合模凹模采用錐形刃口形式。 圖1-8 凹模的刃口形式1.8.2凹模的輪廓尺寸的計(jì)算凹模的輪廓尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度和剛度。目前還不能用理論公式計(jì)算來(lái)確定，一般情況凹模的輪廓尺寸可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定7。凹模厚度： H=kb 凹模壁厚： C1.2)H (輪廓為光滑的曲線時(shí))C1.5H（輪廓與凹模邊緣平行時(shí)）C 2H（輪廓線具有較復(fù)雜的形式或具有尖角時(shí)） b沖裁件的最大外形尺寸,m

45、mk系數(shù),查表1-6。 根據(jù)表1-6,k取0.244凹模的厚度H=84mmb/mm材料厚度/mm0.5123>3<500.30.350.420.50.6501000.20.220.280.350.421.8.3凹模強(qiáng)度的校核凹模強(qiáng)度的校核主要是檢查其高度H。凹模在沖裁力的作用下會(huì)產(chǎn)生彎曲，如果凹模的高度不夠，就會(huì)產(chǎn)生較大的彎曲變形甚至?xí)嗔?。矩形凹模的校核公式：Hmin= P沖裁力，N許用彎曲應(yīng)力；對(duì)于淬火硬度5862HRC的T8A、T10AGr12MoV和GGr15, =（300500）MPa;淬火鋼為未淬火鋼的1.53倍, Hmin凹模的最小壁厚，mm a,b下模座的方形孔尺寸

46、，mm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取a=640mm,b=500mm，則Hmin=76110mm。取H=84mm。綜上所述，凹模板選擇64050084通過(guò)校核，可知凸凹模的壁厚有足夠的強(qiáng)度。根據(jù)下卸料彈簧和下卸料板的厚度及模具結(jié)構(gòu),可選取凹模的高度為84mm 其結(jié)構(gòu)如圖1-9所示： 圖1-9 落料凹模1.8.4沖孔凸模的設(shè)計(jì)(1)圓形孔凸模的長(zhǎng)度計(jì)算L=H1+H2+H+H3 H1卸料板的高度，mm;H2凸模的高度,mm;H3凸模固定板的高度,mm。H附加長(zhǎng)度 L=32+140+20+1=193 mm(2)凸模承載能力及失穩(wěn)彎曲應(yīng)力檢驗(yàn)凸模承載能力檢驗(yàn)壓=<壓 P沖裁力，NF凸模最小端面積，mm2 壓=93

47、Mpa查模座的許用應(yīng)力：壓=9811569MPa壓<壓，符合要求。復(fù)合模有導(dǎo)向裝置，不發(fā)生失穩(wěn)的允許凸模的長(zhǎng)度：lmax =270 lmax允許的凸模的最大長(zhǎng)度,mm;P沖裁力，N;d凸模最小截面的直徑，mm. lmax =158 mm(3)凸模固定端面的應(yīng)力計(jì)算根據(jù)計(jì)算式2-14計(jì)算凸模端面的應(yīng)力：(4)沖非圓形孔凸模的設(shè)計(jì)通過(guò)校核，可知凸模的壁厚有足夠的強(qiáng)度。根據(jù)下卸料彈簧和下卸料板的厚度及模具結(jié)構(gòu), 其結(jié)構(gòu)如圖1-10所示： 圖1-10 沖孔落料凸模1.9 模具的動(dòng)作過(guò)程 該模具是沖孔落料復(fù)合模，先沖孔然后落料，這樣就保證了沖孔是對(duì)稱的。復(fù)合模的動(dòng)作過(guò)程是：首先模柄下行推動(dòng)打板下移，帶動(dòng)打桿下移沖孔，上模繼續(xù)下降推動(dòng)凸模下移壓縮橡膠，當(dāng)凹凸模接觸時(shí)通過(guò)刃口切割材料，使其落料。上?；厣龝r(shí)落料由卸料板推出，零件由推桿推出，為再次沖壓作準(zhǔn)備。圖1-9 沖孔落料復(fù)合模結(jié)束語(yǔ)本次落料沖孔復(fù)合