ZL50裝載機總體及工作裝置設(shè)計
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題目：計算機機箱插口封條
沖壓模具設(shè)計
4
摘要
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認的關(guān)鍵工業(yè)，工業(yè)發(fā)達國家稱之為“工業(yè)之母”。模具成型具有效率高，質(zhì)量好，節(jié)省原材料，降低產(chǎn)品成本等優(yōu)點。采用模具制造產(chǎn)品零件已成為當(dāng)今工業(yè)的重要工藝手段。模具在機械，電子，輕工，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，已成為使用最廣泛的工業(yè)化生產(chǎn)的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60%--80%產(chǎn)品零件，組件和部件的加工生產(chǎn)?！澳＞呔褪钱a(chǎn)品質(zhì)量”，“模具就是經(jīng)濟效益”的觀念已被越來越多的人所認識和接受。在中國，人們已經(jīng)認識到模具在制造業(yè)中的重要基礎(chǔ)地位，認識更新?lián)Q代的速度，新產(chǎn)品的開發(fā)能力，進而決定企業(yè)的應(yīng)變能力和市場競爭能力。目前，模具設(shè)計與制造水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志之一。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，要求各行各業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代快，對模具的需求量加大。一般模具國內(nèi)可以自行制造，但很多大型復(fù)雜、精密和長壽命的多工位級進模大型精密塑料模復(fù)雜壓鑄模和汽車覆蓋件模等仍需依靠進口，近年來模具進口量已超過國內(nèi)生產(chǎn)的商品模具的總銷售量。為了推進社會主義現(xiàn)代化建設(shè)，適應(yīng)國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進一步技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整和加速國產(chǎn)化的繁重任務(wù)。改革開放以來，我國(除港臺地區(qū)外，下同)的模具工業(yè)獲得了飛速的發(fā)展，設(shè)計、制造加工能力和水平、產(chǎn)品檔次都有了很大的提高。
本文主要介紹了冷沖壓工藝及計算機機箱插口封條的沖孔與彎曲模具的設(shè)計過程，經(jīng)工藝分析、工藝計算,確定了該設(shè)計工藝流程及模具結(jié)構(gòu)形式。從分析零件的工藝性到模具總體設(shè)計以及必要的計算和壓力機的選擇都進行了詳細的介紹。
關(guān)鍵詞：模具 冷沖壓 拉深 翻邊
目錄
計算機機箱插口封條沖壓模具設(shè)計
前言
第一章 零件形狀及尺寸要求………………………………………………… 7
第二章 零件材料性能分析…………………………………………………… 7
第三章 有關(guān)模具結(jié)構(gòu)形式的選擇…………………………………………… 7
第四章 幾種方案的比較……………………………………………………… 8
第五章 有關(guān)工藝的計算……………………………………………………… 8
1 毛坯尺寸的計算…………………………………………………………… 9
（1）彎曲件毛坯長度的計算……………………………………………… 9
（2）搭邊值的確定………………………………………………………… 9
（3）條料長度的計算……………………………………………………… 10
2 計算排樣…………………………………………………………………… 10
3 計算材料的利用率………………………………………………………… 10
4 沖裁力、卸料力、推件力、彎曲力計算及初選壓力機………………… 11
5 沖裁模間隙及凹模、凸模刃口尺寸計算………………………………… 14
