模具設(shè)計(jì)論文

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1、 蘇州市職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 設(shè)計(jì)（論文）題目 墊圈倒裝復(fù)合模設(shè)計(jì) 系 機(jī)電工程系 專業(yè)班級(jí) 06模具設(shè)計(jì)與制造2 姓 名 丁建峰 學(xué) 號(hào) 063308209 指導(dǎo)教師 李洪偉 2009年 摘要

2、摘 要 ：模具是現(xiàn)代工業(yè)的重要工藝設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。 本設(shè)計(jì)通過分析該零件的技術(shù)要求沖壓工藝性初步確定沖壓工藝路線再通過計(jì)算其毛胚尺寸和沖壓拉深次數(shù)來合并加工工序選擇最佳方案。通過查閱資料計(jì)算來確定排樣方案和各工序間的尺寸。第二部分就是確定模具設(shè)計(jì)方案，要選擇壓力機(jī)的類型模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇和模具零件的選用和設(shè)計(jì)最終確定其模具的裝配圖 關(guān)鍵詞 ： 模具設(shè)計(jì)；模具加工；沖壓；沖壓模 ；模具結(jié)構(gòu)； Flip-mode composite gasket design Abs

3、tract: mold is an important modern industrial process equipment, along with the constant progress of science and technology, it occupies in the national economy more and more important position, and very broad prospects The design of the parts through the technical requirements of the stamping pr

4、ocess initially set stamping process re-route through the calculation of gross embryo size and the number of stamping drawing to select the best combined processing programmer. Through access to information calculated to determine the layout of the work programmer and the size. The second part is to

5、 identify mold design, to choose the type of mold presses and type of mold forms of choice and selection and design parts of the final assembly of its mold Key Word: die design; die manufacturing; stamping; Compound die; structure so the strutting of die.

6、目 錄 摘要.................................................... 1 1. 緒論.................................................... 4 2. 沖裁件工藝性分析........................................... 6 1.1材料.....................................................

7、...................................................................6 1.2 工件結(jié)構(gòu)形狀..........................................................................................................6 1. 3尺寸精度.......................................................................................................

8、............6 2.沖裁工藝方案的確定..................................................8 3.模具結(jié)構(gòu)形式的確定..................................................9 4.模具總體設(shè)計(jì)........................................................9 4.1模具類型的選擇.....................................................9 4.2操作與定位方式..............

9、.......................................9 4.2.1操作方式.........................................................9 4.2.2定位方式.........................................................9 4.3卸料、出件方式.....................................................10 4.3.1卸料方式............................................

10、.............10 4.3.2出件方式.........................................................10 4.4確定送料方式..................................................................................................................................10 4.5確定導(dǎo)向方式.............................................................

11、.....................................................................10 5.模具設(shè)計(jì)計(jì)算................................................................................................................11 5.1排樣 計(jì)算條料寬度、確定步距、計(jì)算材料利用率..............................................11 5.1.1排樣方式的選擇...............

12、........................................................................................11 5.1.2計(jì)算條料寬度...........................................................................................................11 5.1.3確定步距.............................................................................

13、......................................12 5.1.4計(jì)算材料利用率........................................................................................................13 5.2沖壓力的計(jì)算..............................................................................................................13 5.2.1沖裁力的計(jì)算....

14、.......................................................................................................13 5.2.2卸料力、頂件力的計(jì)算...........................................................................................14 5.3模具壓力中心的確定.......................................................................

15、...........................15 5.4模具刃口尺寸的計(jì)算..................................................................................................15 5.4.1沖裁間隙分析...........................................................................................................15 5.4.2沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算................

16、.......................................................................................17 5.4.3沖孔凸模、凹模尺寸計(jì)算...............................................................................................18 5.5卸料橡膠的設(shè)計(jì)....................................................................................

17、......................19 5.5.1卸料板工作行程.......................................................................................................19 5.5.2卸料橡膠工作行程...................................................................................................19 5.5.3卸料橡膠自由高度..........................

18、..........................................................................19 5.5.4卸料橡膠的預(yù)壓縮量...............................................................................................19 5.5.5每個(gè)橡膠所承受的載荷.............................................20 5.5.6卸料橡膠的外徑D................................

19、.................20 5.5.7較核卸料橡膠自由高度.............................................20 5.5.8卸料橡膠安裝高度.................................................20 6.主要部零件設(shè)計(jì)......................................................20 6.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).................................................20 6.1.1落料凹模........

20、.................................................20 6.1.2沖孔凸模.........................................................21 6.2卸料部件的設(shè)計(jì)......................................................21 6.2.1卸料板的設(shè)計(jì)......................................................22 6.2.2卸料螺釘?shù)倪x用............................

21、........................22 6.3模架及其他零部件的選用.............................................................................................22 7校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù).....................................22 7.1校核模具閉合高度....................................................22 7. 2沖壓設(shè)備的選定.........................

22、...................................................................................23 8. 設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖、選取標(biāo)準(zhǔn)件..........................................................................24 9.繪制非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖........................................................................................................2

23、5 總結(jié).......................................................................................................................................25 致謝.......................................................................................................................................26 參考文獻(xiàn)...........

24、....................................................26 附錄...................................................................28 緒論 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；

25、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)。 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)思路必然帶來新的模具結(jié)構(gòu)。 沖壓工藝是塑性件，所以有加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，也可以加工非金屬板料。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

26、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。 沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率且由于操作簡(jiǎn)便，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。 利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。 沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要再經(jīng)過機(jī)械加工便可使用。 沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的扎制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。 沖壓工藝在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器 、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的

27、生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要。因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本較低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)?，F(xiàn)代各先進(jìn)工業(yè)化的國(guó)家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(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。 沖壓工藝，模具以及沖壓設(shè)備等正在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，從總體來看，現(xiàn)代沖壓工藝與模具的主要發(fā)展方向可以歸納為以下幾個(gè)方面： 一、沖壓成型工藝與理論的研究 成形，近年來，沖壓成型工藝有很多的新的發(fā)展,特別是精密沖裁，精密剪切，復(fù)合材料成形，軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精度日趨精確，生產(chǎn)率也有極大的提高，正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的、新的發(fā)展

28、水平。 由于引入了計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)沖壓成行已從原來的對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過程的模擬與分析，已實(shí)現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 二、沖壓加工自動(dòng)化與柔性化 為了適應(yīng)大批量、高效率的生產(chǎn)需要,在沖壓模具和設(shè)備上廣泛應(yīng)用了各種自動(dòng)化的進(jìn)、出料機(jī)構(gòu)。專門配置了機(jī)械手或機(jī)器人，這不僅大大提高了沖壓件的生產(chǎn)品質(zhì)和生產(chǎn)率，而且增加了沖壓工作和沖壓工人的安全性。在中小件的大批量生產(chǎn)方面，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用多工位級(jí)進(jìn)模、多任務(wù)位壓力機(jī)或高速壓力機(jī)。在小批量多品種生產(chǎn)方面，正在發(fā)展柔性制造系統(tǒng)(FMS)，為了適應(yīng)多品種生產(chǎn)是不斷更換模具的需要，已成功地發(fā)展了一種快換模系統(tǒng)?，F(xiàn)

29、在，量生產(chǎn)方面,.換一副大型沖壓模具，僅需6~8分鐘即可完成。此外，近年來，集成制造系統(tǒng)（CIMS）也正被引入沖壓加工系統(tǒng)，出現(xiàn)了沖壓加工中心，并且使設(shè)計(jì)、沖壓生產(chǎn)、零件運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、品質(zhì)檢驗(yàn)以及生產(chǎn)管理等全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 三、 沖模CAD/CAM 自從美國(guó)Die Comp公司與1971年在簡(jiǎn)單級(jí)進(jìn)模中首先將CAD/CAM技術(shù)引入到?jīng)_模設(shè)計(jì)與制造中以來，沖模CAD/CAM 技術(shù)已成為沖壓工藝與模具的主要發(fā)展方向之一。1978年日本機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了MEL 系統(tǒng),采用了圖形顯示設(shè)備和交互圖形設(shè)計(jì)技術(shù)，使CAD開始走向?qū)嵱没?。我?guó)在沖壓模具的CAD/CAM方面也取得了重大的進(jìn)展，上海交通大學(xué)在

