彈簧鉸鏈（杯座）沖壓模具設(shè)計【18張CAD圖紙+畢業(yè)論文】

彈簧鉸鏈（杯座）沖壓模具設(shè)計

42頁 21000字數(shù)+論文說明書+任務(wù)書+18張CAD圖紙【詳情如下】

4張零件圖.dwg

5張零件圖.dwg

6張零件圖.dwg

上模座.dwg

下模座.dwg

任務(wù)書.doc

凸凹模.dwg

凸模.dwg

凸模固定板.dwg

凹模.dwg

卸料板.dwg

墊板.dwg

彈簧鉸鏈（杯座）沖壓模具設(shè)計說明書.doc

打桿.dwg

推件塊.dwg

推桿.dwg

推板.dwg

模具總裝圖.dwg

模具裝配圖.dwg

零件圖.dwg

彈簧鉸鏈（杯座）沖壓模具設(shè)計

目   錄

1  緒論

 1.1課題背景與研究意義……………………………………………………………… 1

 1.2模具行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢………………………………………………………… 1

 1.3課題研究的主要內(nèi)容和目標……………………………………………………… 2

 1.3.1課題研究的主要內(nèi)容…………………………………………………………… 2

 1.3.2課題研究的主要目標…………………………………………………………… 2

2  工藝方案設(shè)計

 2.1零件的工藝性分析………………………………………………………………… 3

 2.2加工工藝方案的確定……………………………………………………………… 4

3  沖壓模設(shè)計

 3.1毛坯尺寸計算與沖裁工藝分析…………………………………………………… 5

3.1.1毛坯尺寸計算…………………………………………………………………… 5

3.1.2沖裁工藝分析…………………………………………………………………… 6

 3.2工件排樣與搭邊…………………………………………………………………… 6

 3.2.1排樣……………………………………………………………………………… 6

 3.2.2搭邊……………………………………………………………………………… 7

 3.3沖裁間隙…………………………………………………………………………… 8

3.4沖裁力計算………………………………………………………………………… 9

3.5模具壓力中心計算………………………………………………………………… 11

3.6凸、凹模刃口尺寸計算…………………………………………………………… 12

3.7凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………… 15

3.7.1凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………… 15

3.7.2凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………… 17

3.8沖模的閉合高度…………………………………………………………………… 18

3.9結(jié)構(gòu)件與標準件選用……………………………………………………………… 19

3.9.1模架……………………………………………………………………………… 19

3.9.2模座……………………………………………………………………………… 19

3.9.3模柄……………………………………………………………………………… 20

3.9.4導向裝置………………………………………………………………………… 20

3.9.5卸料裝置………………………………………………………………………… 21

3.9.6定位裝置………………………………………………………………………… 23

3.10沖裁設(shè)備選擇…………………………………………………………………… 25

3.10.1沖裁設(shè)備類型的選擇………………………………………………………… 25

 3.10.2壓力機選用原則……………………………………………………………… 25

第四章  彎曲模設(shè)計

 4.1彎曲工藝性分析與工序安排……………………………………………………… 27

 4.2彎曲回彈…………………………………………………………………………… 27

 4.2.1影響回彈量的因素……………………………………………………………… 27

 4.2.2減少回彈量的措施……………………………………………………………… 27

4.3彎曲工藝計算……………………………………………………………………… 28

4.3.1彎曲件展開長度的確定………………………………………………………… 28

4.3.2彎曲力和頂件力計算…………………………………………………………… 29

4.3.3彎曲模工作部分尺寸計算……………………………………………………… 30

4.4彎曲?？傮w設(shè)計與標準件選用…………………………………………………… 34

4.4.1 U形彎曲模……………………………………………………………………… 34

4.2.2斜楔式彎曲?！?35

4.5壓力機選用………………………………………………………………………… 36

結(jié)    論……………………………………………………………………………… 37

參考文獻……………………………………………………………………………… 38

致    謝……………………………………………………………………………… 39

摘要：沖壓模具是模具工業(yè)的重要組成部分，它是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備。沖壓模具主要包括沖壓模具、彎曲模具、拉深模具、多工位級進模、簡單模具等等。

   隨著模具工業(yè)的發(fā)展，沖壓技術(shù)在機械、航空、汽車、等行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向。沖壓工藝具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并正逐步擴大其工藝范圍。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增強效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。 

本課題的生產(chǎn)實踐性非常強，所以在設(shè)計時要考慮實際生產(chǎn)條件。此論文的主要特點是通過設(shè)計一套模具使其同時滿足兩個零件的加工。首先對零件進行沖裁和彎曲工藝分析，由于零件結(jié)構(gòu)簡單、工藝性較好,所以屬于中批量的生產(chǎn)采用單工序模比較好。然后確定工藝方案為落料、彎曲、最后成形，計算沖壓力確定模具工作部分尺寸及公差來選取模具的結(jié)構(gòu)。最后繪制落料模和彎曲模的裝配圖，并且拆繪一些主要零件圖。本課題的關(guān)鍵是合理選擇模具間隙和在彎曲時考慮彎曲件的回彈，這些因素對零件的質(zhì)量有重要影響。

關(guān)鍵詞：沖壓模 彎曲模 沖壓模具標準件 工藝分析 沖壓模間隙

1 緒論

1.1課題背景與研究意義

模具是對金屬、塑料、橡膠、玻璃等多種原材料進行成形加工的重要工藝設(shè)備，隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，模具越來越多的用于國民經(jīng)濟的各生產(chǎn)部門，許多新產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)在很大程度上依賴模具制造技術(shù)。模具工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，在國際上稱為“工業(yè)之母”，國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來，中國模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展。

在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%。沖壓是利用沖模在壓床上對金屬(或非金屬)板料施加壓力使其分離或變形，從而得到一定形狀，并且滿足一定使用要求的零件的加工方法。目前沖壓技術(shù)在汽車、等行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，采用沖壓技術(shù)可以提高生產(chǎn)率、質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)約生產(chǎn)成本、增強企業(yè)的市場競爭力。

   沖壓加工具有很高的生產(chǎn)率。一般在一臺沖壓設(shè)備上每分鐘可以生產(chǎn)中小工件幾件到幾十件，高速沖床可達幾百件，這是其他任何加工方法都無法實現(xiàn)的。此外，沖壓加工所用坯料是板材或卷料，通常又是在常溫下加工，故易于實現(xiàn)機械化與自動化，可大幅度地提高生產(chǎn)率。

    沖壓加工成本低，在大量生產(chǎn)中采用沖壓工藝加工板料工件是最經(jīng)濟的工藝方法。以沖裁為例，一般沖壓模的壽命可達幾百萬次，硬質(zhì)合金沖壓模的壽命可達幾千萬次至億次；其次，沖壓生產(chǎn)的材料利用率較高，一般可達70%-85%，故可極大地降低沖壓件的生產(chǎn)成本。

1.2模具行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

在國民經(jīng)濟快速發(fā)展的拉動和國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導下，我國模具行業(yè)發(fā)展很快，2003年全國模具總產(chǎn)值已達450億元以上。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命等中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三位，但設(shè)計制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達國家落后，其差距主要表現(xiàn)在以下幾方面。

（1）模具自配率較低，其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足60%。

（2）企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進口結(jié)構(gòu)都不夠合理。

   （3）模具產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝水平低，模具制造周期長。

結(jié)論

沖壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空、汽車、電機、家電和通信行業(yè)零部件的成形。近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大的發(fā)展，模具設(shè)計與制造水平有了較大的提高，大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具的需求幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短，模具CAD/CAM技術(shù)也得到了相當廣泛的應(yīng)用。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并且正逐步擴大其應(yīng)用范圍。據(jù)國際生產(chǎn)協(xié)會預(yù)測，到本世紀中，機械零件中60%的粗加工、80%的精加工要由模具來完成。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面有重要作用；研究沖壓模具的結(jié)構(gòu)，提高沖壓模具的各項指標，對沖壓模具設(shè)計和沖壓技術(shù)發(fā)展是十分必要的。

通過此次設(shè)計使我對模具行業(yè)有了進一步的重視，知道它在國民經(jīng)濟中的重要性。本課題首先對通過國內(nèi)外模具行業(yè)的分析，知道雖然我國模具年生產(chǎn)總量已位居世界第三位，但是設(shè)計制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達國家落后。本設(shè)計課題給定的彈簧鉸鏈（杯座）零件對稱，形狀簡單，同時包括沖裁和彎曲兩道工序，其中彎曲相對比較簡單。而且彈簧鉸鏈（杯座）和鉸扣的形狀相同，只是長度不同，所以設(shè)計此套模具同時符合鉸扣的加工。從而降低生產(chǎn)成本、提高了生產(chǎn)率。在本此設(shè)計中關(guān)鍵的地方是合理的選擇模具間隙，在模具的設(shè)計中間隙直接影響著沖裁件的質(zhì)量，所以合適的間隙的選擇應(yīng)以工件斷面質(zhì)量、沖裁件精度、模具壽命和加工質(zhì)量四項為依據(jù)，并且進行適當?shù)姆诸?。在模具設(shè)計部分重點在于凸、凹模的設(shè)計，它們都要先進行試模以后在熱處理，因為它影響著沖裁件是否合格。

由于本人水平有限，本論文中必然存在不少紕漏及錯誤之處，敬請評閱老師批評指正。

參考文獻

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[17].江維健等.冷沖壓模具設(shè)計.廣州:華南理工大學出版社.2005.7

致  謝

為期三個多月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，在這三個月的學習和工作中，我首先要感謝的是尊敬的老師。在畢設(shè)期間，老師對我的學習和研究工作給了極大的關(guān)懷和幫助。課題的研究、畢業(yè)設(shè)計的完成以及畢業(yè)論文的定稿，都離不開老師的悉心指導。讓我們真正把理論與實踐聯(lián)系在一起，在這個過程中，老師嚴謹?shù)闹螌W風范、求實創(chuàng)新的工作精神以及對學科前沿技術(shù)的把握能力，給我留下了深刻的印象。老師言傳身教使我受益匪淺，必將對我以后的學習和工作產(chǎn)生巨大的影響。工作與學習態(tài)度決定事情的成敗，在以后的人生道路上，我一定奮發(fā)向上、努力進取，不辜負老師對學生的教導。

此外，還要感謝那些給予幫助、鼓勵和支持的同學。最后，對在百忙之中抽出時間評審論文的各位教授、專家表示感謝！

題目：彈簧鉸鏈（杯座）沖壓模具畢業(yè)設(shè)計 零件圖：（三個視圖） 設(shè)計要求： 1 材料： 冷軋鋼板 ， 不銹鋼質(zhì) 2 生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn) 3 料厚： 精度要求 5 表面處理：鍍鎳 防銹能力好 目 錄 1 沖壓件的工藝性分析與方案確定 壓件工藝性分析 裁工藝方案的確定 2 主要設(shè)計計算 樣方案的確定及計算 壓力的計算 模凹模尺寸計算 力中心的確定及相關(guān)計算 3 沖壓設(shè)備的選擇 4 凸模、凹模、凸 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 孔凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計 模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 主要零部件的設(shè)計 料零件的計算 料彈簧的設(shè)計計算： 位零件的設(shè)計 料板的設(shè)計 6 模具總裝圖 7 模具材料的選用及其他零部件的設(shè)計 具材料的選用 具輔助零件的材料選用及熱處理 具的裝配與試沖 8 模具零件加工工藝 致 謝 1 沖壓零件的工藝性分析 沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖壓工藝的適應(yīng)性即沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀尺寸 及公差技術(shù)要 求是否符合沖裁加工的工藝要求沖裁件的工藝性是否合理對沖裁件的質(zhì)量模具壽命和生產(chǎn)率有很大的影響 [1] 拉深件工藝的好壞直接影響到該零件能否用拉深成型方法生產(chǎn)出來影響到零件的質(zhì)量成本和生產(chǎn)周期等等一個工藝性好的拉深工序不僅能滿足產(chǎn)品的使用要求同時也能夠用最簡單最經(jīng)濟和最快的方法生產(chǎn)出產(chǎn)品來而工件要有一個好的工藝性必須滿足以下幾點 1 對于沖裁件的形狀要盡可能的簡單對稱排樣的廢料要少而對于拉深件來說要盡量避免非常復(fù)雜的和非對稱的拉深同時盡量減少其高度使其可能用一次或兩次拉深工序來完成 2 沖裁件的外 形或內(nèi)孔交角處拉深件的底與壁凸緣與壁盒形件的四壁間都應(yīng)采用圓角過渡避免產(chǎn)生清角 3 沖裁件要盡可能避免產(chǎn)生過長的懸臂與狹槽沖孔的孔徑不宜太小 4 設(shè)計拉深件時應(yīng)明確注明必須保證的是外形還是內(nèi)形不能同時標注內(nèi)外形尺寸圖 1 所示為利用現(xiàn)代虛擬設(shè)計技術(shù)建立的鉸鏈杯座零件圖及產(chǎn)品圖按以上工藝性分析該鉸鏈座的沖壓生產(chǎn)要用到的沖壓加工基本工序有落料拉深可能多次沖兩錐形孔沖側(cè)邊的四個孔切邊和翻邊淺拉深等 2 工藝方案的確定 拉深次數(shù)的計算確定 盒形件的高度 H 與寬度 B 的比值稱為相對高度 H/為高矩形件 ， 低矩形件通常只需一次拉深而高矩形件通常需要進行多次拉深 由于該拉深件的最小寬度值 B=15 拉深的高度 H=12 據(jù)一次拉深因數(shù)的校核來判 斷拉深次數(shù) m = r / 式中 r 為工件圓角半徑 毛坯圓角的假想半徑 R 則 m=r/Ry=r/R=3/11= r/B=3/15=參考文獻 [2]得 為 m<以不能一次拉深出來故需多次拉深拉深因數(shù)也可用拉深高度 h 與圓角半徑 r 的比值 h/r 表示即 m=1/ 2h r 2 若取 用式 2 計算拉深高度 h 得 取第一次拉深高度 .6 工件的總高度為 12 第二次拉深高度為 12 .6 .4 據(jù)第二次拉深高度用式 2 校核第二次拉深因數(shù) m=1/ 2h r =1/ =據(jù) r/B=參考文獻 [2]得 故可以進行兩次拉深完成 藝方案確定 根據(jù)以上分析計算進一步明確該零件的沖壓加工需包括以下基本工序 落料 沖方形 孔 沖側(cè)邊四個小孔 淺拉深 落料與首次拉深復(fù)合其余按基本工序 3 沖壓模具結(jié)構(gòu)形式確定 根據(jù)確定的工藝方案和零件的形狀特點精度要求所選設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)模具制造條件以及安全生產(chǎn)等選定該工件的模具為 落料與首次拉深的復(fù)合模具其余各工序均采用單工序的簡單復(fù)合模按基本工序圖 6 為利用虛擬設(shè)計技術(shù)建立的鉸鏈杯座的沖壓模具總裝圖 2 通過計算確定了零件毛坯形狀及尺寸確定了沖壓加工中拉深的次數(shù)擬出了沖壓加工的工 藝方案并最終確定了模具的結(jié)構(gòu)形式 （以下是模具總裝圖 參考圖） 成型工藝方案設(shè)計 完成該零件需要進行 落料 二次拉深 沖兩錐形孔 切邊翻邊 其工藝路線主要有以上幾種方案： (1)方案一：采用復(fù)合模 +單工序 簡單模 復(fù)合模：落料 —— 首次拉伸 單工序 簡單 模 ：第二次拉伸 單工序 簡單 模： 沖一個方形孔； 單工序 簡單 模： 沖兩錐形孔； 單工序 簡單 模： 沖側(cè)邊四個小孔；單工序簡單模：完成其余工序 （ 2）方案二：采用三套復(fù)合模 第一 套復(fù)合模：落料 —— 首次拉伸 第二套復(fù)合模： 二次拉伸 — 沖兩錐形孔 第三套復(fù)合模： 沖側(cè)邊四個小孔 —— 翻邊 —— 淺拉伸 （ 3）方案三：采用級進模完成整個工序 （ 4）方案四：采用單工序模具逐步完成 單工序模來進行生產(chǎn)的特點是：模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但是要用到兩道工序，需要兩副模具，在成本上是比較高的，而且生產(chǎn)率比較低，在生產(chǎn)中難以保證零件的尺寸精度，一般只適用于生產(chǎn)小批量和精度要求的零件。因而單工序難以滿足該零件生產(chǎn)要求。 復(fù)合模的特點 是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但是復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。復(fù)合模主要用語生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。對于該零件，由于小孔比較接近邊緣，復(fù)合模沖裁零件時受到壁厚的限制，模具結(jié)構(gòu)與強度方面相對難實現(xiàn)和保證。 級進模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復(fù)雜后孔邊距較小的沖壓件，用簡單模后復(fù)合模沖制有困難時，可用級進模逐步?jīng)_出。但是級進模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件 。而根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，選擇級進模是最適合的 [7]。 綜合以上的四個方案，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)以及模具制造難度、成本以及生產(chǎn)特點等， 擬出最佳工藝方 案落料與首次拉深復(fù)合其余按基本工序 1 彈簧鉸鏈（杯座）沖壓模具設(shè)計 目 錄 1 緒論 ??????????????????????? 1 ????????????????????? 1 ???????????????????? 2 ?????????????????????? 2 ?????????????????????? 2 2 工藝方案設(shè)計 ??? ????????????????????? 3 ??????????????????????? 4 3 沖壓模 設(shè)計 ??????????????????? 5 ????????????????????????? 5 ????????????????????????? 6 ????????????????????????? 6 ?????????????? ??????????????? 6 ????????????????????????????? 7 ???????????????????????????? 8 ??????????????????????????? 9 ???????????????????????? 11 模刃口尺寸計算 ??????????????????????? 12 模結(jié)構(gòu)設(shè)計 ????????????????????????? 15 ????????????????????????? 15 ????????????????????????? 17 ????????????????????????? 18 ??????????????????????? 19 ????????????????????????????? 19 ????????????????????????????? 19 ?? ??????????????????????????? 20 2 ??????????????????????????? 20 ??????????????????????????? 21 ??????????????????????????? 23 ????????????????????????? 25 ????????????????????? 25 ?????? ????????????????? 25 第四章 彎曲模設(shè)計 ???????????????????? 27 ???????????????????????????? 27 ??????????????????????? 27 ??????????????????????? 27 ?????????????????????????? 28 ?? ??????????????????? 28 ?????????????????????? 29 ???????????????????? 30 ??????????????????? 34 形彎曲模 ??????????????????????????? 34 ????????????????????????? 35 ??????????????????? ???????? 36 結(jié) 論 ?????????????????????????????? 37 參考文獻 ?????????????????????????????? 38 致 謝 ?????????????????????????????? 39 3 摘要： 沖壓模具是模具工業(yè)的重要組成部分，它是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備。沖壓模具主要包括 沖壓模 具、彎曲模具、拉深模具、多工位級進模、簡單模具等等。 隨著模具工業(yè)的發(fā)展，沖壓技術(shù)在機械、航空、汽車、等行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，是現(xiàn)代 工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向。沖壓工藝具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并正逐步擴大其工藝范圍。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)、增強效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。 本課題的生產(chǎn)實踐性非常強，所以在設(shè)計時要考慮實際生產(chǎn)條件。此論文的主要特點是通過設(shè)計一套模具使其同時滿足兩個零件的加工。首先對零件進行沖裁和彎曲工藝分析，由于零件結(jié)構(gòu)簡單、工藝性較好 ,所以屬于中批量的生產(chǎn)采用單工序模比較好。然后確定工藝方案為落料、彎曲、最后成形，計算沖壓力確定 模具工作部分尺寸及公差來選取模具的結(jié)構(gòu)。最后繪制落料模和彎曲模的裝配圖，并且拆繪一些主要零件圖。本課題的關(guān)鍵是合理選擇模具間隙和在彎曲時考慮彎曲件的回彈，這些因素對零件的質(zhì)量有重要影響。 關(guān)鍵詞： 沖壓模 彎曲模 沖壓模具標準件 工藝分析 沖壓模間隙 4 a in it is of of is in as It is of of as a of In it is by of is so of is to it at of a of to is so to in of is to to of to of of of of of 5 1 緒論 模具是對金屬、塑料、橡膠、玻璃等多種原材料進行成形加工的重要工藝設(shè)備，隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，模具越來越多的用于國民經(jīng)濟的各生產(chǎn)部門，許多新產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)在很大程度上依賴模具制造技術(shù)。模具工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，在國際上稱為“工業(yè)之母”，國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來，中國模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%。沖壓是利用沖模在壓床上對金屬 (或非金屬 )板料施加壓力使其分離或變形，從而得到一定形狀，并且滿足一定使用要求的零件的加工方法。目前沖壓技術(shù)在汽車、等行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，采用沖壓技術(shù)可以提高生產(chǎn)率、質(zhì)量穩(wěn)定、節(jié)約生產(chǎn)成本、增強企業(yè)的市場競爭力。 沖壓加工具有很高的生產(chǎn)率。一般在一臺沖壓設(shè)備上每分鐘可以生產(chