電極板沖壓工藝的課程設(shè)計說明書

1、 . PAGE- 21 - / NUMPAGES22第一章 緒論1.1 概述 沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化與生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機械科學(xué)以與控制、計算機技術(shù)等方面的知識后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨

2、大市場需求刺激和推動下，沖壓成形技術(shù)在國民經(jīng)濟發(fā)展、實現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。1.2 沖壓技術(shù)的進(jìn)步 進(jìn)幾十年來，沖壓技術(shù)有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術(shù)在生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術(shù)的認(rèn)識與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍?，F(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進(jìn)化為集成制造。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。沖壓作業(yè)方式的進(jìn)化實現(xiàn)由手

3、工操作-自動化-柔性制造-集成制造的轉(zhuǎn)變。 沖壓自動化生產(chǎn)的實現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質(zhì)的飛躍。結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)信息系統(tǒng)和現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)的成果，由這三方面組合又形成現(xiàn)代沖壓新的生產(chǎn)模式計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）。把產(chǎn)品概念形成、設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)全過程通過計算機等技術(shù)融為一體，將會給沖壓制造業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益，使現(xiàn)代沖壓技術(shù)水平提高到一個新的高度。1.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個

4、國家制造水平的重要標(biāo)志。隨著國民經(jīng)濟總量和工業(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，技術(shù)要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產(chǎn)品發(fā)展重點主要應(yīng)表現(xiàn)在：（1）汽車覆蓋件模；（2）精密沖模；（3）大型與精密塑料模；（4）主要模具標(biāo)準(zhǔn)件；（5）其它高技術(shù)含量的模具。 目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的40%以上，但在整個模具設(shè)計制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水

5、平。在設(shè)計制造方法、手段上已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，與國外多工位級進(jìn)模和多功能模具相比，存在一定差距。1.4 本課程設(shè)計的目的與意義本課程設(shè)計目的在于鍛煉我們?nèi)绾芜M(jìn)行課程設(shè)計，如何去進(jìn)行分工，如何去分析問題完成設(shè)計步驟，本設(shè)計同時檢驗了我們對于剛學(xué)過的沖壓專業(yè)知識掌握的熟練程度。考驗我們能否運用已學(xué)習(xí)的基本知識，分析和創(chuàng)造性地解決生產(chǎn)中常見的產(chǎn)品質(zhì)

6、量問題、工藝與模具方面的技術(shù)問題。能否合理選用沖壓設(shè)備和設(shè)計或選用自動送料和自動出件裝置。我們只有認(rèn)真實驗、實習(xí)和本次的課程設(shè)計等重要教學(xué)環(huán)節(jié)，才能更好的掌握沖壓工藝與沖模設(shè)計的理論知識。本設(shè)計我們了解了電極板的結(jié)構(gòu)，如何分析它的工藝以與如何制定它的沖壓工序等許多問題。通過本次課程設(shè)計，掌握和了解了電極板的工藝分析以與生產(chǎn)過程，可以更好地去生產(chǎn)電極板，進(jìn)一步提高電極板的精度，便于企業(yè)的利益最大化，高效、高質(zhì)量和低成本地生產(chǎn)電極板。第二章 沖壓工藝分析與生產(chǎn)方案的制定2.1 設(shè)計任務(wù)零件名稱：電極板材料：H62黃銅料厚：3mm批量：中批量圖2-1 設(shè)計零件圖2.2 沖壓件工藝性分析沖壓件的工藝性

7、是指零件在沖壓加工中的難易程度。在技術(shù)方面，主要分析零件形狀特點，尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖裁工藝的要求。良好的工藝性應(yīng)保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單且壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單、方便等。分析沖壓件工藝主要有以下幾個方面：結(jié)構(gòu)形式、尺寸大小、尺寸精度、粗糙度、位置精度、沖壓件材料性能等。2.2.1 沖壓件結(jié)構(gòu)形狀由圖2-1零件圖可知，此零件為一個軸對稱的簡單沖裁件，包括沖孔和落料兩工序。孔為圓孔，有尖銳的清角，無細(xì)長的懸臂和狹槽，小孔 8.33mm與邊緣之間距離為20mm，大孔 14.3mm與邊緣之間距離為5.65mm，其兩孔之間的距離為129.8mm，均滿足最

