畢業(yè)設(shè)計(jì)板料沖壓與模具設(shè)計(jì)

前言課題的背景及意義模具設(shè)計(jì)與制造是一種技術(shù)、資金、人才密集型的產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的地位。模具工業(yè)作為國(guó)家的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，早在1989年就已被國(guó)家定為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列第一位，在“十五”規(guī)劃中列為重點(diǎn)扶持產(chǎn)業(yè)，得到了迅速發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高。多工位級(jí)進(jìn)模是在普通級(jí)進(jìn)模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種高精度、高效率、長(zhǎng)壽命的模具，作為現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)的先進(jìn)模具，能夠在一副模具中完成復(fù)雜零件的沖裁、翻邊、彎曲、拉伸、立體成形等多種沖壓工序，它可以將復(fù)雜的制件外形或型孔，經(jīng)分解變成簡(jiǎn)單的沖壓。多工位級(jí)進(jìn)模是技術(shù)密集型模具的重要代表，是沖模發(fā)展方向之一。級(jí)進(jìn)模，又稱多工位級(jí)進(jìn)模、連續(xù)模、跳進(jìn)模，簡(jiǎn)單說(shuō)，它是在一副模具內(nèi)，按所加工的工件分為若干等距離的工位，在每個(gè)工位上設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)基本沖壓工序，來(lái)完成沖壓工件某部分的加工。沖壓時(shí)，將帶料或條料由模具入口端送進(jìn)后，在嚴(yán)格控制步距精度的條件下，按照成形工藝安排的順序，通過(guò)各工位的連續(xù)沖壓，在最后工位經(jīng)沖裁或切斷后，便可沖制出符合產(chǎn)品要求的沖壓件。級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)有如下：在一副級(jí)進(jìn)模內(nèi)，可以包括沖裁、彎曲、成形、拉伸等多道工序故用一臺(tái)沖床可以完成從板料到成品的各種沖壓過(guò)程，從而免去了用單位工序模的周轉(zhuǎn)和每次沖壓的定位過(guò)程，提高了生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。有些復(fù)雜的小零件，若不采用級(jí)進(jìn)模幾乎是不能生產(chǎn)的。級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)和制造都比較費(fèi)事，與其他模具相比，好像是成本高，但如果用許多單工序模代替一副級(jí)進(jìn)模，其許多單工序模的總造價(jià)比一副級(jí)進(jìn)模高很多，一次在許多的情況下采用級(jí)進(jìn)模往往是降低模具成本的較好措施。采用級(jí)進(jìn)?？梢杂靡慌_(tái)沖床取代數(shù)臺(tái)甚至幾十臺(tái)沖床的工作。對(duì)提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本十分有利。另外，級(jí)進(jìn)模自動(dòng)化程度高，操作者可以在沖床危險(xiǎn)區(qū)以外操作，

具有操作安全的顯著特點(diǎn)。對(duì)工序復(fù)雜的工件應(yīng)首選考慮采用級(jí)進(jìn)模。級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)，工序可以分散。不必集中在一個(gè)工位，不存在復(fù)合模中“最小壁厚”問(wèn)題。因而模具強(qiáng)度相對(duì)較高，壽命較長(zhǎng)。多工位級(jí)進(jìn)模通常采用高速?zèng)_床生產(chǎn)沖壓件，模具采用了自動(dòng)送料、自動(dòng)出件、安全檢測(cè)等自動(dòng)化裝置，操作安全，具有加高的生產(chǎn)效率。多工位級(jí)進(jìn)模通常采用具有高精度的內(nèi)、外導(dǎo)向和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品零件的加工精度和模具壽命。多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，給模具的制造、調(diào)試及維修帶來(lái)一定的難度。同時(shí)要求模具零件具有互換性，在模具零件磨損或損壞后要求更換迅速，方便、可靠。所以模具工作零件選材必須好，必須應(yīng)用慢走絲線切割加工、成形磨削、坐標(biāo)鏜、坐標(biāo)磨等先進(jìn)加工方法制造模具。多工位級(jí)進(jìn)模主要用于沖制厚度較?。ㄒ话悴怀^(guò)2mm)、產(chǎn)量大，形狀復(fù)雜、精度要求較高的中、小型零件。用這種模具沖制的零件精度可達(dá)IT10級(jí)。因此，級(jí)進(jìn)模主要應(yīng)用于大批量生產(chǎn)，中、小型零件的沖壓。課題的來(lái)源、研究目的課題來(lái)源于本人頂崗實(shí)習(xí)單位——蘇州金鴻順汽車部件股份有限公司的實(shí)際課題。研究目的：設(shè)計(jì)一副能夠生產(chǎn)汽車零部件加強(qiáng)支架、具有合理結(jié)構(gòu)、且能保證沖壓零件的精度和質(zhì)量的連續(xù)模具；能夠熟練使用AUTOCAD、CATIA、UG等軟件設(shè)計(jì)模具模型。通過(guò)本課題使自己對(duì)級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)步驟及產(chǎn)品成型工藝有全面的了解，并能利用CAD/CAM/CAE技術(shù)來(lái)分析和設(shè)計(jì)汽車沖壓模具，從而縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。課題的研究?jī)?nèi)容、方法研究?jī)?nèi)容：1.3.1模具的沖壓工藝分析1.3.2模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.3.3模具使用機(jī)臺(tái)的選用1.3.4模具的制造及技術(shù)要求零件的工藝性分析工件為下圖1-1所示加強(qiáng)支架工件，材質(zhì)為HC220YD+Z50/50FC，材料厚度0.6mm，公差等級(jí)IT14，大批量生產(chǎn)。圖1-1工件示意圖沖裁件的工藝性，是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性,即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差與尺寸基準(zhǔn)等是否符合沖裁工藝的要求。沖裁件的工藝性對(duì)沖裁工件的質(zhì)量、材料利用率、生產(chǎn)率、模具制造難易、模具壽命、操作方式及沖壓設(shè)備的選用等都有很大的影響。一般情況下，對(duì)沖裁件工藝性影響最大是幾何形狀、尺寸、精度要求。良好的沖裁件工藝性能滿足材料省、工序少、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、模具較易加工、操作方便且壽命較高等要求，從而顯著降低沖裁件的制造成本。