30、80年代初期開展了大規(guī)模的CAD/CAM研究開發(fā)工作，目前在上海交通大學(xué)已建立了模具CAD/CAM國(guó)家工程中心。在華中理工大學(xué)建立了模具CAD/CAM國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。 由于新技術(shù)的應(yīng)用和引導(dǎo),模具技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位愈來愈大，在一定程度上決定了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)在21世紀(jì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，為此，我們要有足夠的認(rèn)識(shí)并采取得力的措施。 1沖裁件工藝性分析 工件名稱：六角墊圈 工件簡(jiǎn)圖：如圖1-1所示 生產(chǎn)批量：大批量 材料：45鋼 材料厚度：2mm 圖 1-1 1.1材料 由表1-1、表1-2分析知：45鋼為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性，主要用

31、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，成中心對(duì)稱，只有一個(gè)φ20的孔，孔與邊緣之間的距離也滿足要求，可以沖裁。 1.3尺寸精度 零件圖上未注公差為IT12級(jí)，尺寸精度較低，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。 表1-1 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 σS/MPa δ5/% σb/MPa 用途舉例 鋼材厚度和型材直徑≤16mm Wc/% 不小于 Q195 — 0.06—0.12 195 33 315—390 用來

32、制造薄鋼板、鋼絲、管鋼、鋼釘、螺釘、地腳螺栓等 Q215 A 0.09—0.15 215 31 335—410 B Q235 A 0.14—0.22 235 26 375—460 用來制造拉釘、螺栓、螺母、軸、銷子、螺紋鋼、角鋼、槽鋼、鋼板等 B 0.12—0.20 C ≤0.18 D ≤0.17 Q255 A 0.18—0.28 255 24 410—510 用來 制造各種型條鋼和鋼板 B 45 — 0.28—0.38 275 20 490—610 相當(dāng)于35—40鋼 表1-2 部分碳素鋼抗剪性能 材料名稱

33、 牌號(hào) 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度（Mpa） 普通碳素鋼 Q195 未退火 260～320 Q235 310～380 Q275 400～500 2沖裁工藝方案的確定 方案一：先沖孔，后落料。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2-1 各類模具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)比較 模具種類比較項(xiàng)目 單工序模 級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模 無導(dǎo)向 有導(dǎo)向 零件公差等級(jí) 低 一般 可達(dá)IT13—IT10級(jí) 可達(dá)IT10—IT8級(jí) 零件特點(diǎn) 尺寸不受限制厚度不受限制 中小型尺寸厚度較厚 小零件厚度0.2—

34、6mm可加工復(fù)雜零件，如寬度極小的異形件 形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度限制，尺寸可以較大，厚度可達(dá)3mm 零件平面度 低 一般 中小型件不平直，高質(zhì)量制件需較平 由于壓料沖件的同時(shí)得到了較平，制件平直度好且具有良好的剪切斷面 生產(chǎn)效率 低 較低 工序間自動(dòng)送料，可以自動(dòng)排除制件，生產(chǎn)效率高 沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅砻嫔希仨毷謩?dòng)或機(jī)械排除，生產(chǎn)效率較低 安全性 不安全，需采取安全措施 比較安全 不安全，需采取安全措施 模具制造工作量和成本 低 比無導(dǎo)向的稍高 沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)，比復(fù)合模低 沖裁較復(fù)雜零件時(shí)，比級(jí)進(jìn)模低 適用場(chǎng)合 料厚精度要求低的小批量沖件的

35、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，平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn) 結(jié)合表2-1分析知： 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

36、為佳。 3 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。 根據(jù)零件分析，制件的精度要求較低，孔邊距較大，為提高經(jīng)濟(jì)效益和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，適宜 采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)。 根據(jù)以上分析確定該制件的生產(chǎn)采用倒裝式復(fù)合模具生產(chǎn)。 4 模具總體設(shè)計(jì) 4.1模具類型的選擇 經(jīng)分析，工件尺寸精度要求不高，形狀

37、較簡(jiǎn)單，但工件產(chǎn)量較大，根據(jù)材料厚度，為保證沖模有較高的生產(chǎn)率，通過比較，決定實(shí)行工序集中的工藝方案，彈性卸料裝置，自然漏料的倒裝復(fù)合結(jié)構(gòu)方式。 4.2操作與定位方式 4.2.1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，提高經(jīng)濟(jì)效益。 4.2.2定位方式 因?yàn)閷?dǎo)料銷和固定擋料銷結(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，控制送料步距采用固定擋料銷。

38、 4.3卸料、出件方式 4.3.1卸料方式 剛性卸料與彈性卸料的比較： 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（0.2—0.5）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（0.1—0.2）t,若

39、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。

40、

41、

42、

43、

44、

45、

46、

47、 工件平直度較高，料厚為2mm相對(duì)較薄，

48、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。 4.3.2出件方式 因采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)，故采用下出件為佳。 4.4確定送料方式 因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)，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)模或縱向送料的落料模、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)

49、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，采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，即方案四最佳。 5 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 5.1.1排樣方式的選擇 方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保

50、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。 5.1.2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。搭邊過大，浪費(fèi)材料。搭邊過小，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、凹模間隙中損壞模

51、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=3mm, 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=（Dmax＋2a）-0△ （公式5-1） 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5-2）； B=（36.69＋23） =45.690-0.5(mm) 所以條料寬度在45.19～45.69mm 表5-1 搭邊值和

52、側(cè)邊值的數(shù)值 材料厚度t 圓件及r＞2t圓角 矩形邊長(zhǎng)l≤50 矩形邊長(zhǎng)l＞50或圓角 r≤2 工件間a1 側(cè)邊a 工件間a 側(cè)邊a1 工件間a1 側(cè)邊a 0.25以下 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 0.25～0.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 0.5～0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 0.8～1.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.8 1.2～1.5 1.0 1.2 1.5 1.8

53、 1.9 2.0 1.6～2.0 1.2 1.5 2.0 2.2 2.0 2.2 表5-2 剪裁下的下偏差△（mm） 條料厚度(mm) 條料寬度(mm) ≤50 ＞50～100 ＞100～200 ＞200 ≤１ 0.5 0.5 0.7 1.0 ＞１～３ 0.5 1.0 1.0 1.0 ＞3～４ 1.0 1.0 1.0 1.5 ＞4～６ 1.0 1.0 1.0 2.0 5.1.3確定步距 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(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)，是決定擋料銷位置的依據(jù)。條料寬

54、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(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。 送料步距S S ＝17.32mm＋17.32mm＋2mm ＝36.64(mm) 排樣圖如圖5-2所示。 圖5-2 排樣圖 5.1.4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 η＝Ａ/BS100% (公式5-2) 式中　　A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積； B

55、—條了寬度； S—步距； η=725／45.6936.64100% =45% 5.2沖壓力的計(jì)算 5.2.1沖裁力的計(jì)算 用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力Ｆ一般按下式計(jì)算： F=KLtτb ( 公式5-3) 式中　　F—沖裁力； L—沖裁周邊長(zhǎng)度； 　　　　t—材料厚度； 　　　　τb—材料抗剪強(qiáng)度；　　　 K—系數(shù)，系數(shù)Ｋ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?。?1.3。 計(jì)算沖裁件輪廓周長(zhǎng)L L=πd＋6b

56、(公式5-4） 式中 d—沖裁孔的直徑； b—沖裁件邊長(zhǎng)； L=3.1420＋619.24 =178.24(mm) 查表2-1取τb=350Mpa 所以 F=KLtτb =1.3178.242350 =162200(N) 5.2.2卸料力、推料力的計(jì)算 卸料力FX FX=KXF （公式5-5） 推料力FT 　　 FT =nKTF （公式5-6） n～梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量(n=h/t

57、)； h～直刃口部分的高(mm)； t～ 材料厚度(mm) FX=KXF =0.04162200 =6488(N) （KX、KT為卸料力、推件力系數(shù)，其值查表5-3可得） FT=nKTF =40.055162200

58、 =35684(N) 所以總沖壓力 FZ=F+FX+FT =162200N+6488N+35684N =204372(N) 根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果擬選壓力機(jī)規(guī)格為J23—25。 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。該零件為中心對(duì)稱圖形，其幾何中心即為壓力中心。 表5-3 卸料力

59、、推件力和頂件力系數(shù) 料厚t/mm KX KT KD 鋼 ≤0.1 ＞0.1~0.5 ＞0.5~2.5 ＞2.5~6.5 ＞6.5 0.065~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.03 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅，黃銅 0.025~0.08 0.02~0.06 0.03~0.07 0.03~0.09 5.4工作零件刃口尺寸計(jì)算 5.4.1沖裁間隙分析 1）間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影

60、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)之一，沖裁過程中，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

61、，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5~20%左右時(shí)，沖裁力的降低不超過5~10%。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15~25%左右時(shí)的卸料力幾乎為零。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? 4）間隙值的確定 由以上分析可見，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

62、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)范圍的最小值稱為最小合理間隙Cmin，最大值稱為最大合理間隙Cmax。考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，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

63、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確定間隙值。 經(jīng)驗(yàn)公式； 軟材料： t＜1mm，C=(3%~4%)t t=1~3mm，C=(5%~8%)t t=3~5mm，C=(8%~1%)t 硬材料： t＜1mm，C=(4%~5%)t t=1~3mm，C=(6%~8%)t t=3~8mm，C=(8%~13%)t 5.4.2落料凹、凸模刃口尺寸計(jì)算 該制件外形為一正六邊形，相對(duì)較復(fù)雜，適合采用凸凹模配作加工。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，無需較核[δT＋δA]≤Zmax—Zmin的條件，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差

64、，使制造容易，所以采用配作法加工。 落料凹模刃口磨損后，刃口尺寸只有一種變化，全部變大。其刃口尺寸一般按式5-7計(jì)算。 AA=（Amax-x△）0+0.25△ （式5-7） 式中 Amax—垂直于送料方向的凹模刃口間的最大距離； x —凹模磨損系數(shù)； △—刃口制造公差； 1） 凹模刃口尺寸計(jì)算 基本尺寸39.85、34.64，按IT12級(jí)將其轉(zhuǎn)化為39.850-0.25、34.640-0.25。查表5-4得x=0.75。 A1=（39.85－0.750.25）0+0.250.25 =39.650+0.0

65、6(mm) A2 =（34.64－0.750.25）0+0.250.25 =34.440+0.06(mm) 將A1、A2轉(zhuǎn)化為整數(shù)尺寸： A1=40-0.29-0.35 A2=35-0.5-0.56 2） 落料凸模刃口尺寸計(jì)算 制件精度不高，為IT12級(jí)，確定刃口間隙時(shí)主要考慮模具壽命，故應(yīng)該取較大間隙。查表得： Zmax=0.360mm Zmin=0.246mm 所以 Z=Z max=0.360mm 落料凸模刃口尺寸 B1=39.650-0.3 B2=34.440-0.3 將其轉(zhuǎn)換為整數(shù)尺寸： B1=40

66、-65-0.35 B2=35-0.86-0.56 表5-4 系數(shù)X 料厚t(mm) 非圓形 圓形 1 0.75 0.5 0.75 0.5 工件公差△/mm 1 1~2 2~4 ＞4 ＜0.16 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 0.17~0.35 0.21~0.41 0.25~0.49 0.31~0.59 ≥0.36 ≥0.42 ≥0.50 ≥0.60 ＜0.16 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 ≥0.16 ≥0.20 ≥0.24 ≥0.30 5.4.3沖孔凸模、凹模尺寸計(jì)算 該制件只有一個(gè)圓形的孔，適宜采用凸、凹模分開加工。其尺寸計(jì)算公式： dT=(dmin＋x△) 0-δT （式5-8） dA=( dT＋Zmin)＋δA0 （式5-9） 表5-5 規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸、凹模制造偏差（mm) 基本尺寸 凸模偏差dT 凹模偏差dA ≤18 0.020 0.020 ＞18～30 0.020 0.025 ＞30