8、小壁厚要求。其中最大尺寸為162.6mm，屬于中小型零件。最小尺寸為 8.33mm，不小于沖孔的最小半徑（1.0t=5mm），所以電極板尺寸設(shè)計合理，滿足工藝要求。2.2.2 尺寸精度與粗糙度零件圖中各尺寸均未標(biāo)注尺寸精度，屬于自由尺寸，所以設(shè)計時可按IT14級選取公差值，由附表 = 1 * ROMAN I（公差表）可查得各尺寸與其公差為：38.1，50.8，87.6，75，6.35。普通沖裁的沖孔精度一般在IT11IT12級以下，所以精度能夠保證。由于工件的粗糙度沒有特殊要求，故選擇一般的粗糙度,即Ra=12.5m。2.2.3 沖壓材料分析H62黃銅具有良好的導(dǎo)電性，滿足電極板導(dǎo)電的使用要求

9、，利用設(shè)計手冊查出其抗剪強度為240Mpa，抗拉強度為300Mpa，伸長率35%,屈服強度s=380MPa，彈性模量MPa。具有良好的沖壓性能，滿足沖壓工藝要求。2.3 生產(chǎn)工藝方案的確定確定工藝方案，主要是確定模具類型，包括確定沖壓工序數(shù)、工序的組合和工序順序等。應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的生產(chǎn)批量、尺寸精度的高低、尺寸大小、形狀復(fù)雜程度、材料的厚薄、沖模制造條件與沖壓設(shè)備條件等多方面因素，擬定多種沖壓工藝，然后選出一種最佳方案。由于本零件為沖裁件，包括落料和沖孔兩個工序，可擬定以下三種生產(chǎn)方案：方案一：先沖孔、后落料，采用單工序方式生產(chǎn)；方案二：沖孔+落料，采用復(fù)合工序方式生產(chǎn)；方案

10、三：先落料、后沖孔，采用連續(xù)工序方式生產(chǎn)。方案分析：方案一單工序制造和調(diào)整都比較容易，有時幾副單工序模的制造成本可能會比一副復(fù)合模還要低。制件尺寸較大時應(yīng)優(yōu)先采用單工序模。方案二復(fù)合?？梢猿杀兜奶岣呱a(chǎn)率，但復(fù)合工序一般在四道工序以下，更多的工序數(shù)將使模具結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，模具的剛度、強度和可靠性也隨之降低，制造與維修更加困難。方案三連續(xù)模取件和排除廢料都比較容易，便于實現(xiàn)機械化和自動化，可采用高速壓力機生產(chǎn)。但在沖壓時若在制件的側(cè)面安排沖切或局部成形工序，將會使模具結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。結(jié)合本例電極板精度要求不高，中批量生產(chǎn)等的特點選用單工序方式生產(chǎn)。2.4 模具結(jié)構(gòu)的確定2.4.1送料方式選擇手動送料

11、：采用手工上、下料，勞動強度高，生產(chǎn)效率低，適用于小批量生產(chǎn)。半自動送料：采用手工與機械結(jié)合的方法完成上下料與成形過程，適用于中批量生產(chǎn)。自動送料：與條料開卷展平裝置連線使用，上下料與成形過程全部自動完成，適用于大批量生產(chǎn)。由于工件較小、重量輕、中批量生產(chǎn)，所以選擇半自動送料方式。2.4.2 定位方式選擇為了保證模具正常工作和沖出合格沖裁件，必須保證坯料或工序件對模具的工作刃口處于正確的相對位置，即必須定位。條料在模具送料平面中必須有兩個方位的限位：一是在與送料方向垂直的方向上限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)，稱為條料橫向定位；二是在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距），稱為縱向定位