6 卸料彈簧的選擇…………………………………………………………… 18
7 選擇上下模板及模柄……………………………………………………… 19
8 擋料銷、始用擋料銷的選擇……………………………………………… 19
9 墊板、凸模固定板的設(shè)計………………………………………………… 19
10 閉合高度……………………………………………………………………20
11 導(dǎo)柱、導(dǎo)套…………………………………………………………………20
12 卸料螺釘……………………………………………………………………20
13 模具壓力中心的計算…………………………………………………… 21
14 凸、凹模強度的校核…………………………………………………… 27
（1）凹模外形尺寸的確定及校核……………………………………… 27
（2）凸模外形尺寸及強度校核………………………………………… 28
第六章 繪制模具結(jié)構(gòu)總圖及零件圖（見各圖紙）……………………… 31
結(jié)束語及致謝詞………………………………………………
參考文獻
前言
近年來，沖壓成形工藝有很多新的進展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓見件的精度日趨精確，生產(chǎn)率也有極大提高，正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的、新的發(fā)展水平。前幾年的精密沖壓主要市是指對平板零件進行精密沖裁，而現(xiàn)在，除了精密沖裁外還可兼有精密彎曲、拉伸、壓印等，可以進行復(fù)雜零件的立體精密成形。過去的精密沖裁只能對厚度為5-8mm以下的中板或薄板進行加工，而現(xiàn)在可以對厚度達25mm 的厚板實現(xiàn)精密沖裁，并可對σb >900MPa的高強度合金材料進行精沖。
由于引入了CAE，沖壓成形已從原來的對應(yīng)力應(yīng)變進行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析，以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設(shè)計。在沖壓毛坯設(shè)計方面也開展了計算機輔助設(shè)計，可以對排樣或拉伸毛坯進行優(yōu)化設(shè)計。
此外，對沖壓成形性能和成形極限的研究，沖壓件成形難度的判定以及成形預(yù)報等技術(shù)的發(fā)展，均標志著沖壓成形以從原來的經(jīng)驗、實驗分析階段開始走上由沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)階段，使沖壓成形走向計算機輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。
為了適應(yīng)大批量、高效率生產(chǎn)的需要，在沖壓模具和設(shè)備上廣泛應(yīng)用了各種自動化的進、出料機構(gòu)。對于大型沖壓件，例如汽車覆蓋件，專門配置了機械手或機器人，這不僅大大提高了沖壓件的生制件質(zhì)和生產(chǎn)率，而且也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)用多工位級進模、多工位壓力機或高速壓力機。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)時不斷更換模具的需要，已經(jīng)成功地發(fā)展了一種快速換模系統(tǒng)，現(xiàn)在，換一副大型的沖壓模具，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、沖壓生產(chǎn)、零件運輸、倉儲、品質(zhì)檢驗以及生產(chǎn)管理等全面實現(xiàn)自動化。
發(fā)展了一些新的成形工藝(如高能成形和旋壓等)、簡易模具（如軟模和低熔點合金模等）、通用組合模具和數(shù)控沖壓設(shè)備等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既適合大量生產(chǎn)，也同樣適用于小批生產(chǎn)。例如，研制高強度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強度.