零件的工藝性分析即根據(jù)零件形狀尺寸、材料、精度等要求，確定它們對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性。其工藝性分析內(nèi)容如下：零件的材料分析該零件的材質(zhì)HC220YD+Z50/50FC為熱浸鍍鋅鋼板，相當(dāng)于普通碳素鋼，材料較軟，彈性變形量較小，沖裁后的回彈量亦小，因此沖裁零件精度也高。查劉建超所編的《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)》P27可知其抗剪強(qiáng)度=320MPa，抗拉強(qiáng)度=400MPa，屈服點(diǎn)強(qiáng)度=235MPa，斷后伸長(zhǎng)率=31%，由此可見(jiàn)該材料具有良好的塑性及較高的彈性模量，即具有良好的沖裁性能和彎曲性能，因此該材料適合沖裁及彎曲。零件的結(jié)構(gòu)工藝性及分析該工件為左右對(duì)稱件，結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜程度一般，尺寸較小，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：零件有6處R角，尺寸分別是R=3、R=11、R=13，左右對(duì)稱。材料所允許的最小彎曲半徑rmin=0.5t=0.5×0.6=0.3mm,零件彎曲最小半徑r=3mm>0.3mm,所以零件不會(huì)彎裂。零件需要如下圖1-2所示經(jīng)過(guò)2次彎曲才能成形。第一次向上彎曲角度為75度，第二次向下彎曲角度為105度。圖1-2彎曲成形示意圖制件較小，從安全角度考慮，要采取適當(dāng)?shù)娜〖绞?。大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命。零件的精度分析零件精度要求為IT14，要求不高，所以普通沖裁就可以滿足零件的精度要求。級(jí)進(jìn)模制作要求要有高精度的內(nèi)、外導(dǎo)向和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品零件的加工精度和模具壽命。模具設(shè)計(jì)的技術(shù)要求模具設(shè)計(jì)基本要求確實(shí)達(dá)到?jīng)_壓生產(chǎn)上的三大費(fèi)用:降低材料費(fèi)、提高生產(chǎn)性、降低模具費(fèi)。在進(jìn)行工藝方案和模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須符合《沖壓模具設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)該標(biāo)準(zhǔn)不能指導(dǎo)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)提前與客戶商議選用中國(guó)汽車聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。除特別注明外，所有圖紙資料必須符合機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4457~4460—84，GB131—83。所有工藝方案圖按2D進(jìn)行設(shè)計(jì)，文件類型為dwg或dxf格式；模具用3D進(jìn)行設(shè)計(jì)，3D文件類型以CATIA為主,其次UG格式，2D文件類型為dwg或dxf格式。圖面要求視圖投影法：第三角法；圖幅要求：按機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但寬度不得超過(guò)841mm；圖型比例：1/1，1/2，1/3(同一成品各工序比例須一致)；圖面使用文字：中文和英文；尺寸表示：公制；圖紙標(biāo)題欄：使用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖框；零件圖作圖樣式：左側(cè)零件；上下模采左右翻轉(zhuǎn),圖紙包含上下平面,主要斷面,前視,右視及CAM詳圖；模具在設(shè)計(jì)上，要有防反措施；對(duì)鑲拼結(jié)構(gòu)的鑲塊應(yīng)單獨(dú)繪出零件詳圖(包含詳細(xì)加工尺寸,加工與熱處理方式及質(zhì)量精度要求………等。有關(guān)模具圖制圖環(huán)境規(guī)劃(圖層,線型,顏色,標(biāo)注尺寸…等)依設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。模具2D設(shè)計(jì)軟件以AutoCAD2008(含)以下的版本；3D設(shè)計(jì)軟件以CATIAV5R18為主。工藝方案圖設(shè)計(jì)技術(shù)要求工藝方案圖必須表達(dá)清楚，尺寸完整正確，能正確指導(dǎo)工藝數(shù)模設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)。工藝方案圖必須正確反映以下內(nèi)容：完成零件沖壓加工的所有工序加工內(nèi)容，并用不同的符號(hào)加以區(qū)分，工序用如：OP10-BL,OP20-DR表示；各工序沖壓加工方向，當(dāng)加工方向相對(duì)零件車身坐標(biāo)發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)注明其旋轉(zhuǎn)角度；各工序零件送進(jìn)、流出方向；廢料切刀的位置及切邊、沖孔廢料的排除方式；各工序模具設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線與零件車身坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；拉延工序到位標(biāo)記位置（安放在后工序要切除的廢料部位）；零件毛坯尺寸標(biāo)注，中間工序的切邊線及其完整尺寸標(biāo)注；各加工工序草圖（含工序名稱、工序加工內(nèi)容、使用設(shè)備、模具代號(hào)等）；頂桿布置圖、廢料流向示意圖中各種符號(hào)說(shuō)明。工藝數(shù)?；疽蠊に嚁?shù)模采用三維合格的正版軟件，只接受CATIAV5R18或STP文件格式；零件工藝數(shù)模尺寸滿足工藝方案設(shè)計(jì)要求，零件型面尺寸按客戶提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，誤差不超過(guò)0.01mm；所有零部件在建模中的坐標(biāo)以零件工藝方案的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)為準(zhǔn)；所有零部件數(shù)模均應(yīng)保持參數(shù)化；模具的特殊線（切邊線、分模線等）應(yīng)計(jì)算并做出相應(yīng)的線框模型和線型顏色區(qū)分；模具設(shè)計(jì)技術(shù)要求在正常使用情況下，按照月50000件次為期限定期維護(hù)為前提，可以生產(chǎn)80萬(wàn)件次以上進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。