12、。1.橫向定位橫向定位裝置包括導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、側(cè)壓裝置。結(jié)合電極板的形狀本設(shè)計選導(dǎo)料板有側(cè)壓裝置定位，能迫使條料在送進(jìn)時始終緊貼基準(zhǔn)導(dǎo)料板，減小送料誤差，提高尺寸精度。2.縱向定位縱向定位裝置包括固定擋料銷、活動擋料銷、側(cè)刃與側(cè)刃擋塊。本設(shè)計采用活動擋料銷。2.4.3 卸出料方式選擇卸料有固定卸料和彈性卸料兩種方式。固定卸料方式：用于厚料和硬材，特點是卸料力大，使用安全，但送料操作受約束，常用于料厚大于0.5mm，平面度要求不高的工件，特別適用于卸料力較大的簡單沖裁模。彈性卸料方式：彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄料，使工件的平整度提高。電極板料厚3mm，結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高

13、，所以應(yīng)采用固定卸料方式。出料方式采用下出料比較簡單便捷。2.4.4 導(dǎo)向方式選擇常用的導(dǎo)向裝置有導(dǎo)板式、導(dǎo)柱導(dǎo)套式、滾珠導(dǎo)向式。導(dǎo)板式導(dǎo)向裝置適用于生產(chǎn)批量大，精度要求較高的大、中型沖壓件；導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向裝置適用于大、中批量生產(chǎn)精度要求較高的零件，其應(yīng)用最為廣泛；滾珠導(dǎo)向式導(dǎo)向裝置是一種無間隙導(dǎo)向，適用于精密沖裁模、高速沖模等精密模具。本設(shè)計電極板中批量生產(chǎn)，精度要求不高，所以采用導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向方式。2.4.5 模架選擇中間導(dǎo)柱模架：導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確，常用于橫向送料級進(jìn)模或縱向送料的落料模、復(fù)合模。后側(cè)導(dǎo)柱模架：由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因為導(dǎo)柱安

14、裝在后側(cè)，工作時，偏心距會造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。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。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以與大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。對角導(dǎo)柱模架：由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)，適用于各種沖裁模使用。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，采用對角側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式。第三章 沖壓工藝設(shè)計與計算3.1 排樣3.1.1 排樣方案排樣是指沖裁件在條料、板料上的布置方法。根據(jù)材料合理利用情況可分為有廢料、無廢料和少廢料三種方式。為了保證沖裁件斷

15、面質(zhì)量和沖裁件斷面尺寸精度，保證定位準(zhǔn)確，提高模具的壽命，本設(shè)計擬選用有廢料排樣方式。按工件在條料上的排列方式又可分為直排、斜排、對排。本設(shè)計擬采用橫直排和縱直排兩種方式，其排樣示意圖如圖3-1所示。（a）橫直排示意圖（b）縱直排示意圖圖3-1 排樣示意圖3.1.2 搭邊1.搭邊與作用搭邊是指沖裁件之間以與沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的余料。搭邊的作用：補償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。還應(yīng)保持條料有一定的強度和剛度，保證送料的順利進(jìn)行，從而提高制件質(zhì)量，沿整個封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)

16、，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。2.搭邊值的確定一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗確定的，如表3-1，考慮下列因素對搭邊值的影響：（1)材料的力學(xué)性能。塑性好的材料，搭邊值要大些，硬度高與強度大的材料，搭邊值小一些。（2)材料的厚度。材料越厚，搭邊值也越大。（3)工件的形狀和尺寸。工件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值也越大。（4)排樣的形式對排的搭邊值大于直排的搭邊。（5)運料與擋料方式用手工送料，有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可小一些。表3-1 合理搭邊值材料厚度圓件與r2t的圓角矩形件邊長L50mm矩形件邊長L50mm或圓角r2taa1

17、aa1aa10.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.52.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t3.