現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時代，到下一個世紀，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例 將達75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均 要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟具越來越引起人們的重視。例如，研制 各種超塑性材料(環(huán)氧、聚脂等)制作或其中填充金屬粉末、玻璃纖維等的簡易模具：中、低 熔點合金模具、噴涂成型模具、快速電鑄模、陶瓷型精鑄模、陶瓷型吸塑模、疊層模及快速 原型制造模具等快速經(jīng)濟模具將進一步發(fā)展?？鞊Q模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外， 采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置、快速試模技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。
模具標準件的應(yīng)用將日漸廣泛。使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。 因此，模具標準件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準 生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標準件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準件 規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。
模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進的表面處理技術(shù)將進一步受重視。在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20%～30%之間，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼 材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣 重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的 模具鋼。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來高速鋼冶煉過程 中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質(zhì)的問題。其碳化物微細，組織均勻，沒有材 料方向性，因此它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長年使用尺寸穩(wěn)定等特點，是一 種很有發(fā)展前途的鋼材。特別對形狀復(fù)雜的沖件及高速沖壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。這 種鋼材還適用于注射成型漆加玻璃纖維或金屬粉末的增強塑料的模具，如型腔、形芯、澆口 等主要部件。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時間亦是 重要方向。
模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展 方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法，即擴滲如：滲碳、滲 氮、滲硼、滲鉻、滲釩外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昴貴、工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子 噴涂等技術(shù)。