鈍角修邊及銳角修邊均不能超過(guò)15o；000對(duì)于孔徑尺寸的公差應(yīng)取75%值，如φ10+0.1孔徑尺寸應(yīng)取φ000模具安裝定位方式在設(shè)計(jì)中要確定；模具導(dǎo)向類型為自潤(rùn)滑式導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板，導(dǎo)柱、導(dǎo)套要用螺釘固定；模具導(dǎo)向形式：帶有側(cè)整形、側(cè)切邊沖孔型模具采用導(dǎo)板+導(dǎo)柱導(dǎo)套形式，其導(dǎo)向件尺寸按標(biāo)準(zhǔn)選用；模具必須要有足夠的安全性，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮安全螺釘或側(cè)銷；必須保證零件在模具內(nèi)定位可靠，每工序完成后零件不粘模，具有良好的生產(chǎn)可操作性；模具按客戶提供的生產(chǎn)線設(shè)備參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證模具在給定的設(shè)備上的可生產(chǎn)性，模具長(zhǎng)、寬應(yīng)控制在工作臺(tái)面以內(nèi)，結(jié)構(gòu)必須緊湊；模具高度：依客戶提供之設(shè)備清單中的機(jī)臺(tái)參數(shù)設(shè)置，模具設(shè)計(jì)需依鈑件實(shí)際需求合理設(shè)計(jì)模高并遵守客戶對(duì)模高要求,同一零件（含其對(duì)稱件）的模具封閉高度應(yīng)保持一致，且確保操作方便；成形模中的R25以下形狀半徑部位淬火硬度達(dá)到HRC50以上，其它模具材料在模具會(huì)簽時(shí)按客戶指定執(zhí)行,須附硬度試驗(yàn)報(bào)告；對(duì)于拉伸、成形、翻邊料厚≤1.0mm的必須使用Cr12MoV以上鋼材,1.0mm≤料厚≤1.5mm必須使用Cr12MoV以上材料并做TD處理,料厚>1.5mm必須使用SKD11以上材料并做TD處理，附品質(zhì)保證書(shū)，熱處理報(bào)告及送貨單。對(duì)于修邊、沖孔部份使用SKD11以上材質(zhì),淬火硬度HRC56~60附硬度試驗(yàn)報(bào)告；為確保模具壽命,模具制作在鋼材選用必須依客戶要求,不可任意更換,模具五金標(biāo)準(zhǔn)零件須遵守設(shè)計(jì)規(guī)范要求,任何的改變都必須經(jīng)過(guò)客戶的同意；必須有模具總重量字體標(biāo)識(shí)；模具涂色：客戶標(biāo)準(zhǔn)；沖壓模具上均加自由狀態(tài)下的彈性支撐或剛性支撐，并設(shè)計(jì)模具限位器和安全平臺(tái)；要求廢料單件滑出模具外，其廢料對(duì)角線長(zhǎng)度不允許超過(guò)350mm；所有易損件必須做備品（結(jié)構(gòu)會(huì)簽時(shí)確認(rèn)），標(biāo)準(zhǔn)件備品備件按備件設(shè)定基準(zhǔn)執(zhí)行；所有的模具在結(jié)構(gòu)上應(yīng)設(shè)計(jì)成單動(dòng)式；模具在設(shè)計(jì)上，必須安裝有防反措施；模具上應(yīng)安裝鋁制標(biāo)牌（厚度1.5mm），標(biāo)牌尺寸、內(nèi)容和格式見(jiàn)下圖(如后期有變化，以按后期變化后的要求制作標(biāo)牌照)圖2-1鋁制銘牌示意圖鋼塊的選擇必須滿足沖壓件年產(chǎn)量的要求。標(biāo)準(zhǔn)件選用:MISUMI、盤起，氣缸及氣動(dòng)組件選用SMC，并備有相應(yīng)備件和明細(xì)；在設(shè)計(jì)上必須考慮制作工藝性、加工工藝性和維修過(guò)程中的方便性；模具設(shè)計(jì)必須滿足生產(chǎn)得以在生產(chǎn)成本最低的條件下，模具根據(jù)200T機(jī)臺(tái)設(shè)計(jì)。關(guān)于設(shè)計(jì)變更在進(jìn)行工藝方案和模具設(shè)計(jì)、模具加工過(guò)程中，對(duì)客戶提出的產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更應(yīng)在2日內(nèi)做出處理意見(jiàn)及書(shū)面回復(fù)，并及時(shí)反應(yīng)到工藝方案和模具設(shè)計(jì)、模具加工上。備品設(shè)定基準(zhǔn)長(zhǎng)度不等者視為不同規(guī)格；備件基數(shù)按照每套模具單獨(dú)考慮表2-2備品基準(zhǔn)名稱類型規(guī)格備件數(shù)量或原則沖頭、凹模圓形ΦP≤101/3提供但是不少于2件10〈ΦP≤161/4提供但是不少于1件16〈ΦP≤321/4提供但是不少于1件ΦP〉32不提供異形ΦP≤251/2提供但是不少于2件（四方、長(zhǎng)方、長(zhǎng)圓）ΦP〉25不提供到位標(biāo)記銷標(biāo)準(zhǔn)100%提供彈簧強(qiáng)力彈簧（含組件）易損件按圖紙至少提供1套備品標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表（以MISUMI為基本依據(jù)，選用以外標(biāo)件原則上需要客戶的書(shū)面認(rèn)可）名稱選用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套MISUMI、盤起標(biāo)準(zhǔn)斜鍥SANKYO、盤起沖頭、凹模套、固定板MISUMI、盤起氣缸、氣動(dòng)組件SMC推件器及H頂升架SANKYO、SMC緩沖器合件MISUMI、盤起側(cè)銷、安全側(cè)銷MISUMI、盤起強(qiáng)力彈簧東發(fā)、MISUMI聚氨脂彈簧MISUMI氮缸彈簧KALLER卸料螺釘MISUMI、盤起各類標(biāo)記銷MISUMI、盤起模具用螺釘高強(qiáng)度防松螺栓（12.9級(jí)）表2-3標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)沖壓工藝方案的確定沖壓工藝的設(shè)計(jì)方案及可行性分析沖壓工藝方案設(shè)計(jì)就是根據(jù)沖壓件形狀尺寸、材料、生產(chǎn)批量等特點(diǎn)，即零件的工藝性分析，初步確定出沖壓加工內(nèi)容，并制定出幾種可行的加工工藝方案，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備條件、模具制造和壽命、操作的方便性、經(jīng)濟(jì)性等方面的綜合比較，確定出適合具體生產(chǎn)條件的最佳工藝方案。根據(jù)制件的工藝分析，基本工序有沖孔、落料、彎曲。按其先后次序組合可得如下幾種方案：落料-彎曲1-彎曲2-沖孔：四套單工序模具沖壓。落料-沖孔-彎曲1-彎曲2：四套單工序模具沖壓。沖孔-落料-彎曲1-彎曲2：沖孔、落料級(jí)進(jìn)模，彎曲單工序模沖壓。沖孔-切外形-彎曲1-彎曲2-切斷落料：多工序沖壓。沖導(dǎo)正銷孔-切外形（同時(shí)導(dǎo)正）-一次彎曲向上成型-二次彎曲向下成型-沖孔-切斷出件：多工序沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。工藝方案的確定比較各方案：方案3.1.1、3.1.2、3.1.3為單工序沖壓，生產(chǎn)這種小型零件時(shí)，工件的定位不準(zhǔn)，放取工件操作困難且不安全，生產(chǎn)效率低，滿足不了大批量生產(chǎn)的要求，所以應(yīng)考慮多工位方案3.1.4或3.1.5.從沖裁合理的角度、安全性能、經(jīng)濟(jì)性能、沖裁件質(zhì)量等方面考慮，確定用方案3.1.5.