E字形鐵芯沖片模具設計【鐵心沖片的沖壓模具設計】

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自選一個重要模具零件編制加工工藝規(guī)程 六、 參考資料 指導老師：賀 金 華 2007年5月3日 第3頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 第二章 零件的工藝分析及工藝方案 零件圖如下所示： 零件圖 1. 形狀： 鐵心沖片形狀如“山”字形，其長為48mm，寬為24.6mm， 兩邊距底邊21mm和5mm處各有一個直徑為3mm的孔，并與中心線對稱。因此其形狀較簡單。 第4頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 2. 尺寸： 該零件尺寸最大為48mm，而其孔直徑較小，孔中心距邊緣距 離也小，因此，對沖孔的精度要求高。所以按要求取其精度等級 為IT9級。 3. 沖孔時工藝： 零件圖上四個小孔的直徑為Φ3mm，考慮到凸模強度限制，孔的尺寸不宜過小，其數(shù)值與孔的形狀、材料的機械性能、材料的厚度等有關。 4. 表面質(zhì)量： 做為鐵心沖片，其平面度、直線度以及對稱度要求較高，則 其表面質(zhì)量要求較高。 5. 材料性能： 本零件所給的材料為DR510,即為熱軋硅鋼。硅鋼的硬度非常高，其抗拉強度在400MPa～600MPa之間。 6. 制定沖壓工藝方案： 由零件圖及零件圖中的工藝要求，制定沖壓工藝方案如下： 本零件設計為一套復合模，即落料—沖孔復合模。 同時根據(jù)其精度分析如下： 第5頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 1) 本零件采用有較高精度的滑動導向進行沖裁，模架為中間導柱模架； 2) 本零件采用條料送進； 3) 模具中采用導尺和擋料銷定位。 第三章 排樣方案 1、毛坯尺寸的計算： 1)、 排樣圖如下： 參考《 冷沖壓工藝與模具設計》 P56 第6頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 從工件的形狀尺寸來看，為使模具制造更簡單、方便，我們優(yōu)先選用直排。 2)、 材料搭邊值： 查表2-10，工件最小搭邊值a=1.2mm,a1=1.5mm，考慮支撐面剛度問題，在設計中取其搭邊值為 a=3mm,a1=2mm。 3)、 計算步距： S0 =b+a = 24.6+3 =27.6mm 4)、 定位方式： 從工件的形狀以及尺寸上看，為使工件能準確定位，本設計中采用 導尺和擋料銷來定位。 2. 條料寬度計算： 本設計為無側(cè)壓裝置時的條料寬度計算，計算結(jié)果如下： B =（D+2a1+Δ）0-Δ =(48+2*2+0.1)0-0.1 =52.10-0.1 mm 參考《 冷沖壓工藝與模具設計》 P136 參考《 冷沖壓工藝與模具設計》 P62 第7頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 導料板之間的尺寸，即導料尺寸為： B1=B+C1 =52.1+0.1 =52.2mm 式中 B — 條料寬度（mm）； B1 — 導料板的導料尺寸(mm)； D — 工件橫向最大尺寸(mm)； a1 — 橫搭邊； Δ — 條料寬度公差，見表2-11～表2-12； C1 — 條料入端間隙，見表2-13； 3. 材料利用率計算： 一段條料能沖出的工件的重量與這段條料重量之比的百分數(shù)稱為材料利用率。由于板料沖裁時板厚是一定的，所以材料利用率可用面積之比，即一段條料的有效面積與這段條料的面積之比，來代替重量之比。同一工件，排樣不同時，材料利用率也會不同，材料利用率越高者越省料。因此，材料利用率是判斷排樣是否經(jīng)濟的重要參數(shù)。 第8頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 但材料利用率并不是選擇排樣的唯一標準。一般按下述原則選擇：對于銅板等較貴重材料，特別是在生產(chǎn)量較大時，應盡量選擇材料利用率較高的排樣。如果某種排樣不其它排樣的材料利用率提高不到5%，且使模具復雜化時，那么這種排樣是不可取的。