計算機機箱插口封條沖壓模具設(shè)計
第一章 零件的形狀尺寸及要求
零件的形狀如圖1-1。此零件為計算機機箱插口的封條，當(dāng)不用此插口時，將其裝在上面用來防止灰塵等進入機箱內(nèi)，當(dāng)需要用此插口時，即將封條取下來。零件材料為08F（08F是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,其中F表示沸騰鋼,08表示平均含碳量），年產(chǎn)量800萬件。
圖1-1零件形狀尺寸圖
第二章 零件材料性能分析
08F鋼板較軟，查表的其性能如下：（見表1-1）
表1-1 08F鋼性能
抗剪強度（τ/Mpa）
抗拉強度（σ0/ MPa ）
伸長率（%）
屈服點（MPa）
220~310
280~390
32
180
第三章 有關(guān)模具結(jié)構(gòu)形式的選擇
由于零件是大批量生產(chǎn)，故可考慮用級進?；驈?fù)合模。我們先來分析零件的工藝性。零件的整個成形過程包括沖孔、落料與彎曲三個過程，其中，彎曲部分必須先沖出小孔才能彎曲，因此，若采用復(fù)合模，彎曲時，沖孔凸模留在孔內(nèi)，阻止了彎曲的進行，故我們考慮采用級進模。另外，零件只是密封機箱的一部分，但密封的要求不高，故對零件的精度要求不高，因此，我們在設(shè)計模具時，對其精度的要求也可適當(dāng)?shù)姆潘桑M量滿足其大批量生產(chǎn)的要求，并從經(jīng)濟性要求來考慮，盡量減少材料損失。
第四章 幾種方案的比較
根據(jù)零件的形狀，我們初步擬訂以下幾種方案：
方案一：沖孔→落料→彎曲 方案二：彎曲→沖孔→落料
方案三：沖孔→彎曲→落料
方案一首先沖出兩個大孔和小孔，然后將外形落料，最后進行彎曲，這種方案看起來很好，但我們考慮模具采用的是級進模，落料后，工件從條料上掉了下來，我們再進行第三步彎曲時，必須用手拿工件放在彎曲模部分，且還要重新進行定位，因此不利于大批量生產(chǎn)。
方案二克服了方案一的問題，即工件在落料之前，完成了沖孔與彎曲兩個過程，但又產(chǎn)生了一個新的問題。由于壓力機是上下作垂直運動，因此，沖孔等工序都應(yīng)該是在水平面內(nèi)完成，但彎曲部分還有一小孔，若與彎曲同時進行，則必將阻止彎曲的進行，若放到第二道工序，則沖小孔必須在垂直平面內(nèi)完成，故無法設(shè)計模具。
方案三先進行沖孔，跟方案一相同，要克服方案一的問題，我們將彎曲與落料工序調(diào)換過來，先進行彎曲，最后才進行落料。在第一個工位，我們將中間兩個大孔及彎曲部分的一個小孔沖裁出來，在第二個工位，我們利用前一個工位沖出的兩個大孔作為定位孔，對要彎曲的部分進行剪切并彎曲，這兩個過程同時進行，在第三個工位，我們將整個工件的外形落料出來，整個過程連為一整體，是一個連續(xù)生產(chǎn)的過程。
綜合以上比較，我們知道方案三的生產(chǎn)率高，克服了其它幾中方案的缺點，適合于大批量生產(chǎn)，故我們采用方案三。
第五章 有關(guān)工藝的計算
1.毛坯尺寸的計算
（1） 彎曲件毛坯長度的計算（如圖1-2）：
圖1-2 彎曲件毛坯長度
由于彎曲半徑 r =1 > 0.5 t，故毛坯的長度應(yīng)等于零件直線段長度和彎曲部分應(yīng)變中性層長度之和，即：
L=
由于零件的彎曲角為，故毛坯的展開長度為：
L=
查表得：xo= 0.45
∴ L = 8.2 +(1 + 0.45×0.8) + 118.2
= 2.14 + 126.4
= 128.54㎜
(2) 搭邊值的確定：
為補償定位誤差，維持條料一定的強度和剛度，保證送料的順利進行，工件與邊緣、工件與工件之間應(yīng)有一定的搭邊值，但由于工件的精度要求不高，且材料比較軟，從經(jīng)濟性角度考慮，我們優(yōu)先考慮提高材料的利用率，故工件與工件之間將不增加搭邊值，以免增加模具的制造費用及浪費材料。
查表得：工件與邊緣之間的搭邊值為a1=1.8㎜，
故條料寬度為：
式中：B——條料標稱寬度(㎜)
D——工件垂直于送料方向的最大尺寸(㎜)
a1——側(cè)搭邊(㎜)
Δ——條料寬度的公差(㎜)
查表得：Δ=0.6
∴
我們將其定為132.5㎜。
(3) 條料長度的確定：
工件的寬度為19㎜，故在充分考慮沖裁操作方便性的情況下，我們將條料的長度定為575㎜。
故對條料的下料尺寸為575㎜×132.5㎜。
2．計算排樣
排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計中一項很重要的工作，排樣的合理與否，影響到材料的經(jīng)濟利用率，還會影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等。
由于工件外形規(guī)則，且所要求的精度要求不高，故從經(jīng)濟性角度考慮，我們選擇少廢料排樣方式，具體排樣方式如圖1-3。
3．計算材料的利用率
條料的毛坯尺寸為575㎜×132.5㎜，故一張條料可沖出30個工件。
一個進距內(nèi)材料的利用率為：
η=
=
= 85.4
一張條料上總的利用率為：
ηs== = 84.7
圖1-3 排樣圖
4．沖裁力、卸料力、推件力、彎曲力計算及初選壓力機
(1) 零件外形落料力：
F1 = KLtτ
= 1.3×0.8×250×275
= 71500N
(2) 沖孔力：
F2 = 2KL1tτ+KL2tτ
= 2×1.3×0.8×250×π×12 + 1.3×0.8×250×()
= 19603.5N + 6960.7N
= 26564N
(3) 彎曲力計算：
由于彎曲時，有一條邊同時要被剪開我們先算這個剪切力
F3 = KLtτ
= 1.3×8.5×0.8×250
= 2210N
最大自由彎曲力(N)為
式中：c ——與彎曲形式有關(guān)的系數(shù)。由于是V形件，查表得c=0.6。
K ——安裝系數(shù)，一般取1.3。
B——彎曲寬度,mm
t ——料厚,mm
r ——彎曲半徑，r =1㎜
σ0——材料的強度極限，σ0=300MPa
=1216N
(4) 壓料力的計算：
壓料力F壓值可近似取彎曲力的30%～80%。
(5) 校正彎曲力的計算：
為了提高彎曲件的精度，減小回彈，在板材自由彎曲的終了階段，凸模繼續(xù)下行，將彎曲件壓靠在凹模上，其實質(zhì)是對彎曲件的圓角和直邊進行精壓，此為校正彎曲。此時，彎曲件受到凸凹模擠壓，彎曲力急劇增大。
=80×19×1.8
=2736N
P ——單位面積上的校正力,Mpa
A ——校正面垂直投影面積,mm2
(6)卸料力、推料力的計算：
查表得：= 0.04, = 0.055；由于彎曲模的影響，在凹模內(nèi)不能有一個工件，但沖孔有2.5個廢料，兩個孔，我們算5個。
∴卸料力
FQ1= F1 = 0.04×71500 = 2860N
推料力
FQ2 = nF2
= 5×0.055×26564
= 7305.1N
故總力 = F1 + F2 + FQ1 + FQ2 + + F3
= 71500 + 26564 + 2860 + 7305.1 + 1216 + 608 + 2210 + 2736
= 114999.1N
115kN
初選壓力機160kN，其各項技術(shù)參數(shù)如下：（見表1-2）
表1-2壓力機技術(shù)參數(shù)
公稱壓力 (kN)
160
發(fā)生公稱壓力時滑塊下滑的極點距離 (㎜)
5
滑塊的行程
固定行程 (㎜)
70
調(diào)節(jié)行程 (㎜)
8~70
最大閉合高度 (㎜)
220
閉合高度調(diào)節(jié)量 (㎜)
60
工作臺尺寸 (㎜)
左右：450 前后：300
工作臺孔尺寸 (㎜)
左右：220 前后：110 直徑：160
模柄尺寸 (直徑×深寬)
Φ30×50
工作臺板厚度 (㎜)
60
5．沖裁模間隙及凹模、凸模刃口尺寸計算
查表得：Zmin= 0.04㎜，Zmax= 0.07㎜
凸模偏差δp= 0.02㎜，凹模偏差δd= 0.02㎜
δp+δd= 0.04㎜
Zmax－Zmin= 0.07-0.04
= 0.03 <δp+δd
故凸凹模采取配作加工的方法，查表得x=0.5。
(1) 沖大孔凸模：
工作尺寸為，則
凸模磨損后，刃口尺寸變小，則用公式
其它各部分尺寸如圖1-4。 圖1-4沖大孔凸模
(2) 沖小孔凸模尺寸：
同樣，凸模磨損后，刃口尺寸變小
㎜
㎜
其它各部分尺寸如圖1-5。
圖1-5沖小孔凸模
(3) 落料凹模尺寸：
整個工件的尺寸偏差為負偏差0.2㎜，如圖1-6。
如圖中，凹模磨損之后，尺寸A1，A2，A3尺寸變大
查表得：x1 = 0.75，x2 = 0.75，x3 = 0.75
∴由公式 得：
(㎜)
(㎜)
(㎜)
圖1-6零件尺寸及公差
如圖中,凹模磨損之后,尺寸B1尺寸減小，x1=0.75。
∴由公式
(㎜)
凹模磨損后，尺寸C1，C2，C3尺寸減小，x1=x2=x3=0.75
根據(jù)公式
(㎜)
(㎜)
(㎜)
故凹模尺寸見圖1-7。
沖孔凹模與落料凸模的刃口尺寸按相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值Zmin~ Zmax = 0.04~0.07㎜。
圖1-7凹模尺寸及公差
(4) 彎曲凹模的刃口尺寸計算：
彎曲部分在彎曲的同時也進行了切邊，其刃口部分如圖1-8。
一般，彎曲凸模的半徑應(yīng)等于彎曲件內(nèi)側(cè)彎曲半徑，但在這個模具中，由于只彎一個單彎角，故應(yīng)等于工件半徑。
故 =1㎜，
則應(yīng)為(3~6)t,我們選擇=2.5㎜, 彎曲凸模其它部分尺寸見圖1-9。
(5) 彎曲模間隙的確定：
間隙過大，則制件精度低；間隙過小，則彎曲力過大，制約直邊變薄，且模具壽命降低，合理的V形件彎曲凸凹模單邊間隙值可按下式計算：
c = t +Δ+ kt
式中：c —彎曲凸凹模單邊間隙,mm
t —材料厚度,mm
Δ—材料厚度正偏差
k —根據(jù)彎曲件高度h和彎曲線長度b而決定的系數(shù)
查表得：k= 0.05， 料厚0.8㎜，無偏差Δ=0
故 c = 0.8 + 0 + 0.05×0.8
= (0.8 + 0.04) ㎜
= 0.84㎜
圖1-8彎曲凸模刃口 圖1-9彎曲凸模
6． 卸料彈簧的選擇
根據(jù)卸料力2860N，壓料力608N，由于兩者不是同時要求，我們滿足了卸料力，就滿足了壓料力，故我們根據(jù)卸料力來選擇彈簧。我們采用8 個彈簧，故每個彈簧承受的力為357.5N。
沖裁時，卸料板的工作行程為h2=(t +2)=2.8㎜，考慮凸模的修模量h3=5㎜，彈簧的預(yù)壓量為h1，故彈簧的總壓縮量為：
= h1 + 7.8㎜
考慮卸料的可靠性，取彈簧的預(yù)壓縮量h1時，就應(yīng)有357.5N的壓力，初選彈簧鋼絲直徑d=4㎜，彈簧中徑為22㎜，工作極限負荷為670N，自由高度60㎜，工作極限負荷下變形量20.9㎜。
該彈簧在預(yù)壓h1時，卸料力達357.5N，即
㎜
㎜ < hj , 能滿足要求。
彈簧的裝配高度為㎜
根據(jù)凸模、凹模及彈簧、螺釘?shù)牟贾?，取卸料板的平面尺寸?00㎜×125㎜，厚度為20㎜。
7．選擇上下模板及模柄：采用GB2855.6—81后側(cè)帶導(dǎo)柱形式模板，根據(jù)最大輪廓尺寸200㎜×125㎜，我們選擇標準模板，L×B為200㎜×125㎜，上模板厚40㎜，下模板厚50㎜。
選擇Φ30×50旋入式模柄
8． 擋料銷、始用擋料銷的選擇
一塊新條料在剛開始時，必須很好的定位，在這里，我們選用兩個彈性擋料銷和一個始用擋料銷，兩個彈性擋料銷的規(guī)格為Φ6㎜×10㎜（長度）如圖1-10，另外，還要用一個始用擋料銷寬度為8㎜。
9． 墊板、凸模固定板的設(shè)計
由于凸模比較多，上模板上因模柄為旋入式模柄，必須開孔，故采用墊板加固，墊板厚度為10㎜。平面尺寸與卸料板相同，為200㎜×125㎜，下模板由于要進行彎曲，同時安裝彈性擋料銷的需要，也要采用墊板加厚，厚度為11㎜，其平面尺寸也為200㎜×125㎜。
沖孔凸模、彎曲凸模和落料凸模均采用固定板固定,固定板厚度取為25㎜，其平面尺寸為200㎜×125㎜。
圖1-10 擋料銷
10．閉合高度
模具閉合高度應(yīng)為上模板、下模板、上墊板、壓料板、下墊板之和，再加上壓料板與凸模固定板之間的距離7㎜，故
H0 =(40 + 10 + 25 + 7 + 20 + 15 + 18 + 50)㎜
= 185㎜
所選壓力機閉合高度
=220㎜,=(220－60)=160㎜，滿足
－ 5㎜≥ H0 ≥ + 10㎜ 的要求。
11．導(dǎo)柱、導(dǎo)套：按GB2861.2—81
查手冊得，選d=25㎜，其中導(dǎo)柱長度有110~180㎜，模具的閉合高度H0=185㎜，故選擇導(dǎo)柱的長度L=170㎜。
查表找相應(yīng)的導(dǎo)套，其中長度有80，85，90，95㎜，可選較長的80㎜。
12．卸料螺釘
按GB2867.6—81，選d=16㎜的帶肩卸料螺釘，螺柱長L=58㎜。卸料螺釘窩深應(yīng)滿足
h ≥ 卸料板行程 + 螺釘頭高度 + 修磨量(5㎜) + 安全間隙(2~6㎜)
= 8 + 16 + 5 + (2~6)㎜
= 31~35㎜
對螺釘進行驗算，見圖1-11。
H = (上模板厚 + 上墊板厚 + 凸模固定板厚 + 15 － 螺釘桿長)
= (40 + 10 + 25 + 15) － 58
= 32㎜
故所選螺釘長度滿足要求，定卸料螺釘窩深為32㎜。
圖1-11卸料螺釘
13．模具壓力中心的計算
在進行模具總體設(shè)計時，應(yīng)使模具壓力中心與壓力機滑塊中心相重合，否則，沖壓時會產(chǎn)生偏心載荷，導(dǎo)致模具以及壓力機滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，這不僅降低模具和壓力機的使用壽命，而且也影響沖壓件的質(zhì)量。下面，我們采用平行力系合力作用線的求解方法來找其壓力中心。
我們先單獨求各孔的重心。 圖1-12
小孔 如圖1-12 則重心坐標為( x01,y01)
式中：l1 = l3 = 3㎜， l2 = 3.5㎜， l4 =5.5㎜
x1 = 0， x2 = 1.75㎜， x3 = 3.5㎜，
x4 = 1.75㎜
y1 =1.5㎜， y2=0， y3 =1.5㎜
我們先來求l4的重心的y軸坐標。
l4的方程為： (x － 1.75)2 + (y － 3)2 = 1.752
(ρ為常量)
=
積分得： = 4.114㎜
∴ y4= 4.114㎜
將各數(shù)據(jù)代入式中得：
㎜
㎜
=1.75㎜
㎜
㎜
≈2.1㎜
兩個大孔的重心坐標即為其圓心，重心坐標為(x02,y02)
切邊(如圖1-13)：
設(shè)其重心坐標為(x03,y03)
我們同樣將其分為l1，l2，l3，l4四段。
x1= 3.25㎜， x3=8.5㎜ 圖1-13
y1= 19㎜， y3=9.5㎜
l1= 6.5㎜， l2 = l4 = 3.14㎜， l3=15㎜
我們同樣用積分的方法來求x2，y2，x4，y4
l2的方程為： (x－6.5)2+(y－17)2 = 22
(ρ為常量)
代入積分得：
㎜ ∴x2=7.77㎜
同理可求得：
㎜ ∴y2=18.27㎜
l4的方程為：
(x－6.5)2+(y－2)2 = 22
同理，我們利用重心坐標公式：
，
即可積分出：
x4=㎜
y4=㎜
將各數(shù)據(jù)代入得：
㎜
=7.1㎜
㎜
=11.7㎜
彎曲部分（如圖1-14）
其重心坐標為：
=0.185㎜ 圖1-14
y04 = 9.5㎜
落料部分（如圖1-15）
圖1-15
設(shè)重心坐標為(x05,y05)
㎜
㎜
求各數(shù)據(jù)得：
l1=7㎜ l2=l13=3.14㎜ l3=l12=5㎜
l4=l11=5.7㎜ l5=l10=102㎜ l6=l9=2.8㎜
l7=l8=5㎜
x1=0 x2=x13=0.73㎜ x3=x12=4.5㎜
x4=x11=9㎜ x5=x10=62㎜ x6=x9=114㎜
x7=x8=117.5㎜
y1=11.5㎜ y2=16.27㎜ y3=17㎜
y4=19㎜ y5=21㎜ y6=20㎜
y7=19㎜ y8=0㎜ y9=1㎜
y10=2㎜ y11=4㎜ y12=6㎜
y13=6.73㎜
將各數(shù)據(jù)代入公式中得：
㎜
= 57.5㎜
㎜
=11.4㎜
壓力中心的確定
根據(jù)前面所算得的數(shù)據(jù)，我們來求沖壓時的壓力中心，先建立坐標系如圖1-16，然后計算各孔的輪廓線周長l1 ，l2，…，ln ，其長度也就代表了各凸模的沖孔力，同時確定各重心的坐標。
設(shè)壓力中心的坐標為(x0，y0)，則其公式為：
式中：l1=254.3㎜, l2=l3=37.7㎜, l4=9㎜,
l5=27.8㎜, l1=19
x1=57.5㎜, x2=45㎜, x3=75㎜,
x4=123.5㎜, x5=127.1㎜, x6=120.185㎜
y1=49.4㎜, y2=y3=11.5㎜, y4=2.1㎜,
y5=11.7㎜, y6=28.5㎜,
圖1-16 壓力中心的求算
將各數(shù)據(jù)代入，得：
㎜
㎜
= 67.6㎜
㎜
㎜
= 37.1㎜
故壓力中心的坐標為(67.6，37.1)，模柄中心線通過該點。
14．凸﹑凹模強度的校核
(1) 凹模外形尺寸的確定及校核，如圖1-17：
凹模厚度可查表,根據(jù)料厚及外形尺寸，我們查得：
c = 32㎜，H = 22㎜
這可保證凹模有足夠的強度和剛度，故一般凹模尺寸確定后，不再作強度校核。我們還可求得一個最小值。
圖1-17 凹模厚度
(圓形)
= 1.78㎜ < 5㎜
故刃口尺寸也能滿足其要求。
對非圓形件：
㎜ < 10㎜
故都能滿足要求。
(2) 凸模外形尺寸及強度計算：
凸模長度選定后，一般不作強度校核，但對細長或沖料厚的凸模，為防止縱向失穩(wěn)和折斷，應(yīng)進行凸模承壓能力和抗彎能力的校核，我只對沖大孔和小孔的兩個凸模進行校核。
承壓能力的校核
圓形凸模：沖裁時凸?？s手的應(yīng)力，有平均應(yīng)力σ和刃口的接觸應(yīng)力σk兩種，孔徑大于沖裁件料厚時，接觸應(yīng)力σk大于平均壓應(yīng)力σ，因而強度核算的條件是接觸應(yīng)力σk小于或等于凸模材料的許用應(yīng)力[σ]，查表得[σ] = 1200MPa。
即 σk = 2τ(1－0.5 t / d) ≤ [σ]
= 2×250(1－0.5×0.8/12)
= 483.3Mpa < [σ]
式中： t —沖件材料厚度 (㎜)
d—凸?；驔_孔直徑 (㎜)
τ—沖件材料抗剪強度 (Mpa)
σk—凸模刃口接觸應(yīng)力 (Mpa)
[σ]—凸模材料許用壓應(yīng)力
對于非圓形凸模，當(dāng)凸模端面寬度B大于沖件材料厚度t時，可按下式計算（如圖1-18）：
σk = L· t ·τ/Fk ≤ [σ]
L ——沖件輪廓長度 (㎜)
t ——沖件材料厚度 (㎜)
τ——沖件材料抗剪強度 (Mpa)
Fk ——接觸面積，取接觸寬度為t / 2
σk——凸模刃口接觸應(yīng)力
[σ]——凸模材料許用壓應(yīng)力
Mpa
= 500 Mpa < [σ]
故承壓能力能滿足要求。
抗彎強度校核
由于壓料板同時還起了一個導(dǎo)向作用（如圖1-19），故校核公式為：
圖1-19凸模
對于圓形凸模：
= 123.6 ㎜
我們?nèi)〉腖為29㎜ < 123.6㎜，故滿足要求。
對于非圓形凸模：
㎜
=95㎜
式中： Lmax——許用凸模的最大自由長度 (㎜)
d ——凸模的最小直徑
p——沖裁力
J ——凸模最小橫斷面的軸慣矩
我們?nèi)〉腖為29㎜ < 95㎜，故也滿足要求
第六章 繪制模具結(jié)構(gòu)總圖及零件圖（見各圖紙）
結(jié)束語及致謝詞
一個多學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計，使我增長了不少見識，不斷的在無知中獲得新知。在碰到某些疑難問題時，通過不斷的到圖書館和網(wǎng)上查找資料以及向老師和同學(xué)請教，得到了有效的解決。在整個過程中，我加深了對模具設(shè)計的認識，形成了一個比較全面而系統(tǒng)的思維路線，在不斷的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中，形成了自己嚴謹?shù)霓k事風(fēng)格，更重要的是，在這一過程中，我對模具的設(shè)計有了一定的了解，由于本套模具實現(xiàn)了現(xiàn)實中的加工﹑應(yīng)用，因此，更加深了我對模具應(yīng)用于生產(chǎn)實踐的認識。
最后，感謝在設(shè)計中給予我巨大幫助的老師和同學(xué)。特別是我的指導(dǎo)老師，既要承擔(dān)一定的教學(xué)任務(wù)，又要進行科學(xué)研究，除此之外，還要指導(dǎo)同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計，可以說日理萬機。我們真的很感動。在此，讓我對老師表示最衷心的感謝，老師忘我的工作態(tài)度，嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)以及待人和藹都給我留下了深刻的印象，其影響必將伴隨我的一生。
總之，在這次設(shè)計中，我既學(xué)到了科學(xué)文化知識，又學(xué)到了很多做人的道理。“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”。
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