采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，切斷產(chǎn)生的載體廢料由壓縮空氣吹出模具外。模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模是用多個(gè)零件按照一定關(guān)系裝配而成的有機(jī)整體，模具的優(yōu)劣只很大程度上體現(xiàn)在模具結(jié)構(gòu)上，因此，級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)模具的工作性能、加工性、成本、周期及壽命起著決定性作用。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是確定為實(shí)現(xiàn)工序排樣規(guī)定的加工工序所必需的功能結(jié)構(gòu)，進(jìn)而確定組成模具結(jié)構(gòu)的零件及零件間的連接關(guān)系，確定模具的總體尺寸、模具零件的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果是模具裝配圖和零件明細(xì)表。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：1.盡量選用成熟的模具結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。2.模具要有足夠的剛性，以滿足壽命和精度要求。3.結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、實(shí)用，要具有合理的經(jīng)濟(jì)性。4.能方便地送料，操作要簡(jiǎn)便安全，出件容易。5.要考慮廢料的處理。6.模具零件之間定位要準(zhǔn)確可靠，連接要牢固。這兒主要介紹一些基本方式的選擇，主要零件結(jié)構(gòu)將在第六章具體介紹。模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)模沖壓，所以模具類型為級(jí)進(jìn)模；結(jié)合設(shè)計(jì)與成本分析，模具使用鋼板模生產(chǎn)。操作方式的選擇選擇自動(dòng)送料操作方式，模具相對(duì)于模架采用從前往后的縱向送料方式還是采用從左向右的橫向送料方式，這主要取決于凹模的周界尺寸，因?yàn)榘寄５闹芙绯叽玳L(zhǎng)大于寬，所以采用從左向右的橫向送料送料方式。定位方式的選擇工序件的定位分縱向和橫向，縱向沿條料的送料方向與橫向條料送進(jìn)方向垂直，縱向定位包括定距和導(dǎo)正，橫向定位指導(dǎo)料。因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方式采用帶導(dǎo)料槽的浮動(dòng)導(dǎo)料桿，這樣可以在導(dǎo)向槽導(dǎo)引下送進(jìn)條料，代替了導(dǎo)料板的作用，同時(shí)又使條料浮離凹模之上，無(wú)測(cè)壓裝置。采用導(dǎo)料桿導(dǎo)向兼抬料，由模外的自動(dòng)送料裝置自動(dòng)將料送進(jìn)，用導(dǎo)正銷精確定距。而第一件的沖壓位置，因?yàn)闂l料的長(zhǎng)度有一定的余量，可以靠操作工目測(cè)來(lái)定。卸料出件方式的選擇此零件沖壓工序中含沖裁、沖孔和切邊。所以應(yīng)有卸料機(jī)構(gòu)，又由于工件料厚為0.6mm,相對(duì)較薄，卸料力較小，再加上零件沖壓工序中還有彎曲工序，所以選用彈性卸料板，彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，而且彈性卸料板卸料時(shí)對(duì)條料施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面，可使工件的平面度提高。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)率。導(dǎo)向方式的選擇因?yàn)楣ぜ木纫笙鄬?duì)不高，所以采用四角導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，沖壓時(shí)不會(huì)引起模具的傾斜，有利于延長(zhǎng)模具壽命與改善工件質(zhì)量，卸料板、凹模與固定板另有四對(duì)小導(dǎo)柱作精導(dǎo)向，保證模具的導(dǎo)向精度和工作穩(wěn)定。模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算毛坯尺寸的確定計(jì)算零件的相對(duì)彎曲半徑r/t,查得中性層內(nèi)移系數(shù)x。根據(jù)中性層定義，彎曲件的坯料長(zhǎng)度應(yīng)等于中性層的展開(kāi)長(zhǎng)度。圖5-1加強(qiáng)支架尺寸示意圖如圖5-2彎曲件坯料展開(kāi)圖所示圖5-2毛坯展開(kāi)示意圖坯料展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算：工件彎曲半徑r>0.5t,故坯料展開(kāi)長(zhǎng)度公式為式中：1、3、5為直線段展開(kāi)長(zhǎng)度，2、4為彎曲段展開(kāi)長(zhǎng)度。查表3.4.1，當(dāng)時(shí)，=0.44；當(dāng)時(shí)，=0.45；式中：則坯料展開(kāi)長(zhǎng)度為排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算送料步距與條料寬度的計(jì)算為了保證切邊凸模有足夠的強(qiáng)度，條料搭邊值人為調(diào)整為：零件之間的搭邊值a=3mm,零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值a1=3.75mm，則送料步距S=D+a=(20+3)=23mm條料寬度B=(D+2a1)=(92.5+2×3.75)mm=100mm排樣圖的確定根據(jù)零件的毛坯展開(kāi)圖來(lái)看，零件的外形左右對(duì)稱，長(zhǎng)度方向較長(zhǎng)，因此采用豎直排切邊型工序排樣，這樣有利于減小凹模長(zhǎng)度，使模具結(jié)構(gòu)較為緊湊。該零件既有沖裁又有彎曲，因此采用切除余料的方法成形。又因?yàn)榱慵閮蓚?cè)有彎曲的對(duì)稱零件，故采用中間載體（寬度3mm），這樣可以抵消兩側(cè)彎曲時(shí)產(chǎn)生的側(cè)壓力，也可以節(jié)省材料。沖裁過(guò)程中步距由切外形步驟得以保證，并采用手工橫向送料。為了保證切外形時(shí)條料的定位精度，在第一工位增設(shè)了輔助導(dǎo)正孔（直徑6mm)的沖裁，并在第二工位上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正。由于零件尺寸較小，決定用剪板機(jī)剪成100mm×1400mm的條料進(jìn)行沖裁，其具體排樣圖如圖5-3所示。圖5-3零件排樣示意圖零件材料利用率的計(jì)算零件件重：0.008kg材料料重：100×1400×0.6×0.00000785=0.6594kg（鋼鐵的材料密度為0.00000785kg/mm2）材料利用率：0.008×（1400/23）÷0.6594=72.8%沖壓力的計(jì)算沖裁力一般按下式計(jì)算式中：F——沖裁力；L——沖裁周邊長(zhǎng)度；t——料厚；——材料抗剪強(qiáng)度；K為修正系數(shù)，一般取K=1.3。