而在生產(chǎn)量小時，應盡可能選擇比較簡單的排樣，以便模具容易制造。 按條料計算材料利用率來計算： η=(n*A/L*B)*100% A=48*24.6-π*3*4-10.6*14*2 =846.3mm2 即：η=3*846.3/(84.5*52.5) =57.2% 式中： n — 一根條料能沖出的工件數(shù)目； L — 條料的長度(mm)； A —一個工件的實際面積(mm2)。 參考《 冷沖壓工藝與模具設計》 P64 第9頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 第四章 沖壓力計算及設備選擇 1. 沖壓力的計算： 沖裁的基本工序為落料、沖孔，沖裁方式為彈壓卸料逆出件方式，所以沖裁力計算結(jié)果如下： 電工硅鋼的抗剪強度為450（退火）； 落料：F1 = KAτ =(48*2+24.6*2+10.6*4)*1*450*1.3 =109746 N 沖孔：F2 = KAτ = 1.3*4*π*3*1*450 = 22053.98 N F= F1+F2 =109846+22053.98=131899.98 N 卸料力：FQ1 =K1F=0.04*131899.98=5276 N 頂件力：FQ3=K3F=0.06*131899.98=7914 N 因此總沖壓力：F0=F+ FQ1 + FQ3 =131899.98+5276+7914 =145089.98 N 參考《 冷沖壓工藝與模具設計》 P23～P25 第10頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 式中 A — 剪切斷面面積(mm2)； τ— 板料的抗剪強度(MPa)； K — 安全系數(shù)，取1.3； FQ1 、FQ3 — 分別為卸料力、頂件力； K1 、 K3 — 分別為卸料力系數(shù)、頂件力系數(shù)，其值見表1-7。 2. 設備的選擇： 根據(jù)零件形狀大小以及生產(chǎn)批量要求，同時根據(jù)計算所得選定壓 力機為開式雙柱可傾壓力機。 因為F0=145089.98 N,所以選定壓力機為J23-16，其壓力機主要 規(guī)格如下： 型號 J23-16 公稱壓力/KN 160 滑塊行程/mm 70 滑塊行程次數(shù)/（次/min） 115 最大閉合高度/mm 220 第11頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 60 模柄孔尺寸/mm Φ40x65 傾斜角 30o 立柱間距離/mm 220 工作臺板厚度/mm 50 工作臺尺寸/mm（左右） 450 工作臺尺寸/mm（前后） 300 滑塊底面尺寸/mm（左右） 200 滑塊底面尺寸/mm（前后） 180 電機功率/KW 1.5 第五章 壓力中心計算 沖裁力合力的作用點稱為沖裁的壓力中心。為了保證壓力機和模具平穩(wěn)的工作，必須使沖模的壓力中心一壓力機滑塊中心線相重合，對于使用模柄的中小型模具就是要使其壓力中心與模柄軸線相重合， 第12頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 否則將使沖模和壓力機滑塊承受側(cè)向力，引起凸、凹模間隙不均勻和導向零件加速磨損，甚至還會引起壓力機導軌的磨損、影響壓力機精度。對與工件外行尺寸大、形狀復雜、多凸模的沖裁模和級進模，正確確定其壓力中心就顯得更為重要。 根據(jù)零件圖建立坐標系xoy，如下圖： 坐標圖 各線段及圓的長度和重心坐標如下： 第13頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 L1=48mm x1=24mm y1=0 L2=3πmm x2=11mm y2=5mm L3=3πmm x3=37mm y3=5mm L4=24.6mm x4=48mm y4=12.3mm L5=7mm x5=44.5mm y5=24.6mm L6=3πmm x6=44.5mm y6=21mm L7=10.6mm x7=41mm y7=19.3mm L8=14mm x8=34mm y8=14mm L9=10.6mm x9=27mm y9=19.3mm L10=6mm x10=24mm y10=24.6mm L11=10.6mm x11=21mm y11=19.3mm L12=14mm x12=14mm y12=14mm L13=10.6mm x13=7mm y13=19.3mm L14=7mm x14=3.5mm y14=24.6mm L15=3πmm x15=3.5mm y15=21mm L16=24.6mm x16=0 y16=12.3mm 第14頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 x0=(x1*L1+x2*L2+…+x16*L16)/(L1+L2+…+L16) =(24*48+11*3π+…+0*24.6)/(48+3π+…+24.6) =24mm； y0=(y1*L1+y2*L2+…+y16*L16)/(L1+L2+…+L16) =(0*48+5*3π+…+12.3*24.6)/(48+3π+…+24.6) =12.417mm 經(jīng)計算得壓力中心的坐標為：X0=24 Y0=12.417。 可取 X0=24 Y0=12，作為設計模具的參數(shù)。 第六章 模具結(jié)構(gòu)草圖 結(jié)構(gòu)草圖如下： 第15頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 第七章 工作零件設計 1. 工作零件設計： 凸模設計的三原則： 為了保證凸模能夠正常工作，設計任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如下三原則： （1）、精確定位 凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的位移，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴重時可造成啃模。 第16頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 （2）、防止拔出 回程時，卸料力對凸模產(chǎn)生拉伸作用。凸模的結(jié)構(gòu)應能防止凸模從固定板中拔出來。 （3）、防止轉(zhuǎn)動 對于工作段截面為圓形的凸模，當然不存在防轉(zhuǎn)問題?？墒菍τ谝恍┙孛姹容^簡單的凸模，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，常常將凸模固定段簡化為圓形。這時就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動，否則將啃模。 凸模的設計包括落料凸模（凸凹模）、沖孔凸模。 2. 凹模的外形尺寸確定： （1）、在排樣圖上沿送料方向與垂直料料方向從凹?？字g最大距離處畫一矩形l*b為凹模有效面積。凹模有效面積矩形的對稱中心應與壓力中心重合，以便使模柄的中心線通過壓力中心。 經(jīng)計算，我們所取壓力中心與矩形l*b的中心重合。因此，凹模 有效面積即為凹模形孔。所以，只要確定凹模壁厚c，就能確定凹模外形尺寸L*B。 凹模壁厚c主要考慮布置連接螺釘和銷釘孔的需要，同時也能保證凹模的強度和剛度，設計時可參照2-17選取。 參考《沖壓工藝與模具設計》 P74表2-17 第17頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 因此，估算凹模外形尺寸時，我們從凹模有效面積向外擴大30～40mm，即： L=48+（30～40）=78～88mm； B=24.6+(30～40)=54.6～64.6mm 選用標準件： 查表得L*B=80*63 凹模板厚度： 按經(jīng)驗公式H=K1K2(0.1F)1/3算得 H=23.62mm 式中 K1為凹模材料修正系數(shù)，在這取1， K2為凹模刃口周邊長度修正系數(shù)，見表2-18。 設計中根據(jù)要求我們?nèi)=25mm。 為方便凹模的制作加工，凹模采用鑲拼式結(jié)構(gòu)。因此在設計模具時， 還要考慮拼塊的固定。所以，凹模的固定可用具有一定過盈量的外套 箍緊。為使凹?？蛴凶銐驈姸龋浜穸任覀兌?5*37mm。所以，凹模周界為L*B=125*100。 分別參考 《沖壓工藝與模具設計》與《中國模具設計大典》第三卷沖壓模具設計 第18頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 3. 刃口尺寸計算： 刃口尺寸計算的一般原則：1) 刃口尺寸應保證沖出合格工件 2）刃口磨損一些仍能沖出合格工件 3）設計時應取最小合理沖裁間隙。本設計采用配作法制模計算刃口尺寸。 落料：其工件圖和凹模磨損圖如下，未注公差為IT14級。 工件圖與凹模磨損圖 第19頁 湖南大學衡陽分校畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 首先查標準公差數(shù)值表確定每個未注公差尺寸的偏差值勤如下： 軸類尺寸：480-0.62；60-0.3；70-0.36； 孔類尺寸：140+043；10.60+0.43； 自由長度尺寸：24.6±0.52。 畫出凹模刃口的磨損圖，如上圖所示。刃口磨損后，增大的尺寸有Ad1、Ad2、Ad3、Ad4；減小的尺寸有Bd ；不變的尺寸有Cd。 按分類后的刃口尺寸再將工件相應尺寸分類：a1=480-0.62、a2=(24.6±0.52)、a3=60-0.3、a4=70-0.36、b=140+043、c=10.60+0.43。 全部工件尺寸為IT14級，磨損補償系數(shù)x=0.5, 因此，凹模刃口尺寸為： Ad1=(48-0.5*0.62)+0.62/40 =47.69+0.1550 Ad2 =(25.12-0.5*1.04)+1.04/40 =24.6+0.260 Ad3 =(6-0.5*0.3)+0.3/40 =5.85+0.0750 Ad4 =(7-0.5*0.36)+0.36/40=6.82+0.090 Bd =(14-0.5*0.43)0-0.43/4 =13.7850-0.108 Cd =(10.6+0.43/2)±0.43/8=10.815±0.054 查沖裁間隙表1-3得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=(6%*1)mm=0.06mm 第20頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 在凸模零件工作圖上，注與凹模刃口尺寸對應的基本尺寸，不注公差。并在技術要求中注寫“刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，保證單邊間隙為0.03mm”。 沖孔：其工件圖和凸模磨損圖如下 工件圖與凸模磨損圖 第21頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 由凸模刃口磨損圖可確定凸模刃口尺寸磨損后的性質(zhì)，見上圖。 刃口磨損后，凸模尺寸將減小。工件尺寸為IT12級，磨損補償系數(shù) x=0.75。計算如下： Bd =(3+0.75*0.1)0-0.1/4 =3.0750-0.025 工件孔中心距尺寸： Ld1 =(40.9+0.2/2)±0.2/8 =41±0.025 Ld2 =(25.9+0.2/2)±0.2/8 =26±0.025 Ld3 =(15.9+0.2/2)±0.2/8 =16±0.025 查沖裁間隙表1-3得該件沖裁模初始合理雙面沖裁間隙Zmin=(6%*1)mm=0.06mm 在凹模零件工作圖上，注與凸模刃口尺寸對應的基本尺寸，不注公差。并在技術要求中注寫“刃口尺寸按凸模實際尺寸配作，保證單邊間隙為0.03mm”。 4. 工作零件的設計： 1)、 落料凸模（凸凹模）的設計及加工： 第22頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 根據(jù)沖裁時凸模所受的力，為滿足其需要，設計結(jié)構(gòu)采用直通式，其結(jié)構(gòu)如下： 落料凸模設計以凹模為基準，凸模為配制件，則凸模刃口尺寸為： Ad1= 47.69；Ad2 =24.6； Ad3 =5.85 ；Ad4 =6.82 Bd =13.785 ；Cd =10.815±0.054 凸模根據(jù)其強度要求，選用Cr12MoV，材料熱處理后的硬度為60～62HRC。直通式凸模采用鉚裝式固定，凸模與固定板采用H7/m6的過渡配合。 