18、1.3 條料寬度排樣方式和搭邊值確定后，條料的寬度和進(jìn)距也就可設(shè)計出。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。本例采用有側(cè)壓裝置的模具，其計算公式為：條料寬度： （3-1）導(dǎo)料板之間的距離： （3-2）式中，條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a側(cè)搭邊值 條料寬度的單向偏差Z導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙，Z=0.8表3-2 條料寬度偏差值（mm）條料寬度B材料厚度1122335500.40.50.70.9501000.50.60.81.01001500.60.70.91.1150220

19、0.70.81.01.22203000.80.91.11.3表3-3 沖裁模初始雙面間隙3.1.4步距的確定送料步距S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，每個步距可沖一個或多個零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定側(cè)刃長度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(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工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。級進(jìn)模送料步距 ： （3-3）式中 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸，mm；工件之間搭邊值，mm；3.1.5 材料利用率沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比稱為材料利用率。材料利用率可用下式表示（3-4）式中

20、，A為一個步距沖裁件的實際面積（mm）B為條料寬度（mm）S為步距（mm）若考慮到料頭、料尾和邊余料的消耗，則一板料上的總材料利用率為 （3-5）式中，n為一板料上的沖裁件總數(shù)目為一個沖裁件的實際面積（mm）B為條料寬度（mm）L為板料長度（mm）由此可知，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，工藝廢料的多少決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)率和模具的成本等指標(biāo)。

21、因此，排樣時應(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，勞動強度小且安全。（3）模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。3.1.6 排樣設(shè)計計算1.方案一（橫直排）根據(jù)零件形狀，由表3-1并考慮到工件的切邊，工件之間搭邊值=2.5mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值取a=2.8mm。由公式（3-1）、（3-2）、（3-3）帶入數(shù)據(jù)得=（50.8+22.8）=56.4（mm）=50.8+22.8+0.8=57.2（mm）=162.6+2.5=165.1（mm）由于電極板為中批量生產(chǎn)，所以假設(shè)每條料沖裁20個零件，則板料長度為：L=20162.6

22、+192.5+22.8=3305.1（mm）在CAD中查詢得一個沖裁件的實際面積=7092.59（mm）根據(jù)式（3-5）計算材料利用率得：2.方案二（縱直排）由公式（3-1）、（3-2）、（3-3）帶入數(shù)據(jù)得=（162.6+22.8）=168.2（mm）=168.2+22.8+0.8=174.6（mm）50.8+2.5=53.3（mm）由于電極板為中批量生產(chǎn)，所以假設(shè)每條料沖裁20個零件，則板料長度為：L=2050.8+192.5+22.8=1069.1（mm）在CAD中查詢得一個沖裁件的實際面積=7092.59（mm）根據(jù)式（3-5）計算材料利用率得：綜上可知， ，方案二合理，所以本設(shè)計將采

23、用縱直排的排樣方法。具體排樣圖如圖3-2所示。圖3-2 排樣圖3.2 沖壓力的計算沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。沖壓力是選擇沖壓設(shè)備的主要依據(jù)，也是設(shè)計模具所必須的數(shù)據(jù)。由本設(shè)計模具結(jié)構(gòu)可知，落料時沖壓力包括落料力、卸料力、推件力；沖孔時沖壓力包括沖孔力、卸料力、推件力。3.2.1 沖裁力計算沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模切入材料的深度而變化的。其計算公式如下： （3-6）式中F沖裁力，N；L沖裁周邊長度，mm；t沖裁件材料厚度，mm； 材料抗剪強度，Mpa；K系數(shù)，通常取1.3。1.落料力落料周長L=250.8+2162.6=426.8（mm）將數(shù)據(jù)帶入