彎曲力按下式計(jì)算V形彎曲力式中：FV——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力；B——彎曲件的寬度；t——彎曲材料的厚度；r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑；——材料的抗拉強(qiáng)度；K——安全系數(shù)，一般取K=1.3。圖5-4工件料帶示意圖各工位的沖裁力及彎曲力計(jì)算如下：切邊、沖孔切邊沖孔切邊向上成型向下成型所以總的沖裁力為：總的彎曲力為：卸料力、推件力按下式計(jì)算：卸料力推件力式中：F——沖裁力；KX、Kt——卸料力、推件力系數(shù)；n——同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)。式中：h——凹模洞口的直臂高度：t——板料厚度。根據(jù)材料，查得，；根據(jù)料厚t=0.06mm,查得,取。所以此零件的卸料理、推件力分別為：卸料力推件力壓力機(jī)公稱壓力的確定及壓力機(jī)的初選壓力機(jī)公稱壓力的確定壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和。因?yàn)榍懊嫘读铣黾绞讲捎玫氖菑椥孕读习逑鲁隽戏绞?，所以?=63050.7995+948.48+2522.032+28372.86=94894.1715N所以壓力機(jī)的公稱壓力為：壓力機(jī)的初選根據(jù)壓力機(jī)的公稱壓力，查得王嘉所編的《冷沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)例》P182可以選用的力機(jī)型號(hào)為J23~25。此壓力機(jī)為開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)，其技術(shù)規(guī)格如下：表5-5壓力機(jī)的技術(shù)規(guī)格公稱壓力/KN250KN工作臺(tái)尺寸（前后×左右）/mm370mm×560mm滑塊行程/mm65mm墊板尺寸(厚度×孔徑）/mm50mm×200mm滑塊行程次數(shù)/（次/min)55模柄孔尺寸（直徑×深度）/mm40mm×60mm最大閉合高度/mm270mm床身最大傾斜角度連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度55mm滑塊中心線至床身距離/mm200mm立柱距離/mm270mm壓力中心計(jì)算模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)，為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線重合，否則沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命，甚至損壞模具，但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于沖裁件形狀和排樣的不同，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造考慮，不宜使壓力中心與模柄中心線重合，這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不至超出所選壓力機(jī)允許的范圍。如圖5-6所示建立坐標(biāo)系并分段編號(hào)，將零件左半部分圖形分解為直線段與圓弧段兩部分。該沖裁件沿x方向上的力是對(duì)稱的，所以只需要計(jì)算壓力中心縱坐標(biāo)。具體計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-7。圖5-6壓力中心求解示意圖表5-7壓力中心計(jì)算數(shù)據(jù)基本要素長(zhǎng)度L/mm(直線段)各基本要素壓力中心縱坐標(biāo)值/mm基本要素長(zhǎng)度L/mm(圓弧段)各基本要素壓力中心縱坐標(biāo)值/mmL1=11.825y1=10L2=3.48y2=9.84L3=12.5y3=7.47L4=4.53y4=5.02L5=12.64y5=4.84L6=4.71y6=3.96L7=14y7=-5.16L8=4.71y8=-14029L9=12.64y9=-15.16L10=4.53y10=-14.98L11=12.5y11=-12.53L12=3.84y12=-10.16L13=11.825y13=-10由壓力中心求解公式得mm在實(shí)際生產(chǎn)中，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮，不宜使壓力中心與模柄軸中心相重合，為便于裝模，壓力中心左移6mm，不超出所選壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍即可。刃口尺寸的計(jì)算原則凸凹模刃口尺寸計(jì)算原則確定沖裁凸凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料與沖孔，并遵循如下原則：設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模未基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過(guò)減小凸模刃口尺寸來(lái)取得。設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過(guò)增大凹模刃口尺寸來(lái)取得。根據(jù)沖模在使用過(guò)程中的磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模是時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)候，凸模基本尺寸則取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹模在磨損到一定程度時(shí)，應(yīng)能沖出合格的零件。模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。用表示，其中為工件的公差值，為磨損系數(shù)，其值在0.5~1之間，根據(jù)工件制造精度選?。汗ぜ菼T10以上工件精度IT11~IT13工件精度IT14選擇模具刃口制造公差要求時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2~4級(jí)。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可選IT16~IT17級(jí)選??；對(duì)于形狀復(fù)雜的刃口，制造偏差可按工件相應(yīng)偏差的1/4來(lái)選??；對(duì)于刃口尺寸磨損后無(wú)變化的，制造偏差值可取工件相應(yīng)公差值的1/8并冠以（±）。工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單項(xiàng)公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。但對(duì)于磨損后無(wú)變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。凸凹模刃口尺寸計(jì)算方法由于沖模加工方法不同，沖裁刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可以分為兩類。