第23頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 凸模的裝配方法為奪壓入法，其特點為連接牢固可靠，對配合孔的精度要求高。加工成本高，因以凹模為配作件，所以凹模以凸模為基準配作，保證單面間隙為0.03mm。 凸模的加工方法： 沖壓模具的凸模都需進行淬火等熱處理工藝，獲得高硬度和高耐磨性，則可采取以下加工方案： 鍛造——退火——機加工——淬火、回火——精磨或電火花加工——成品 第24頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 凸模長度的確定： 設計標準模具時，當選定了典型組合以后，凸模的長度就確定了。設計非標準模具時，凸模的長度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要，并考慮磨損量和安全因素來確定。因本模具采用的是標準模具，因此凸模的長度就可以通過公式來求，具體計算如下： 彈性卸料方式的凸模長度按下式計算：（2-7） L=h1+h2+h4+h5-0.2 =24+20+20-0.2 =63.8mm 式中： h1——凸模固定板厚度（mm） h4——彈壓卸料板厚度（mm） h5——預壓狀態(tài)下卸料橡皮厚度（mm），h5=（0.85～0.9）H， H為自由狀態(tài)下橡膠的厚度。公式中的0.2mm是凸模端面縮進卸料板的距離。 第25頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 2)、沖孔凸模的設計： 沖孔凸模的設計以凸模為基準，凹模為配制件，則凹模的刃口尺寸為： Bd =3.075 凸模根據(jù)其強度要求，選用Cr4W2MoV,材料熱處理后的硬度為60～62HRC。凸模的安裝與固定方法如下：因所設計的凸模為圓凸模，所以其固定方式為凸模固定板上加工出臺階來固定。（示圖如下：） 凸模與固定板的配合為H7/m6過渡配合。 凸模的裝配方法為壓入法，其特點為連接牢固可靠，對配合孔的精度要求高。加工成本高，因以凹模為配作件，所以凹模以凸模為基準配作，保證單面間隙為0.03mm。 參考《中國模具設計大典》 第26頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 凸模的加工方法： 沖壓模具的凸模都需進行淬火等熱處理工藝，獲得高硬度和高耐磨性，則可采取以下加工方案： 鍛造——退火——機加工——淬火、回火——精磨或電火花加工——成品。 凸模長度的確定： 設計標準模具時，當選定了典型組合以后，凸模的長度就確定了。設計非標準模具時，凸模的長度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要，并考慮磨損量和安全因素來確定。因本模具采用的是標準模具，因此凸模的長度就可以通過公式來求，具體計算如下： L=h1+h2-t =20+25-1 =44mm 式中： h1——凸模固定板厚度（mm）； h2——凹模板厚度（mm）； t——板料厚度(mm)。 第27頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 第八章 卸料裝置的設計 卸料裝置的功用是在一次沖裁結(jié)束之后，將條料或工序件與落料凸模或沖孔凸模脫離，以便進行下一次沖裁。 因本模具零件精度要求較高，同時為防止零件的變形，能夠沖出平整的工件。因此采用彈性卸料，而因零件精度高，在采用彈性卸料的同時要采用導柱導向。 橡膠塊作為彈性元件，具有承受負荷比彈簧大、安全及安裝調(diào)整方便等優(yōu)點。沖裁模的工作行程較小，選用橡膠塊作為彈壓卸料裝置的彈性元件更為多見。 本設計中材料厚度t為1mm，經(jīng)計算卸料力Fx為5276N，選用卸料橡膠，其計算過程如下： 1）、假設考慮了模具結(jié)構(gòu)，決定用8個厚壁筒形的聚氨脂彈性體。 2）、計算每個彈性體的預壓力Fy： Fy=5276N/8=659.5N 3)、考慮橡膠塊的工作壓縮量較小，取預壓縮率εy=10%，并由表2—27查得單位壓力Fq=1.1Mpa。 第28頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 4)、按式（2—49）計算彈性體的截面面積A： A=Fy/Fq=659.5/1.1≈599.5mm2 5）、如果選用直徑為8mm的卸料螺釘，選取彈性體穿卸料螺釘孔的直徑d=Φ8.5mm。