24、公式（3-6）得：=1.3426.83240=399484.8（N）399.48（KN）2.沖孔力沖孔周長L=（8.33+14.3）=71.06（mm）將數(shù)據(jù)帶入公式（3-5）得：3.2.2 卸料力計算板料經(jīng)沖裁后，從凸模上刮下材料所需的力，稱為卸料力。沖（3-7）式中，KX是卸料力系數(shù)，如下表3-4，表3-4 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚t (mm)KxKtKd鋼0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁、鋁合

25、金純銅，黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.091.落料：=0.04399.48=15.98（KN）2.沖孔：=0.0466.51=2.66（KN）3.2.3 推件力計算從凹模向下推出制件或廢料所需的力，稱為推件力。=nF沖（3-8）n=h/t式中 F沖裁力，KN； n同時梗塞在凹模的工件（或廢料）數(shù)；n=h/t=10/3=3.333； h凹模洞口的直壁高度，mm； t材料厚度，mm；推件力系數(shù)。查表3-4可知=0.051.落料：=nF=30.05399.48=59.92（KN）2.沖孔：=nF沖=30.0566.51=9.98（KN）3.2.4 沖壓力總和計算1

26、.落料：2.沖孔：3.2.5 壓力機的選擇 壓力機的選擇主要包括兩方面的容：類型和規(guī)格。3.2.5.1 壓力機類型的選擇: 壓力機類型的選擇主要依據(jù)所要完成的沖壓性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸與精度要求等。本例屬于結(jié)構(gòu)簡單的中、小型沖裁件，中批量生產(chǎn)，沖壓件的尺寸與精度要求不高，故選用開式機械壓力機。3.2.5.2 壓力機規(guī)格的選擇 壓力機規(guī)格的選擇主要依據(jù)沖壓件尺寸、變形力大小與模具尺寸等，初選壓力機規(guī)格時主要選擇壓力機的公稱壓力、行程次數(shù)等參數(shù)，閉合高度要在模具零件設(shè)計完成后，進(jìn)行必要的校核再確定具體尺寸。沖裁時，壓力機的施力行程較小（小于公稱壓力行程），因此所選壓力機的公稱壓力只要大于沖壓

27、力的總和即可。1.本例落料壓力機的公稱壓力可初選為=630KN，型號為J23-63的開式雙柱可傾式曲柄壓力機。該型號壓力機主要技術(shù)規(guī)格如下： 公稱壓力 630KN；滑塊行程 120mm；行程次數(shù) 70次/min； 最大閉合高度 360mm； 最小閉合高度 220mm； 最大裝模高度 260mm；連桿調(diào)節(jié)量 90mm；工作臺尺寸（前后mm 左右mm） 480710； 模柄孔尺寸（直徑mm 深度mm） 5070； 滑塊中心至床身中心距離 250mm； 最大傾斜角 30。2.本例沖孔壓力機的公稱壓力可初選為=160KN，型號為J23-16的開式雙柱可傾式曲柄壓力機。該型號壓力機主要技術(shù)規(guī)格如下： 公

28、稱壓力 160KN；滑塊行程 70mm；行程次數(shù) 115次/min； 最大閉合高度 220mm； 最小閉合高度 175mm； 最大裝模高度 180mm； 連桿調(diào)節(jié)量 60mm；工作臺尺寸（前后mm 左右mm） 300450； 模柄孔尺寸（直徑mm 深度mm）3060；滑塊中心至床身中心距離 150mm； 最大傾斜角 30。3.3 壓力中心的計算沖模的壓力中心，即沖裁力合力的作用點。與沖裁力的大小有關(guān)，與刃口輪廓周長有關(guān)。在設(shè)計沖模時，必須使沖模的壓力中心與沖床滑塊軸線重合，否則沖模在工作中就會產(chǎn)生偏心負(fù)荷彎矩，模具發(fā)生歪斜，導(dǎo)向機構(gòu)不均勻磨損，致使沖模間隙不均勻，刃口迅速變鈍，直接影響模具壽命