按凸模與凹模圖樣分別加工法這種方法主要適用于圓形或簡(jiǎn)單規(guī)則形狀的工件，因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單，精度容易保證，所以采用分別加工。設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。落料設(shè)工件的尺寸為，根據(jù)計(jì)算原則，落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。沖孔設(shè)沖孔尺寸為，根據(jù)計(jì)算原則，沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。上述式中：、——落料凹、凸模尺寸；、——沖孔凸、凹模尺寸；——落料件的最大極限尺寸；——沖孔件孔的最小極限尺寸；——工件制造公差；——最小合理間隙；——磨損系數(shù)；、——凸、凹模的制造公差，可按IT6~IT7級(jí)來(lái)選取，或取、。為了保證初始間隙不超過(guò)即，和選取必須滿足一下條件：可見(jiàn)，凸、凹模分別加工法的優(yōu)點(diǎn)是，凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點(diǎn)是，為了保證初始間隙在合理范圍內(nèi)，需要采取較小的凸、凹模具制造公差才能滿足的要求，所以模具制造成本相對(duì)較高。凸模與凹模配作法采用凸、凹模分開(kāi)加工法時(shí)，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制作公差，因此，造成沖模制造困難。對(duì)于沖制薄材料（因與的差值很?。┑臎_模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用此方法。配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凹模或凸模），然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸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(jiǎn)單，不必校核的條件，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。設(shè)計(jì)時(shí)，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制作公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不標(biāo)注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實(shí)際刃口配制，保證最小雙面合理間隙值”。采用配作法，計(jì)算凸?；虬寄Ｈ锌诔叽?，首先是根據(jù)凸?；虬寄Ｄp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(guò)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。凸?；虬寄Ｄp后會(huì)增大的尺寸——第一類尺寸A落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會(huì)增大的尺寸，相當(dāng)于簡(jiǎn)單形狀的落料凹模尺寸，計(jì)算公式如下：第一類尺寸：凸模或凹模磨損后會(huì)減小的尺寸——第二類尺寸B沖孔凸模或落料凹模磨損后將會(huì)減小的尺寸，相當(dāng)于簡(jiǎn)單形狀的沖孔凸模尺寸，計(jì)算公式如下：第二類尺寸：凸?；虬寄Ｄp后基本不變的尺寸——第三類尺寸C凸?；虬寄Ｔ谀p后基本尺寸不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當(dāng)于簡(jiǎn)單形狀的孔心距尺寸，計(jì)算公式如下：第三類尺寸：式中：、、——模具基準(zhǔn)尺寸（mm)；、、——工件極限尺寸（mm)；——工件公差尺寸（mm）。凸凹模刃口尺寸計(jì)算在確定該制件工作零件刃口尺寸方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法，結(jié)合模具的特點(diǎn)，沖孔零件的形狀比較簡(jiǎn)單，因此其工作刃口尺寸計(jì)算可按分開(kāi)加工的方法來(lái)計(jì)算；而其它沖裁、切邊的工作零件相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，形狀不完全對(duì)稱，所以其刃口尺寸應(yīng)按配合加工的方法計(jì)算。計(jì)算前沖裁間隙的確定相當(dāng)重要，考慮到在生產(chǎn)過(guò)程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計(jì)與制造新模具實(shí)應(yīng)采用最小合理間隙。確定合理間隙值有理論法和經(jīng)驗(yàn)確定法兩種，對(duì)于尺寸精度和斷面質(zhì)量要求不高的沖裁件，在滿足沖裁件要求的前提下，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，選用較大的雙面間隙值。因此在本設(shè)計(jì)中，采用經(jīng)驗(yàn)確定法來(lái)選擇合理間隙。按工位各工作零件刃口尺寸計(jì)算如下：根據(jù)材料及材料厚度查劉建超所編的《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ)》P55得沖裁雙面間隙=0.048mm,=0.072mm。模具主要零部件結(jié)構(gòu)的確定各主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于沖件的形狀和尺寸不同，沖模的加工以及裝配工藝等亦不同，所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多，其截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等；結(jié)構(gòu)有整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護(hù)套式等。凸模的固定方法有臺(tái)階固定、鉚接、螺釘和銷釘固定等。而在此零件的加工過(guò)程中，沖裁凸模的形狀不規(guī)則，需利用線切割加工，故采用直通式結(jié)構(gòu)。固定端用螺釘固定方法將其固定在凸模固定板上。切邊凸模為雙向受力，考慮到會(huì)產(chǎn)生一部分側(cè)向力，故將凸模設(shè)計(jì)成有引導(dǎo)和防推作用的臺(tái)階式，已保證切邊的同時(shí)先導(dǎo)向。由于制件有兩處彎曲，為便于凹模制造、調(diào)整和保證凹模強(qiáng)度，對(duì)制件采取先向上彎曲后向下彎曲的成型方法，彎曲凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu)。為保證制件的尺寸精度，每一彎曲處除了有彎曲凸模外，在對(duì)應(yīng)的凹模內(nèi)設(shè)有浮動(dòng)彎曲推塊，以保證模具閉合時(shí)，能先對(duì)條料施加壓力，然后再?gòu)澢?，防止條料因滑動(dòng)產(chǎn)生變形和尺寸的不準(zhǔn)確。