則彈性體的外徑D可按下式求得： π（D2-d2）/4=A 則 D =（4A/π+d2）1/2 =(4*599.5/π+8.52)1/2 ≈29mm 因此 D取30mm。 6)、橡膠高度的確定： H=hg/(εj-εy) =2/(0.2-0.1)=20mm 式中：hg—橡膠塊工作壓縮量（mm）； εj—橡膠塊極限壓縮率，取20%； εy—橡膠塊預壓縮率，對于聚氨酯，取10%。 對于卸料橡膠塊，hg即為彈壓卸料板的工作行程，一般取hg=t+1，t為板料厚度。 第29頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 7)、橡膠塊高度的校核： 0.5≤H/D≤1.5 而本設計中H/D=20/30=0.67mm，所以所選橡膠合格。 所以經(jīng)計算選取卸料橡膠塊為： 橡膠塊的高度為 H=20mm 總計塊數(shù)為 n=8 橡膠塊的材料為 邵氏70～80A的聚氨酯橡膠 第九章 標準件的選用 1. 各用途的螺釘、銷釘?shù)倪x用： 根據(jù)模具的實際選用圓柱頭內(nèi)六角螺釘、銷釘，其結(jié)構(gòu)圖如下： 第30頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 第31頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 螺釘?shù)倪x用例表如下： 螺紋規(guī)格d M8 M10 螺距p 1.25 1.25 b參考 22 26 min 0.15 0.15 c max 0.6 0.6 da max 9.2 11.2 ds max 8 min 7.78 max10 min 9.78 e min 14.20 17.59 k 6.86 7.89 s 12.57 15.57 銷釘?shù)倪x用例表如下：（圓柱銷） 銷 GB 119——86 d（公稱） 6 8 10 a≈ 0.80 1.0 1.2 c≈ 1.2 1.6 2.0 L（公稱） 12～60 14～80 20～95 參考《中國模具設計大典》 第32頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 2. 模柄的選用：結(jié)構(gòu)圖如下 根據(jù)壓力機選擇模柄： 查表，選用壓入式模柄(mm) d d1 d2 L L1 L2 L3 40 42 50 100 35 6 4 第33頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 3. 模架的選用： 各模架名稱 尺寸 凹模周界 125*100 上模座 125*100*35 下模座 125*100*45 導柱 25*130 導套 25*80*28 螺釘 M6*16 4. 各模板的尺寸： 凹模板 80*63*25 導料板 100*36*6 卸料板 100*100*20 上固定板 100*100*24 下固定板 125*100*15 卸料橡膠 H=20 所以依據(jù)上面所選的各標準的模架，則整個模架的尺寸都以選擇了。因此其它的尺寸根據(jù)各模架的尺寸來確定。 參考《中國模具設計大典》 第34頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 第十章 設備校核 模具結(jié)構(gòu)和各零件都設計好后必須對模具進行必要的校核。其中的校核包括凸模強度校核、壓力機的校核等。 因各尺寸都是計算出來的，所以壓力機的校核以及其它一些的校核都不要校核。因為它已經(jīng)有足夠的強度等，而必要校核的是凸模強度的校核。一般凸模的強度是足夠的，沒有必要進行強度校核。只有當凸模特別細長，或凸模的截面尺寸相對于板厚很小時，才進行強度校核。凸模強度校核包括抗壓能力和抗縱向彎曲能力兩個方面的內(nèi)容。 （1）、凸?？箟耗芰π：耍? 