29、和沖裁件質(zhì)量。（1）簡單形狀的壓力中心 圓形刃口的壓力中心在圓心。（2）多凸模的壓力中心 該模具的壓力中心是沖兩個圓孔沖壓力合力的作用點。 計算方法。先確定各凸模的壓力中心，再求多凸模的壓力中心。 計算步驟。圖3-3壓力中心圖a.設(shè)坐標(biāo)（所設(shè)坐標(biāo)盡可能使計算簡便），見圖3-3b.計算個凸模壓力中心的坐標(biāo)位置、和、。X1=0 x2=129.8 y1=0 y2=0c.計算個凸模刃口輪廓的周長、。d.根據(jù)力學(xué)原理求合力作用點（各分力對某軸力矩之和等于其合力對該軸的力矩），即（3-9） 計算公式。由關(guān)系式（3-9）得（3-10）根據(jù)沖裁力：可將式（3-10）轉(zhuǎn)換為同理可得最后求得總壓力中心的坐標(biāo)位置為

30、：O0（82.02，0）。3.4 凸、凹模刃口尺寸的計算3.4.1 凹、凸模刃口間隙的選擇沖裁間隙是指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸dT的差值。沖裁間隙對斷面質(zhì)量的影響：從沖裁變形過程分析可知,當(dāng)沖裁間隙合理時能夠使板料在凸凹模刃口處產(chǎn)生的上下微裂紋相互重合于一線.這樣所得的沖裁斷面光亮帶較大,而塌角和毛刺較小,斷面錐度適中零件表面也比較平整，沖裁件的質(zhì)量可達(dá)到滿意效果。沖裁時如果間隙過小,則在沖裁件的斷面上會出現(xiàn)2條光亮帶,上端的毛刺也較大,這主要由于沖裁間隙過小,便在凸模刃口處產(chǎn)生上微裂紋的位置比在凹模刃口處產(chǎn)生下微裂紋的位置向外錯開一段距離,這樣上下裂紋不能重于一線，夾在

31、兩裂紋中間的材產(chǎn)隨著凸模下降產(chǎn)生第二次剪切,因此形成第二條光亮帶, 毛刺也將進(jìn)一步拉長,使斷面質(zhì)量較差。 沖裁時如果間隙過大,則會使在凸模刃口處產(chǎn)生上微裂紋的位置比在凹模刃口處產(chǎn)生下微裂紋的位置向里錯開一段距離,這樣上下裂紋也不能重于一線，夾在兩裂紋中間的材產(chǎn)隨著凸模下降受到很大拉伸,最后被撕裂拉斷,沖裁沖斷面上出現(xiàn)較大的斷裂帶使光亮帶變小,毛刺和錐度較大.塌角有所增加,斷面質(zhì)量更差。沖裁間隙值的確定：在沖壓實際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個圍值?？紤]到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計與制造新模具時應(yīng)采用最小合理間隙 Zmin。3.4.

32、2 凸、凹模刃口尺寸的計算原則1.設(shè)計基準(zhǔn)：落料以凹模為設(shè)計基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；沖孔以凸模為設(shè)計基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。2.刃口尺寸的制造偏差方向：單向注入實體部。即磨損后，凸、凹模刃口尺寸變大；磨損后凸、凹模刃口尺寸變小。3.刃口尺寸制造偏差的大小：簡單形狀，按IT6IT7取值；復(fù)雜形狀，取公差的1/4；磨損后尺寸無變化，取公差的1/8。4加工方法：簡單形狀，分別加工；復(fù)雜形狀，配合加工。3.4.3 凸、凹模刃口尺寸的計算方法1. 落料凸、凹模刃口尺寸（3-11）（3-12）式中，、落料凹、凸模尺寸，mm；、凸凹模的制造公差，mm；最小初始雙面間隙，mm；最大初始雙面間隙，mm；落料件的最大

33、極限尺寸，mm；沖裁件制造公差；x磨損系數(shù)。2. 沖孔凸、凹模刃口尺寸 （3-13） （3-14）式中，、沖孔凸、凹模尺寸，mm；、凸凹模的制造公差，mm；最小初始雙面間隙，mm；沖孔件的最小極限尺寸，mm；沖裁件制造公差；x磨損系數(shù)。表3-5規(guī)則形狀（圓形、方形）沖裁時凸、凹模的制造偏差 （mm）基本尺寸凸模偏差p凹模偏差d基本尺寸凸模偏差p凹模偏差d180.0200.0201802600.0300.45018300.0200.0252603600.0350.05030800.0200.0203605000.0400.060801200.0250.0355000.0500.070120180

34、0.0300.040-表3-6 磨損系數(shù)x料厚t（mm）非圓形圓形10.750.50.750.5工件公差/（mm）10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20230.240.250.490.500.240.243.4.4凸、凹模刃口尺寸的計算將已知數(shù)據(jù)代入式（3-11）、式（3-12）、（3-13）和式（3-14）中。 1.落料模刃口尺寸 根據(jù)黃銅板料厚度3mm，取=0.27，=0.21。校核間隙：+= 0.0400.06 滿足條件。（1）38.1：查表知，=0.020mm,=0.020mm，x=0.5，（mm）（mm）（2）50.8：

35、查表知，=0.020mm,=0.020mm，x=0.5，（mm）（mm）（3）87.6：查表知，=0.025mm,=0.025mm，x=0.5，（mm）（mm）（4）75：查表知，=0.020mm,=0.020mm，x=0.5，（mm）（mm）（5）6.35：查表知，=0.020mm,=0.020mm，x=0.75，（mm）（mm）2.沖孔模刃口尺寸（1）沖8.33孔：查表知，=0.020mm,=0.020mm，x=0.5，凸模:（mm）凹模: （2）沖14.3孔：查表知，=0.020mm,=0.020mm，x=0.5，凸模: （mm）凹模: （a）凸模刃口尺寸（b）凹模刃口尺寸圖3-4 落料

36、模刃口尺寸圖(a)凸模刃口尺寸（b）凹模刃口尺寸圖3-5 沖孔模刃口尺寸圖總結(jié)從整個設(shè)計過程來看，該電極板采用單工序模，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，加工簡單，操作方便，通過落料沖孔兩道道工序成形，工作效率高，零件成形質(zhì)量好，大大提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，滿足了生產(chǎn)需求。首先，分析了沖裁件的工藝性和制訂了工藝方案。根據(jù)分析沖裁件的形狀，精度，材料滿足沖壓工藝要求。在工藝方案方面，選擇落料沖孔單工序模生產(chǎn)，手動送料，彈性下出料方式，采用固定擋料銷縱向定位和導(dǎo)料板橫向定位。導(dǎo)向方式采用對角側(cè)導(dǎo)柱模架。其次就是沖壓有關(guān)的設(shè)計與計算。本設(shè)計采用縱直排方式，工件之間搭邊值=2.5mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值取a =2.8mm；導(dǎo)板間距為57.2mm；步距為53.3mm；根據(jù)材料利用率的計算，選擇縱橫排的方式排樣，這樣對板料的利用率最大。在刃口尺寸方面，落料凸凹模刃口尺寸，沖孔凸凹模刃口尺寸已在設(shè)計中詳細(xì)計算出來。模具的壓力中心坐標(biāo)為O0（82.02，0）。根據(jù)落料壓力機的公稱壓力P0=630KN，選擇落料壓力機型號為J23-63的開式雙柱可傾式曲柄壓力機。根據(jù)沖孔壓力機的公稱壓力P0=160KN，選擇沖孔壓力機型號為J23-16的開式雙柱可傾式曲柄壓力機。本次設(shè)計中的要點是沖壓工藝的設(shè)計，由于在學(xué)習(xí)中只是知道一些理論上的東西，沒有實踐經(jīng)驗，所以對這方面的知識有所欠