同時(shí)，彎曲完畢后，彎曲推塊又起頂料作用。推力大小靠調(diào)節(jié)彈簧的彈力獲得。圓形凸模其工作部分的尺寸由計(jì)算而得；與凸模固定板配合部分按過(guò)渡配合（H7/m6）制造；利用臺(tái)階固定。凹模的刃口形式有直筒形和錐形，主要根據(jù)沖裁件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具的具體結(jié)構(gòu)來(lái)決定。在這里選用直筒形，因?yàn)樗锌趶?qiáng)度較高，且刃口直壁下面的擴(kuò)大部分可使凹模加工簡(jiǎn)單，用于沖裁形狀復(fù)雜、或精度要求較高的中、小型件，也可用于裝有頂出裝置的模具。計(jì)算各主要零件的尺寸凹模厚度根據(jù)沖件尺寸及材料厚度，查得表2.9.5可知因考慮板料厚度影響，凹模厚度系數(shù)k=0.35,而根據(jù)制件可知凹模刃口的最大尺寸b=20mm,所以凹模厚度為：但該件上還需要沖裁、切邊、壓彎，且均在同一凹模上進(jìn)行，所以凹模厚度應(yīng)適當(dāng)增加，再參考《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》標(biāo)準(zhǔn)，故取凹模厚度H=35mm。凹模壁厚根據(jù)工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸，再結(jié)合《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》標(biāo)準(zhǔn)，取長(zhǎng)度×寬度×高度為500mm×250mm×35mm。沖裁凹模刃口直壁高度h，在前面的計(jì)算推薦力時(shí)已經(jīng)提到，這里要說(shuō)明的是h不能取得太大。原因如下：料厚小，刃口直壁高度h相應(yīng)取小，如果h太大，隨著沖裁次數(shù)的增加，直壁刃口將會(huì)變?yōu)榈瑰F形，制件或廢料有可能在高速?zèng)_壓下出現(xiàn)上?。◤棾霭寄＃┗蚩ㄔ谀Ｇ粌?nèi)，損壞凸?；虬寄＃北谌锌诘陌寄?，沖裁次數(shù)要比無(wú)直壁刃口的凹模多20%左右。卸料板在實(shí)際模具制作與生產(chǎn)中，卸料板又稱之為脫料板。卸料板的作用是將沖裁后套在凸模上的條料卸下，彈壓卸料板用卸料螺釘連接于上模座或凸模固定板上，上模座和卸料板之間安裝有彈簧。根據(jù)厚度即卸料板寬度，可查得彈性卸料板厚度為16~25mm，再結(jié)合《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》標(biāo)準(zhǔn)，取H1=25mm。卸料螺釘?shù)倪x用卸料板上設(shè)置了4個(gè)卸料螺釘，公稱直徑10mm，螺紋部分為M8×8mm。結(jié)合《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》標(biāo)準(zhǔn)，選用卸料螺釘（GB2867.6-81），。卸料釘尾部應(yīng)有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模端面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。卸料彈簧的設(shè)計(jì)彈簧屬于標(biāo)準(zhǔn)件，在模具中應(yīng)用最多的是圓柱螺旋壓縮彈簧和蝶形彈簧，在這套模具設(shè)計(jì)中選用了圓柱螺旋壓縮彈簧。彈簧選擇原則：所選彈簧必須滿足預(yù)壓力的要求：式中：F0——彈簧預(yù)壓狀態(tài)的壓力（N)；Fx——卸料力（N)；n——彈簧數(shù)量。所選彈簧必須滿足最大許可壓縮量的要求：式中：——彈簧最大許可壓縮量（mm)；——彈簧實(shí)際總壓縮量（mm)；——彈簧預(yù)壓縮量（mm)；——卸料板的工作行程（mm)，一般取=t+1，t為板料厚度；——凸模刃磨量和調(diào)整量，一般取5~10mm。所選彈簧必須滿足模具結(jié)構(gòu)空間的要求，即彈簧的尺寸及數(shù)量，應(yīng)能在模具上安裝得下。彈簧選擇步驟根據(jù)卸料力和模具安裝彈簧的空間大小，初定彈簧數(shù)量n，計(jì)算出每個(gè)彈簧應(yīng)有的預(yù)壓力F0并滿足公式：根據(jù)預(yù)壓力F0和模具結(jié)構(gòu)預(yù)選彈簧規(guī)格，選擇時(shí)應(yīng)使彈簧的最大工作負(fù)荷F2大于F0。計(jì)算預(yù)選的彈簧在預(yù)壓力F0作用下的預(yù)壓縮量。也可以直接在彈簧壓縮特性曲線上根據(jù)F0查出校核彈簧最大允許壓縮量是否大于實(shí)際工作總壓縮量，及。如果不滿足上述關(guān)系，則必須重新選擇彈簧規(guī)格。直到滿足為止。圖6-1彈簧示意圖這里選用彈簧的規(guī)格如表6-2所示：表6-2彈簧規(guī)格φDL數(shù)量φDL數(shù)量TH258023TF112804TF16556TF10804TF145510TF8554TM14802墊板的采用與厚度查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo)》，墊板位于上模座與凸模固定板之間，凹模與下模座之間等，作用是直接承受和分散凸?；虬寄鬟f的壓力，以降低模座所受的單位壓力，保護(hù)模座以免被凸模端面壓陷。沖裁凸模是否加墊板，應(yīng)根據(jù)模座承壓的大小進(jìn)行判斷，凸模承壓端面對(duì)模座的單位壓力（MPa)為式中：F——沖裁力；A——凸模支撐端面面積；

由上所述，該模具是否采用墊板，應(yīng)以承壓面較小的凸模進(jìn)行計(jì)算。因此沖小孔的凸模承壓面的尺寸，其承壓力為查表2-39，得鋼板模板[]為110~150MPa?？梢?jiàn)，，因此該模具應(yīng)采用墊板。墊板厚度根據(jù)模板長(zhǎng)度500mm，查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo)》，得16~35mm。再結(jié)合《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》標(biāo)準(zhǔn)，取墊板厚度為20mm。凸模固定板厚度查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與指導(dǎo)》，凸模固定板的作用是將凸模準(zhǔn)確地安裝在上模座上，以保證在沖裁過(guò)程中凸模能穩(wěn)定可靠的工作，其外形及長(zhǎng)度尺寸一致，其厚度根據(jù)凸模長(zhǎng)度L=68mm，查表可知固定板厚度為20~25mm，另外凸模固定板也能根據(jù)以下公式計(jì)算：取整數(shù)25mm。綜上所述，再結(jié)合《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》標(biāo)準(zhǔn)，取H1=25mm。凸模長(zhǎng)度凸模長(zhǎng)度：采用彈壓卸料板時(shí)圖6-3凸模示意圖式中：h1——凸模固定板厚度；\h2——卸料板厚度；t——材料厚度；h——增加長(zhǎng)度，由凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5~1）mm，總修模（10~15）mm及模具閉合狀態(tài)下卸料板到到凸模固定板間的安全距離（15~20）mm等因素確定。結(jié)合工件外形并考慮加工，將沖裁凸模設(shè)計(jì)成直通式，采用線切割機(jī)床加工，與凸模固定板的配合按H6/m5。其總長(zhǎng)L為：具體零件結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)上述零件圖所示，圖示6-3是一沖孔凸模。選用凹模的刃口形式，主要根據(jù)沖裁件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具的具體結(jié)構(gòu)來(lái)決定。這里根據(jù)凸模形狀以及沖裁件的形狀其刃口形式選擇直筒形刃口，具體零件結(jié)構(gòu)如圖示6-4所示。圖6-4凹模刃口形式示意圖導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)導(dǎo)正銷應(yīng)在卸料板壓緊板料之前完成導(dǎo)正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出端面1mm，導(dǎo)正銷除圓弧部分的長(zhǎng)度為26mm，導(dǎo)正銷采用H7/r6安裝在卸料板上端面上，導(dǎo)正銷導(dǎo)正部分與導(dǎo)正孔采用H7/h6配合。對(duì)于切邊型排樣，在條料沖出缺口以后，不宜再設(shè)置導(dǎo)正銷。其結(jié)構(gòu)如下圖6-5所示。圖6-5導(dǎo)正銷示意圖浮動(dòng)導(dǎo)料桿的設(shè)計(jì)浮動(dòng)導(dǎo)料桿由導(dǎo)料桿和彈簧組成，導(dǎo)料桿下端帶臺(tái)階，通過(guò)臺(tái)階后的彈簧實(shí)現(xiàn)浮頂功能。并且它帶有導(dǎo)向槽，兼有對(duì)條料的導(dǎo)向功能。當(dāng)模具閉合時(shí)，浮動(dòng)導(dǎo)料桿被壓下；當(dāng)模具開(kāi)啟時(shí)，浮動(dòng)導(dǎo)料桿彈起，并將條料和工序件托起，在自動(dòng)送料器的作用下，使條料平穩(wěn)送進(jìn)。要求所有的浮動(dòng)導(dǎo)料桿在凹模面上凸出的高度應(yīng)一致而且要有足夠的彈頂力以便能將工件托起。對(duì)已經(jīng)開(kāi)始立體成形加工的工位，不能再設(shè)置導(dǎo)料桿，以免導(dǎo)料桿對(duì)工序件的送進(jìn)形成阻礙。導(dǎo)向槽的深度尺寸應(yīng)適應(yīng)條料的寬度公差，一般取高度h=(1.5~2.5)t，但。取導(dǎo)向槽深度。所選彈簧規(guī)格為14×55。其導(dǎo)料桿結(jié)構(gòu)及尺寸如圖示6-6所示。圖6-6導(dǎo)料桿示意圖模具在實(shí)際工作中，浮動(dòng)導(dǎo)料裝置的示意圖如下圖6-7所示。圖6-7浮動(dòng)導(dǎo)料裝置示意圖模架及其他零部件設(shè)計(jì)該模具采用四角導(dǎo)柱模架，這種模架導(dǎo)柱與導(dǎo)套滑動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠，剛性好，操作較方便，適用于大批量生產(chǎn)的沖壓零件。以凹模周界尺寸500×250為依據(jù)，查得《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》標(biāo)準(zhǔn)選模架規(guī)格，其一些標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格如下表6-8所示：表6-8模架規(guī)格模架（GB2851.2-81)500×250×240~280I上模座（GB2855.3-81)500×250×50下模座（GB2855.4-81)500×250×63導(dǎo)柱（GB2861.1-81)d×L38×150導(dǎo)套（GB2858.3-81)d×L×D38×125×48墊板（GB2862.1-81)L×B×H500×250×20所以該模具的閉合高度：式中：L——凸模長(zhǎng)度，L=68mm；H——凹模厚度，H=35mm；h2——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h=6mm。可見(jiàn)該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)J23~25的最大裝模具高度（270mm），可以使用。模具總裝圖通過(guò)以上設(shè)計(jì)，可以得到模具的總裝配圖。模具上模部分主要由上底板、上模座、上墊板、凸模、凸模固定板、止擋板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。模具下模部分由下底板、下墊塊、下模座、下墊板、凹模固定板、浮動(dòng)導(dǎo)料桿等組成。沖孔、沖裁、切邊廢料均由漏料孔漏出。

條料送進(jìn)時(shí)利用自動(dòng)送料裝置粗定距，在卸料板上安裝有導(dǎo)正銷，對(duì)條料進(jìn)行導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。操作時(shí)完成第一步?jīng)_壓后，有浮動(dòng)導(dǎo)料桿把條料抬起，使條料在浮動(dòng)導(dǎo)料桿的導(dǎo)向槽內(nèi)向前移動(dòng)，沖壓時(shí)導(dǎo)正銷再次導(dǎo)正。此模具的工作過(guò)程是：當(dāng)上模下行至凸模固定板與止擋板剛好接觸時(shí)，模具處于閉合狀態(tài)，卸料板與凹模上的條料受到較大壓緊力，模具內(nèi)的沖裁、彎曲凸模剛好達(dá)到設(shè)計(jì)深度，條料上各工位完成沖壓動(dòng)作。當(dāng)制件在工位EQ\o\ac(○,17)成形后，廢料從模具的廢料孔中落下，制件由浮動(dòng)的頂料桿頂離凹模平面。到此，完成一個(gè)沖裁成形過(guò)程。當(dāng)上模上升時(shí)，條料在浮動(dòng)導(dǎo)料桿彈簧的彈力作用下，浮離凹模平面，在送料器的作用下，向前送進(jìn)一個(gè)步距。準(zhǔn)備下一個(gè)工作循環(huán)。同時(shí)隨著料的送進(jìn)，前一步?jīng)_裁的成形件也脫離模外。模具閉合狀態(tài)如圖示6-9所示：圖6-9模具閉合狀態(tài)示意圖

模具零件選材級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)是產(chǎn)品零件精度高、批量大、模具要求高精度、長(zhǎng)壽命。因此對(duì)模具材料有更多的要求。模具材料選擇是否合理，直接影響著模具的使用壽命、精度、效率。進(jìn)模從前面的設(shè)計(jì)過(guò)程可知，該模具的外形及沖壓力都很小，所以沖模零件的材料選碳素工具鋼和低合金工具鋼即可。碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼主要包括T7A、T8A、T10A、T12AD，是最容易得到和最便宜的模具鋼，在我國(guó)應(yīng)用最廣。碳素結(jié)構(gòu)鋼適用于制造尺寸不大、受力較小、形狀簡(jiǎn)單、性能和要求不高、受輕負(fù)荷的零件。其基本特性：具有一定的耐磨性；可鍛性、切削加工性好；淬透性較差；淬火變形、開(kāi)裂傾向大。低合金工具鋼級(jí)進(jìn)模常用的低合金工具鋼有CrWMn，9CrWMn,9Mn2V，9Mn2，9CrSi，GCr15等。由于含有一定量的錳，綜合性能高于碳素結(jié)構(gòu)鋼，壽命較碳素結(jié)構(gòu)鋼模具高。級(jí)進(jìn)模適用于制造各類精密、復(fù)雜形狀、變形要求