凸模能正常工作，其最小截面承受的壓應力必須小于凸模材料允許的壓應力[σ]： σ=F/A≤[σ] 落料凸模：σ=F1/A=109746/187.6=585MPa 沖孔凸模：對于圓形凸模，F(xiàn)=πdtτ代入上式可得： d≥4tτ/[σ] =4*1*450/1000 =1.8mm 第35頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 式中：σ——凸模最小截面的壓應力（Mpa） F——沖裁力（N） A——凸模最小截面積（mm2） d——凸模最小直徑（mm） t——板料厚度（mm） τ——板料抗剪強度（Mpa） [σ]——凸模材料許用壓應力（Mpa） 如果凸模材料用一般工具鋼，淬火硬度為58～62HRC，可取[σ]為1000～1600Mpa，沖裁低碳鋼板時，τ取300Mpa。 核對各凸模： 落料凸模：σ≤[σ]； 沖孔凸模：d=Ф3.075mm>1.8mm。 所以各凸模的強度經(jīng)核算后其各凸模強度足夠。 （2）、凸?？v向抗彎曲能力校核： 沖裁時凸?？v向抗彎曲能力可利用桿件受軸向壓力的歐拉公式進行校核。因凸模有導向，則采用式（2—23）計算： Lmax≤（2π2EJ/nF）1/2 第36頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 落料凸模： Lmax≤（2π2EJ/nF）1/2 =(2*2.2*105*π2*187.62/3*109746)1/2 =681.3mm 沖孔凸模： Lmax≤（2π2EJ/nF）1/2 =(2*2.2*105*π2*7.52/3*22053.98)1/2 =60.75mm 因各凸模尺寸為： 落料凸模：L1=63.8mm<681.3mm； 沖孔凸模：L2=44.5mm<60.75mm。 經(jīng)驗算各凸模的縱向彎曲能力校核以滿足凸模的要求。 第十一章 設計總結(jié) 本模具的整體設計已經(jīng)完成，如今回顧自己的設計過程，總結(jié)如下： 本模具設計的是鐵心沖片正裝復合模，是一副落料沖孔模。從零件尺寸及其質(zhì)量要求方面考慮，我們采用的沖壓方式為彈壓卸料逆出件方式，沖壓方案是先落料后沖孔。沖裁后，條料由卸料板卸料，工件由頂件板頂出凹模，而沖孔產(chǎn)生的廢料由斜堵銷頂出凸凹孔外。 畢業(yè)設計是每位大學生畢業(yè)之前必經(jīng)之路，經(jīng)過了此次設計，我初 第37頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 步了解設計模具的各道工序，清楚了模具的各個結(jié)構(gòu)，了解了各個 設計過程中的重要環(huán)節(jié)，具備了一定的設計能力，學到了真正的實踐知識。 第十二章 凸凹模加工工藝規(guī)程編制 凸凹模加工工藝規(guī)程： 零件圖： 第38頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 工序1、下料：∮30×50（按等體積法計算后加上鍛造上燒損量）； 工序2、鍛造：鍛成54×30×70（除考慮鍛后的加工余量外還應加上線切割時零件變形影響的料邊尺寸8-10mm）； 工序3、熱處理：退火（消除鍛后殘余內(nèi)應力，降低硬度）； 工序4、刨（或銑）：刨（或銑）六面尺寸達48.7×25.6×64.8，選其中長×寬為48.7×64.8的一面，刨（或銑）與圖樣相符的凹槽，使凹槽尺寸達13.2×11×64.8； 工序5、平磨：磨凸凹模各平面，一對垂直側(cè)基面對角尺； 工序6、鉗工（坐標鏜）畫穿絲孔位置線（4個），鉆穿絲孔∮3.1mm,斜堵銷安裝孔擴孔至∮5.2mm，深35mm; 工序7、熱處理：淬火，回火達硬度58-62HRC； 工序8、平磨：磨各面，達48×24.9×64.2，一對垂直側(cè)基面對角尺，凹槽各面尺寸達13.5×10.5×64.2； 工序9、退磁； 工序10、線切割：按程序切割，切割型面留研磨量0.015； 工序11、鉗工：研磨型面達到設計要求。 第39頁 湖南工學院畢業(yè)設計 計 算 內(nèi) 容 說 明 第十二章 參考資料 1. 《沖壓工藝與模具設計》…鐘锍斌主編 華北航空工業(yè)學院 2. 《中國模具設計大典》…李志剛主編 中國機械工程學會 3. 《冷沖壓模具結(jié)構(gòu)圖冊大全》…高廣升主編 華南理工大學出版社 4. 《沖模設計手冊》………沖模設計手冊編寫組編著 5. 《沖壓工藝學》………李碩本主編 北京機械工業(yè)出版社