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課 程 論 文 題 目 墊片沖壓級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 系 部 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 2014-10-20 摘 要 I 摘 要 墊片屬于典型的沖裁件,本文在分析其工藝性的基礎(chǔ)上,根據(jù)生產(chǎn)要求, 確定采用級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計(jì), 需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工 藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸,然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總 裝圖。 關(guān)鍵詞:墊片 級(jí)進(jìn)模 沖孔落料 II 目 錄 摘 要 ..............................................................................................................................I 第一章 緒論 ...................................................................................................................4 1.1 課題背景 ................................................................................................................4 1.2 沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀和前景 ....................................................................................4 1.2.1 沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀 .........................................................................................4 1.3 課題研究的內(nèi)容和意義 ........................................................................................6 1.4 發(fā)展方向 ................................................................................................................6 第二章 沖裁模具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) .............................................................................7 2.1 任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)內(nèi)容 ....................................................................................................7 2.2 任務(wù)書(shū)的要求 ........................................................................................................7 2.2.1 技術(shù)要求: .....................................................................................................7 2.2.2 設(shè)計(jì)要求: .....................................................................................................7 第三章 零件的工藝性分析和方案確定 .....................................................................8 3.1 零件的工藝分析 ....................................................................................................8 3.1.1 結(jié)構(gòu)與尺寸的分析 .........................................................................................8 3.1.2 精度與斷面粗糙度分析 .................................................................................8 3.2 沖裁工藝方案的確定 ............................................................................................8 3.3 模具總體方案的確定 ..........................................................................................10 第四章 零件工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................................................................11 4.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 ..................................................................................................11 4.1.1 材料利用率 ...................................................................................................11 4.1.2 排樣設(shè)計(jì) .......................................................................................................12 4.2 沖裁力 ..................................................................................................................13 4.2.1 沖裁力的計(jì)算 ...............................................................................................13 4.2.2 卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算 ...............................................................14 4.3 壓力機(jī)的確定 ......................................................................................................15 4.3.1 壓力機(jī)的選擇 ...............................................................................................15 4.3.1 開(kāi)式壓力機(jī)機(jī)床有關(guān)參數(shù) ...........................................................................15 4.4 壓力中心的計(jì)算 ..................................................................................................16 第五章 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差 ...................................................................18 5.1 凸、凹模間隙值 ..................................................................................................18 5.1.1 間隙對(duì)沖壓力和模具壽命的影響 ...............................................................18 5.1.2 沖裁間隙的確定 ...........................................................................................19 5.2 凸、凹模刃口分別加工的計(jì)算法 ......................................................................19 5.2.1 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的原則 ...................................................................19 5.2.2 沖孔凸、凹模刃口計(jì)算 ...............................................................................20 5.2.3 落料凸、凹模的計(jì)算 ...................................................................................21 目 錄 III 第六章 模具零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算與總裝圖設(shè)計(jì) .......................................................22 6.1 凹模外形設(shè)計(jì) ......................................................................................................22 6.2 凸模的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................22 6.2.1 落料凸模的設(shè)計(jì) ...............................................................................................22 6.2.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì) ...............................................................................................23 6.3 其他主要零件的設(shè)計(jì) ..........................................................................................24 6.3.1 凸模固定板的厚度 .......................................................................................24 6.3.2 卸料板的設(shè)計(jì) ...............................................................................................24 6.3.3 卸料橡皮的設(shè)計(jì) ...........................................................................................24 6.4 標(biāo)準(zhǔn)件尺寸的確定 ..............................................................................................25 6.5 模具的總體設(shè)計(jì) ..................................................................................................25 6.6 模具裝配和裝配圖 ..............................................................................................26 6.6.1 級(jí)進(jìn)沖裁模的裝配 .......................................................................................26 6.6.2 凸、凹模間隙的調(diào)整方法 ...........................................................................27 6.6.3 繪制模具的總裝圖 .......................................................................................28 第七章 總結(jié)與展望 ...................................................................................................29 致 謝 ...........................................................................................................................30 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................31 4 第一章 緒論 1.1 課題背景 我國(guó)把模具行業(yè)納入高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域,另一方面,沖壓工藝廣泛應(yīng) 用于民用、航空航天、汽車(chē)和工藝品等領(lǐng)域,在產(chǎn)品組件中所占的比例也越來(lái) 越大。但由于我國(guó)模具工業(yè)起步較晚,起點(diǎn)較低,加工制造手段落后,尤其是 技術(shù)應(yīng)用人才缺乏,技術(shù)水平落后,制約了該產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,已使之成為制約 其他相關(guān)行業(yè)發(fā)展的“瓶頸” 。 模具技術(shù)是上世紀(jì)下半葉制造業(yè)中發(fā)展最快的 技術(shù)之一,由于模具的設(shè)計(jì)和制造是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,并且是一個(gè)不斷反 復(fù)的過(guò)程,目前,采用具有三維參數(shù)化特征造型功能的 CAD 支撐軟件,在模具 設(shè)計(jì)中應(yīng)用并行工程原理,實(shí)現(xiàn)模具管理、工藝分析與設(shè)計(jì)及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的 一體化是一種較有代表性也很有應(yīng)用前景的模具 CAD 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法。如圖,典 型沖壓模具圖形。 圖 1-1 沖壓模具 1.2 沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀和前景 1.2.1 沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀 改革開(kāi)放以來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。 近年來(lái),模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的所有 制成分也發(fā)生了巨大變化,除了國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外,集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng) 也得到了快速發(fā)展。 浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)” ;廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng) 鎮(zhèn)企業(yè),科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資 和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快,市場(chǎng) 5 競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇,人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力 的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一,模具制造技術(shù)現(xiàn)已成 為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志,并在很大程度上決定企業(yè)的生存 空間。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度,將技術(shù)進(jìn)步視為企 業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD,并陸續(xù)開(kāi)始使用 UG,Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國(guó)際通用軟件,個(gè)別廠家還引進(jìn)了 Moldflow、C-Flow 、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件,并成 功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的 比重比較低;CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高;許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不 夠廣泛等等,致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴(lài)進(jìn)口。 1.2.2 沖壓模具的前景 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短” 、 “精度高”、 “質(zhì)量好”、 “價(jià)格 低”的要求服務(wù)。 下列幾方面發(fā)展趨勢(shì)預(yù)計(jì)會(huì)在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣: 1. 超大型、超精密、長(zhǎng)壽命、高效模具將得到發(fā)展。 2. 多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。 3. 為各種快速經(jīng)濟(jì)模具,特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的 RP/RT 技術(shù)將得 到快速發(fā)展。 4. 模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展 CAD/CAE/CAM/CAPP 及 PDM/PLM/ERP 等將向智慧化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣 應(yīng)用。 5. 更高性能及滿(mǎn)足特殊用途的模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展,隨之將產(chǎn)生一些 特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。 6. 各種模具型腔表面處理技術(shù),如涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會(huì) 不斷得到發(fā)展。 7. 逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進(jìn)一步得到發(fā)展。 8. 熱流道技術(shù)將會(huì)迅速發(fā)展,氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會(huì)有所 發(fā)展。 9. 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。 10. 在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天,“綠色模具” 的概念已逐漸 被提到議事日程上來(lái)。 6 1.3 課題研究的內(nèi)容和意義 本課題研究的內(nèi)容如下: 第 1 章為緒論,論述了本課題的研究背景和意義,總結(jié)了沖壓模具技術(shù)的 發(fā)展歷史和在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)。 第 2 章為本次設(shè)計(jì)的任務(wù)書(shū),介紹了設(shè)計(jì)的零件圖和設(shè)計(jì)的具體得要求, 包括零件的名稱(chēng)、材料和生產(chǎn)批量等等,有技術(shù)要求和設(shè)計(jì)要求。 第 3 章為設(shè)計(jì)的第一步,首先分析零件的工藝性,包括尺寸和精度的分析, 還有材料性質(zhì)的重點(diǎn)分析,然后按照以上的分析初步確定設(shè)計(jì)的大體方案,從 簡(jiǎn)單模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模中選擇,最終選用級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。最后查閱相關(guān)資料, 確定模具的一些工作零件和輔助零件的設(shè)計(jì),以至于確定模具的總體方案。 第 4 章為設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)部分,是承接上一章工藝分析的,所以我們將進(jìn)行 工藝計(jì)算,有排樣的設(shè)計(jì)和計(jì)算、材料利用率的計(jì)算,沖裁力圖形設(shè)計(jì)和具體 的計(jì)算,還有最重要的就是壓力機(jī)的確定和數(shù)據(jù)的校核。 第 5 章為設(shè)計(jì)的中心部分,有凸、凹模的間隙和凸、凹模設(shè)計(jì)的原則,還 有凸、凹模的人口尺寸計(jì)算,包括基本尺寸的計(jì)算和公差的確定。 第 6 章為模具工作零件的具體設(shè)計(jì),包括凹模的設(shè)計(jì)和尺寸的計(jì)算,還有 凸模的長(zhǎng)度和硬度校核,還有卸料板、墊板、導(dǎo)料板及標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)、選用和 計(jì)算,并有非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖形和最終的裝配草圖和裝配圖。 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。 模具質(zhì)量及附加值的高低,取決于模具專(zhuān)業(yè)人才的技術(shù)水平。隨著產(chǎn)品市場(chǎng)的 國(guó)際化,如何降低生產(chǎn)成本以適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈和殘酷越來(lái)受關(guān)注,產(chǎn)品制造的 批量化、集約化和標(biāo)準(zhǔn)化,就越來(lái)越顯得十分重要了。 目前,在全世界,模具快速發(fā)展,已成為大國(guó)的重要工業(yè)發(fā)展對(duì)象,各個(gè) 行業(yè)都需要模具的輔助制造,所以模具對(duì)工業(yè)的發(fā)展有個(gè)不可替代的重要性。 未來(lái),模具的發(fā)展也許有將成為國(guó)家第一產(chǎn)業(yè)的可能。 1.4 發(fā)展方向 本章首先介紹了研究該課題的背景和優(yōu)勢(shì),就模具的發(fā)展已經(jīng)納入高技術(shù) 的行業(yè),成為我國(guó)工業(yè)中重要的一部分,最具有潛力的工業(yè)之一。并促進(jìn)我國(guó) 的軟件(如 CAD、ProE 和 UG)的快速研發(fā)。隨后介紹了沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀 和前景,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),模具的需求量也隨著增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)沿海地區(qū) 已經(jīng)把模具行業(yè)列為重要產(chǎn)業(yè),建立了大型的模具城。在過(guò)去十年中,模具發(fā) 展有著矚目的發(fā)展,但是距離國(guó)外,仍有不小的差距,所以未來(lái)的模具發(fā)展就 向模具產(chǎn)品“交貨期短” 、 “精度高” 、 “質(zhì)量好” 、 “價(jià)格低”的要求服務(wù),以求 早日跟上國(guó)際的腳步。 7 第二章 沖裁模具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2.1 任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)內(nèi)容 課題名稱(chēng):墊片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 零件名稱(chēng):墊板 材 料:10 厚 度: t=1mm 生產(chǎn)批量:大批量 工件圖:如圖所示 圖 2-1 零件圖 2.2 任務(wù)書(shū)的要求 2.2.1 技術(shù)要求: 1、沖裁件內(nèi)外精度均為 IT14 2、毛刺小于 0.1mm 3、要求設(shè)計(jì)制造此工件的沖裁模 2.2.2 設(shè)計(jì)要求: 1、 繪制制作該工件所需的沖裁模具總裝圖 2、 繪制構(gòu)成該模具的所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 3、 編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4、 將設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)裝訂成冊(cè)、圖紙折疊成 A4 尺寸并裝訂成冊(cè) 5、 把審題表、任務(wù)書(shū)全部裝入檔案袋 8 第三章 零件的工藝性分析和方案確定 3.1 零件的工藝分析 沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適用性,即沖裁加工的難以程度。 沖裁件的工藝性主要包括沖裁件的結(jié)構(gòu)與尺寸、精度與斷面粗糙度和材料 3 個(gè) 方面。 3.1.1 結(jié)構(gòu)與尺寸的分析 沖裁件的結(jié)構(gòu)分析需要對(duì)零件的形狀、外形、沖裁件的懸臂件和窄槽、沖 孔的最小尺寸、孔間距的要求和孔壁、沖裁寬度的要求。 零件材料為 10,適合一般的沖壓加工。該零件形狀對(duì)稱(chēng)、簡(jiǎn)單,為長(zhǎng)方形 結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,只有 2 個(gè) 6 的孔。此工件只有落料和沖孔兩個(gè)工 序,圖示零件的尺寸全部為未注公差的一般尺寸,一般按 IT14 級(jí)取,尺寸精度 較低,可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證,其他尺寸標(biāo)注、 生產(chǎn)批量等情況,也符合沖裁的工藝要求,普通沖裁完全可以滿(mǎn)足要求 該零件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,形狀對(duì)稱(chēng),尺寸較小。因此,均適宜沖裁加工。 3.1.2 精度與斷面粗糙度分析 沖裁件的精度一般可分為精密級(jí)和經(jīng)濟(jì)級(jí)兩大類(lèi)。精密級(jí)是沖壓工藝技術(shù) 所允許的精度,而經(jīng)濟(jì)級(jí)是可以用經(jīng)濟(jì)手段達(dá)到的精度。沖裁件的尺寸精度是 在合理間隙的情況下,對(duì)鋁、銅、軟鋼等常用材料沖裁加工數(shù)據(jù)。精度要求特 別高的工件,需要增加整修等精密沖裁工件。在沖裁件內(nèi)外所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精 度,見(jiàn)表所示。 表 3-1 沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 基本尺寸材料厚度 (mm) 3 36 610 1018 18500 1 IT12IT13 IT11 12 IT14 IT12IT13 IT11 23 IT14 IT12IT13 35 IT14 IT12IT13 零件的尺寸公差精度均為 IT14 級(jí),未注公差精度也為 IT14 級(jí),并無(wú)其他特 殊要求,因此,利用普通沖裁的方式就可以滿(mǎn)足零件的圖樣要求。 由以上可以看出,該零件工藝性較好,可以沖裁加工。 3.2 沖裁工藝方案的確定 沖裁方案的選擇: 在沖裁工藝分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定沖裁工藝方案。確定工 藝方案首先要考慮的問(wèn)題是確定沖裁的工序數(shù),沖裁工序的組合以及沖裁工序 9 順序的安排。沖裁工序數(shù)一般容易確定,關(guān)鍵是確定沖裁工序的組合與沖裁工 序的順序。沖裁模的結(jié)構(gòu)形式多種多樣,如果按工序的組合分類(lèi),可分為單工 序模、級(jí)進(jìn)模(連續(xù)?;蛱侥#?、復(fù)合模等各種沖裁摸的構(gòu)成大體相同,主要 由于工作零件、定位零件、卸料與推料零件 、導(dǎo)向零件、聯(lián)接與固定零件組成。 該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序,可有一下三種方案: 方案一:先落料,后沖孔,采用單工序模生產(chǎn) 方案二:落料沖孔復(fù)合沖壓,采用復(fù)合模生產(chǎn) 方案三:沖孔落料連續(xù)沖壓,采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 單工序模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模比較如表所示 表 3-2 各類(lèi)模具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)比較 模具種類(lèi) 比較項(xiàng)目 單工序模 (無(wú)導(dǎo)向) (有導(dǎo) 向) 級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模 零件公差等級(jí) 低 一般 可達(dá) IT13IT10 級(jí) 可達(dá) IT10IT8 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 0.26mm 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?面上,必須手動(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(wú)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 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) 根據(jù)分析結(jié)合表分析: 方案一的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但需要兩道工序兩套模具,成本高而且生產(chǎn)效率 10 低,難以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的要求 方案二只需要一副模具,工件的精度及生產(chǎn)效率都高,由于查表 2.9.6 可 知材料厚度為 1mm 時(shí)凸、凹模的許用的最小壁厚為 2.7mm,由圖形可知孔邊距小 于凸、凹模許用最小壁厚,用方案二模具強(qiáng)度較差,制造難度大,并且沖壓后 成品留在模具上,在清理模具上的物料時(shí)會(huì)影響沖壓的速度,操作不方便 方案三也只需要一副模具,生產(chǎn)效率高,操作方便,工件精度也能滿(mǎn)足要 求,且安全性高。通過(guò)對(duì)比以上方案可知,該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三較好 通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較,該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案三級(jí)進(jìn)模最 佳 3.3 模具總體方案的確定 (1)模具類(lèi)型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用級(jí)進(jìn)沖裁模。 (2)操作與定位方式 為了提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,可以采用配合自動(dòng)裝置送料方式。由于零件尺 寸小且厚度適中,可以采用導(dǎo)正銷(xiāo)與自動(dòng)送料裝置聯(lián)合定距的方式。 (3)卸料與出件方式 考慮到零件厚度薄,可以采用彈性卸料方式,并采用由凸模直接從凹模洞 口直接推下的下出件方式以提高生產(chǎn)率。 (4)模架類(lèi)型及精度 考慮到零件的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn),可以采用導(dǎo)向平穩(wěn)的中間導(dǎo)柱模架, 。由于零 件的精度要求不是很高,可以采用 I 級(jí)模架精度。 以上的各項(xiàng)將在第五章詳細(xì)說(shuō)明解釋。 11 第四章 零件工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料 利用率、降低成本,保證沖件質(zhì)量及模具壽命有效措施。 4.1.1 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利用率,它是衡量合理 利用材料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 材料利用率通用計(jì)算公式 = /A100%OA 式中 沖裁件的總面積OA A 個(gè)步距的條料面積(LB) 通過(guò) CAD 軟件計(jì)算得到制件的總面積是 1243.45mm2 經(jīng)計(jì)算得: = 100%.41352 =70.2% 故材料的利用率為 70.2% 廢料可分為工藝廢料與結(jié)構(gòu)廢料兩種。結(jié)構(gòu)廢料由工件的形狀特點(diǎn)決定, 一般不能改變;搭邊和余料屬于工藝廢料,是與排樣形式及沖壓方式有關(guān)的廢 料,設(shè)計(jì)合理的排樣方案,減少工藝廢料,才能提高材料利用率。 12 4.1.2 排樣設(shè)計(jì) 根據(jù)材料的合理利用情況,條料排樣方法可分為三種:有廢料排樣、少?gòu)U 料排樣和無(wú)廢料排樣。采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu),減小沖裁 力,提高材料利用率。但是,因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的 誤差影響,沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí),由于模具單邊受力(單邊切斷時(shí)) ,不但 會(huì)加劇模具磨損,降低模具壽命,而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。為此, 排樣時(shí)必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。 對(duì)有廢料排樣,少、無(wú)廢料排樣還可以進(jìn)一步按沖裁件在條料上的布置方 法加以分類(lèi),其主要形式可分為:直排、斜排、直對(duì)排、斜對(duì)排、混合排、多 排和沖裁搭邊。該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)批量大,精度要求一般,綜合上述可以 使用直排少?gòu)U料的排樣的設(shè)計(jì)。墊片零件外形是矩形只有沖孔,所以結(jié)構(gòu)比較 簡(jiǎn)單,只需要直排就可以。 因此,如圖所示。查表可得,兩工件間的搭邊 a1=1.5mm,工件邊緣搭邊 a=1.2mm。 具體排樣設(shè)計(jì)如圖所示: 13 圖 4-1 零件排樣圖 4.2 沖裁力 4.2.1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料施加的壓力,它是隨凸模進(jìn)入材料的深度 (凸模行程)而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的最大值,它是選用壓力 機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。 用普通平刃口模具沖裁時(shí),其沖孔力 F 一般按下式計(jì)算: F=K L t b 式中:F沖孔力 L沖裁周邊長(zhǎng)度 t 材料厚度 K系數(shù)(K 一般取 1.3) 材料抗剪強(qiáng)度 ( =294MPa)bb 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、刃口的磨損、 板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)(一般取 K=1.3)。 14 經(jīng)計(jì)算得: F= =87KN1.327.094 所以,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用沖壓力為 132KN 來(lái)參考 一般在實(shí)際生產(chǎn)中,需要用系數(shù) K 來(lái)計(jì)算,為計(jì)算方便,落料力可按以下 公式計(jì)算: F0=Lt b 式中 材料抗拉強(qiáng)度 ( =373MPa)bb 經(jīng)計(jì)算得: F0=30.1KN 所以,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用切斷力為 26.476KN 來(lái)參考。 4.2.2 卸料力、推件力和頂件力的計(jì)算 在沖裁結(jié)束時(shí),由于材料的彈性回復(fù)(包括徑向彈性回復(fù)和彈性翹曲的回 復(fù))及摩擦的存在,將使沖落部分的材料硬塞在凹模內(nèi),而沖裁剩下的材料則 緊固在凸模上。所以卸料力、推件力和頂件力是在選擇沖壓設(shè)備和校核公稱(chēng)壓 力應(yīng)分別考慮的,因?yàn)樗麄兌际怯蓧毫C(jī)和模具卸料裝置或頂出裝置傳遞的。 且在選擇設(shè)備的公稱(chēng)壓力或設(shè)計(jì)沖模時(shí),應(yīng)分別予以考慮。因此要準(zhǔn)確的計(jì)算 這些力是困難的,生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算: 卸料力:查手冊(cè)表取 ,則0.5XK F X =KX F 代入數(shù)據(jù)得: F X=26.476KN 推件力:查手冊(cè)表取 ,則.6T F T =nKT F n=h/t 代入數(shù)據(jù)得: F T =7.92KN 頂件力:查手冊(cè)表取 ,則0.6DK F D =KD F 代入數(shù)據(jù)得: F D =3.61KN 式中: F 沖裁力 KX 卸料力系系數(shù)數(shù) KT 推件力 KD 頂件力系數(shù) n 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件(或廢料)數(shù) h 凹模洞口的直刃壁高度 t 板料厚度 可查手冊(cè)表 15 表 4-1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù) 料厚 t/mm KX KT KD 鋼 0.1 0.10.5 0.52.5 2.56.5 6.5 0.0650.075 0.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.1 0.63 0.55 0.45 0.25 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁、鋁合金 純銅、黃銅 0.0250.08 0.020.06 0.030.07 0.030.09 注:卸料力系數(shù) KX,在沖多孔、大搭 邊和輪廓復(fù)雜制件時(shí)取上限值。 然而壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力必須大于或等于各種沖壓工藝的總和,則計(jì)算如下 所示: = F +F0+F X+F T =110.316KN 總P 4.3 壓力機(jī)的確定 4.3.1 壓力機(jī)的選擇 對(duì)于中小型沖裁件常采用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。 根據(jù)總沖壓力 =110.316KN,模具閉合高度,沖床工作臺(tái)面尺寸等,并結(jié)總PF 合現(xiàn)有設(shè)備,選用 J23-250 開(kāi)式雙柱可傾沖床,并在工作臺(tái)面上備制墊板。其 主要工藝參數(shù)如下: 公稱(chēng)壓力:250KN 滑塊行程 :80mm 行程次數(shù):100 次/分 最大封閉高度:220mm 封閉高度調(diào)節(jié)量:70mm 工作臺(tái)尺寸(左右*前后):560mm360mm 工作臺(tái)板厚度:70mm 模柄尺寸:5070 傾斜角:30 4.3.1 開(kāi)式壓力機(jī)機(jī)床有關(guān)參數(shù) 1、機(jī)床控制系統(tǒng): (1)開(kāi)門(mén)斷電,漏電保護(hù)。電控系統(tǒng)符合國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)。 (2)電動(dòng)式油缸行程調(diào)節(jié),顯數(shù)器顯示。 16 (3)電動(dòng)式擋料尺寸調(diào)節(jié),顯數(shù)器顯示。 2、機(jī)床后擋料的基本配置: (1)普通電機(jī) (2)普通絲桿和光桿 (3)后擋料鏈輪傳動(dòng) 注:機(jī)床參數(shù)及配置如需變動(dòng)敬請(qǐng)另外說(shuō)明,作為合同附件 3、機(jī)床結(jié)構(gòu): (1) 采用全鋼焊接機(jī)架, (、拼裝工作臺(tái)組成)振動(dòng)時(shí)效處理,具有足夠的 強(qiáng)度和剛性。 (2) 雙油缸控制,機(jī)械擋塊機(jī)構(gòu)保護(hù),液壓上傳動(dòng),扭軸強(qiáng)迫同步機(jī)構(gòu)。 (3) 滑塊行程電動(dòng)快速調(diào)節(jié),并有手動(dòng)微調(diào),顯數(shù)器顯示 (4) 上模具配有斜楔式撓度補(bǔ)償機(jī)構(gòu),以補(bǔ)充折彎精度。 (5) 單邊/雙邊 T 型槽口工作臺(tái),調(diào)整分段下??焖俜奖?。 (6) 可進(jìn)行多機(jī)聯(lián)動(dòng)(需同時(shí)購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)該型號(hào)的機(jī)床并加裝聯(lián)動(dòng)同步裝置) , 也可單機(jī)單動(dòng)。 (7) 該設(shè)備可折板厚是根據(jù) 10 鋼板/A3 板的抗拉強(qiáng)度(450N/mm2)和折彎 槽口比例 1 比 8 來(lái)計(jì)算的,敬請(qǐng)核實(shí)好各種錳板的抗拉強(qiáng)度后與 Q235 板比較進(jìn) 行折算,另外可以通過(guò)擴(kuò)大折彎下模的槽口尺寸來(lái)取得更厚的折板尺寸。 (8) 工作臺(tái)主立板和臺(tái)面均可調(diào)節(jié)。可根據(jù)折彎力的需要,適當(dāng)調(diào)整工作臺(tái) 的加凸量來(lái)彌補(bǔ)由于工作臺(tái)的變形而出現(xiàn)的撓度進(jìn)行補(bǔ)償。 4.4 壓力中心的計(jì)算 模具的壓力中心就是沖壓合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)的模具的正常工 作,應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線(xiàn)相重合。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)向部分不正常在磨損,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。在實(shí)際生產(chǎn) 中,可能會(huì)出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊,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(xiàn)重合,這時(shí)應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所 選用壓力機(jī)允許的范圍。 確定該零件的壓力中心計(jì)算步驟如下: (1)選定坐標(biāo)軸 X 和 Y (2)計(jì)算出各單一圖形的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離 x1、x 2、x 3、x n和 y1、 y 2、 y 3、、y n (3)將組成圖形的輪廓線(xiàn)劃分為若干簡(jiǎn)單的線(xiàn)段,求出各線(xiàn)段長(zhǎng)度 L1、L 2、L 3、、Ln. 17 (4)按如下公式算出壓力中心的坐標(biāo)(X 0、Y 0) 根據(jù)力學(xué)定理,合力對(duì)某軸的力矩等于各分力對(duì)同軸力矩的代數(shù)和,則可 得壓力中心坐標(biāo)(x 0 、y 0)計(jì)算公式: 因?yàn)闆_裁力與周邊長(zhǎng)度成正比,所以式中各沖裁力 F1、F 2、F 3、、F n 可 分別用沖裁周邊長(zhǎng)度 L1、L 2、L 3、、L n 代替,即12 10 1nininiiLxxLxL12 10 1nininiiLyLyLy 其中:L為每段線(xiàn)段的長(zhǎng)度或圓弧的周長(zhǎng) X為每段線(xiàn)段的中點(diǎn)或圓弧的中心到 X 軸的距離; Y為每段線(xiàn)段的中點(diǎn)或圓弧的中心到 Y 軸的距離; 模具的結(jié)構(gòu)的制造壓力中心與模柄中心線(xiàn)重合,故壓力中心點(diǎn)就是幾何對(duì) 稱(chēng)點(diǎn)。若選用坐標(biāo)系 XOY,即 xc0,y c0 由以上計(jì)算可以得出模具的壓力中心以便裝模時(shí)與壓力機(jī)滑塊的中心線(xiàn)相 重合 18 第五章 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差 5.1 凸、凹模間隙值 沖裁間隙是指沖裁模凸、凹模刃口之間的空隙。凸模與凹模間每側(cè)的間隙 稱(chēng)為單面間隙,用 Z/2 表示;兩側(cè)間隙之和稱(chēng)為雙面間隙,用 Z 表示。如無(wú)特 殊說(shuō)明,沖裁間隙都是指雙面間隙。沖裁間隙的數(shù)值等于凸、凹模刃口尺寸的 差值,如圖所示,即 dpZD 式中 凹模刃口尺寸;dD 凸模刃口尺寸。p 沖裁間隙對(duì)沖裁過(guò)程有著很大的影響。此外,間隙對(duì)沖壓力和模具壽命也 有著較大的影響。 圖 5-1 凸、凹模刃口尺寸的差值 5.1.1 間隙對(duì)沖壓力和模具壽命的影響 間隙很小時(shí),因材料的擠壓和摩擦作用增強(qiáng),沖裁力必然較大。隨著間隙 的增大,材料所受的拉應(yīng)力增大,容易發(fā)生斷裂分離,因此沖裁力減小。但試 驗(yàn)表明,當(dāng)單面間隙在材料厚度的 520范圍內(nèi)時(shí),沖裁力降低不多,不超 過(guò) 510。因此,在正常情況下,間隙對(duì)沖裁力的影響不是很大。 19 模具壽命通常是用模具失效前所沖的合格沖裁件數(shù)量來(lái)表示。沖裁模的失 效形式一般有磨損、變形、崩刃和凹模脹裂。間隙大小主要對(duì)模具的磨損及凹 模脹裂產(chǎn)生較大影響。模具刃口磨損看,使刃口鈍化、間隙增加,從而導(dǎo)致制 件的尺寸精度降低沖裁能量增大,斷面粗糙。所以必須注意盡量減少模具的磨 損。為提高模具壽命,一般需要采用較大間隙。 5.1.2 沖裁間隙的確定 凸、凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力等有較 大影響,所以必須選擇合理的間隙。在沖壓的實(shí)際生產(chǎn)中,為了獲得合格的沖 裁件、較小的沖壓力,并保證模具有一定壽命,我們規(guī)定一個(gè)間隙值范圍,稱(chēng) 為合理間隙。這個(gè)范圍的最小值稱(chēng)為最小合理間隙(Z min) ,最大值稱(chēng)為最大合 理間隙(Z max) 。因沖模在使用過(guò)程中會(huì)逐漸磨損,間隙增大,再設(shè)計(jì)和制造新 模具時(shí),一般采用最小合理間隙。 沖裁間隙數(shù)值主要按制件質(zhì)量要求,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值來(lái)選用。然而對(duì)于電子、 電器、儀器等行業(yè)對(duì)制件斷面質(zhì)量和尺寸精度要求較高,可選用較小的間隙值。 如下圖要求零件內(nèi)外尺寸精度為 14 級(jí),且該零件屬于無(wú)特殊要求的一般沖孔、 落料。 5.2 凸、凹模刃口分別加工的計(jì)算法 沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸精度,合理間隙的數(shù)值也必 須靠模具刃口的尺寸及公差來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及其公差,將會(huì)直 接影響到?jīng)_裁生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,因此它是設(shè)計(jì)沖裁模的主要任務(wù)之一。由 于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單精度要求不高,所以采用凸模和凹模分開(kāi)加工的方法制作凸凹 模。這時(shí)需要分別計(jì)算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。由于零件未標(biāo)注公差 在此均按 IT13 級(jí)算。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),刃口尺寸采用配作法加工。 5.2.1 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的原則 在計(jì)算刃口尺寸時(shí),應(yīng)該落料和沖孔兩種情況分別考慮其原則如下。 a. 落料時(shí),應(yīng)以凹模刃口尺寸為基準(zhǔn),間隙取在凸模上。凹?;境叽缛?落料件尺寸公差范圍內(nèi)較小尺寸。凸模的基本尺寸則用凹模基本尺寸減去最小 合理間隙。由表 2-3 得 Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm b. 沖孔時(shí),應(yīng)以凸模尺寸為基準(zhǔn),間隙取在凹模上。凸模基本尺寸取沖件 公差范圍內(nèi)的較大尺寸。凹模的基本尺寸則是用凸?;境叽缂由献钚『祥g隙。 由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表 2.4 得 Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm c. 凸、凹模刃口的制造公差應(yīng)根據(jù)沖裁件的尺寸公差和凸、凹模的加工方 法來(lái)確定,既要保證沖裁間隙要求并沖出合格的零件,又要便于模具加工。 d. 根據(jù)工件尺寸公差要求,確定模具刃口尺寸的公差等級(jí),見(jiàn)表所示。 20 表 5-1 模具刃口尺寸的公差等級(jí) 料厚 t(mm) 0.5 0.8 1.0 1.5 2 3 4 5 6 8 10 12 模具 刃口 尺寸 公差 沖裁件尺寸公差 IT6 IT7 IT8 IT8 IT9 IT10 IT7 IT8 IT9 IT10 IT10 IT12 IT12 IT9 IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT14 IT14 IT14 IT14 5.2.2 沖孔凸、凹模刃口計(jì)算 凸、凹模分別加工時(shí)要求分別計(jì)算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差,并標(biāo) 注在凸、凹模的設(shè)計(jì)圖樣上。這種加工的優(yōu)點(diǎn)是凸、凹模具有互換性,便于成 批制造。但由于受沖裁間隙的限制,要求凸、凹模制造公差較小,所以這種加 工主要適用于簡(jiǎn)單規(guī)則形狀(圓形、方形和矩形)的沖件。 落料件外形尺寸為 ,沖孔件內(nèi)孔尺寸為 ,根據(jù)刃口尺寸的計(jì)算原則 (4),0D0d 可得落料時(shí): max0()AA inTZ 沖孔時(shí): 10min()TTdx 1 1minmx0()A AAi idZ 式中 、 落料時(shí)凹、凸模的刃口尺寸,mm;DT 、 沖孔時(shí)凸、凹模的刃口尺寸,mm;1d1A 落料件的最大極限尺寸,mm;max 沖孔件孔的最小極限尺寸,mm;in X 沖件的制造公差; 最小合理間隙;mxiZ 、 凸、凹模的制造公差,mm 按“ 入體”原則標(biāo)注;TA X 磨損系數(shù),如表所示: 21 表 5-2 磨損系數(shù)值 沖裁件精度 x 值 IT10 以上 1 IT1113 0.75 IT14 0.5 由公差表查得:零件內(nèi)外尺寸全部按照 IT14 級(jí)精度,則 。0.5X 有上可得間隙值為:Z min=0.100mm Zmax=0.140mm 1、磨損后減小的尺寸:6mm =6.10-0.045mm10min()TTdx =6.10-0.055mm11 10minmx()A AAi iZdZ 2、磨損后不變的尺寸:20mm =20.140.0337max0()AAD 5.2.3 落料凸、凹模的計(jì)算 落料凹模的基本尺寸與凸模相同保證最小雙面合理間隙值 Zmin=0.10mm。 落料時(shí),以凹模為基準(zhǔn),間隙取在凸模上。由表 2-23 得 Zmin=0.100mm Zmax=0.140mm。 磨損后減小的尺寸:20mm,40mm,0.5mm =19.750+0.0825mmmax0()AAD =39.71 0+0.0975mm 落料凸模的基本尺寸與凹模相同,分別是 19.75mm,39.71mm 不必標(biāo)注公 差,但要在技術(shù)條件中注明:凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制,保證最小雙 面合理間隙值 Zmin=0.01mm。落料凹模部分刃口尺寸如圖所示 22 第六章 模具零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算與總裝圖設(shè)計(jì) 6.1 凹模外形設(shè)計(jì) 凹模采用整體式凹模結(jié)構(gòu)和直接通過(guò)螺釘、銷(xiāo)釘于下模座固定的固定方式。 凹模刃口采用直接刃壁結(jié)構(gòu),刃壁高度 5mm,漏料部分沿刃口輪廓適當(dāng)擴(kuò)大。 凹模輪廓尺寸計(jì)算如下 凹模高度 H=Kb=0.4034=13.6mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值 15mm 凹模壁厚 c=(1.52)H = 22.530mm 取凹模厚度為 30mm, 凹模寬度 B=b+2c=(34+230)=94mm, 凹模長(zhǎng)度 L 取 45mm, 式中 b---凹模刃口的最大尺寸(mm) c---凹模壁厚(mm) 指刃口至凹模外形邊緣的距離; K=系數(shù),取 0.40 故凹模輪廓尺寸為:459430 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.72.0)d 為了更好的選取標(biāo)準(zhǔn)模架,則凹模板輪廓尺寸全取整數(shù): 確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板 10010015(GB/T70.1-2000) 凹模的材料選用 Cr12,工作部分熱處理淬硬為 6064HRC。 6.2 凸模的設(shè)計(jì) 6.2.1 落料凸模的設(shè)計(jì) 結(jié)合工件外形并考慮加工,將落料凸模設(shè)計(jì)為直通式,采用線(xiàn)切割機(jī)床加 工,2 個(gè) M6 的螺釘固定在墊板上,與凸模固定板的配合按 H7/m6。再通過(guò)鉚接方 式與固定板固定。確保因磨損而滑落,從而更為牢靠。凸模的尺寸根據(jù)刃口尺寸,卸料裝 置和安裝固定要求來(lái)確定。凸模材料選用 CrWMn,工作部分熱處理淬硬為 5862HRC。 其總長(zhǎng) L 可按下列公式計(jì)算:L=h1+h2+t+h =(15+12+1+30)=58mm 式中:h1凸模固定板厚度(mm) h2卸料板厚度(mm) t材料厚度(mm) h自由高度(mm) 具體結(jié)構(gòu)圖如下所示 23 6.2.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì) 因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形,而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模,所以沖孔 凸模采用臺(tái)階式,一方面加工簡(jiǎn)單,另一方面又便于裝配與更換。沖 6mm 的 孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖所示: 1、凸模最小直徑的校核(強(qiáng)度校核) 凸模用 T10 鋼 要使凸模正常工作,必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過(guò)凸模材料的許用 壓應(yīng)力,即 對(duì)于圓形凸模 dmin =41350/450=3.11mm 所以承壓能力足夠。4t 式中 沖裁材料的抗剪強(qiáng)度,310380Mpa 凸模材料許用強(qiáng)度,取 440470Mpa 抗縱向彎曲力校核 對(duì)于圓形凸模(有導(dǎo)向裝置)Lmax270d 2/ =2703.22/(4521.2)F 1/2=44.8mm 所以長(zhǎng)度適宜。 式中 Lmax 允許的凸模最大自由長(zhǎng)度,mm F 沖模力,N 凸模最小截面的直徑,mm 凸模固定端面的壓力 24 q = < =4521.2/(1.652)=528.2MPa 式中AF 式中 q凸模固定端面的壓力,MPa F落料或沖孔的沖裁力,N 模座材料許用壓應(yīng)力,MPa 凸模固定板端面壓力超過(guò)了 8090a,為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加 一個(gè)淬硬的墊板。矩形墊板材料可用 45 鋼,結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見(jiàn)手冊(cè) 表查得 1001006 6.3 其他主要零件的設(shè)計(jì) 6.3.1 凸模固定板的厚度 H1=0.7H=0.730=21mm,取整數(shù)為 25mm 6.3.2 卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同,厚度為 12mm。在前面已經(jīng)確定 了采用彈性卸料板,設(shè)計(jì)卸料板為一整體板。 卸料板采用 45 鋼制造,淬火硬度為 4045HRC 6.3.3 卸料橡皮的設(shè)計(jì) 卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn)下表。選用的 4 塊橡膠板的厚度務(wù)必一致,不然會(huì) 造成受力不均勻,運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜,影響模具的正常工作。 表 6-1 卸料橡膠的設(shè)計(jì) 項(xiàng) 目 公式 結(jié)果 備注 卸料板工作行 程 h 工 h 工 =h1+t+h2 4mm h1 為凸、凹模 凹進(jìn)卸料板的 高度 1mm h2 為凸、凹模 沖裁后進(jìn)入凹 模的深度 2mm 橡膠工作行程 H 工 H 工 =h 工 +h 修 9mm h 修 為凸、凹 模修模量,取 5mm 橡膠自由高度 H 自由 H 自由 =4 H 工 36mm 取 H 工 為 H 自 由 的 25 橡膠的預(yù)壓縮 量 H 預(yù) H 預(yù) =15H 自由 5.4mm 一般 H 預(yù) =1015H 自由 25 每個(gè)橡膠承受 的載荷 F1 F 卸 /4 1184.5N 選用四個(gè)圓筒 形橡膠 橡膠的外徑 D D= /p)1.27((d48mm 校核橡膠的自 由高度 H 自由 0.5H 自由 /D=0.751.5 滿(mǎn)足要求 D 為圓筒橡膠 的內(nèi)徑,取 d=12mm;p=0.5 Mpa 橡膠的安裝高 度 H 安 H 安 =H 自由 -H 預(yù) 30mm 6.4 標(biāo)準(zhǔn)件尺寸的確定 1.螺釘固定、銷(xiāo)釘定位 內(nèi)六角螺釘標(biāo)記:35 鋼 M545 GB7085 螺釘標(biāo)記:35 鋼 M555 GB6876 圓柱銷(xiāo)釘標(biāo)記:35 鋼 650 GB 11986 止動(dòng)圓柱銷(xiāo)標(biāo)記:35 鋼 625 GB11986 2. 導(dǎo)正銷(xiāo) 導(dǎo)正銷(xiāo)主要用于級(jí)進(jìn)模上,消除擋料銷(xiāo)的定位誤差,以獲得較精確的工件。 導(dǎo)正銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)形式,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),尺寸精度,材料的熱處理等可參照 JB/T7647.194 和 JB/T7647.294 選定 圖 6-3 導(dǎo)正銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)形式 6.5 模具的總體設(shè)計(jì) 本模具是采用自動(dòng)送料的級(jí)進(jìn)模,切斷凸模面積較大可直接用螺釘與圓柱 銷(xiāo)固定,沖孔凸模則須用固定板固定,凹模可直接用螺釘與圓柱銷(xiāo)固定,切斷 凸模的外側(cè)須有擋塊以克服側(cè)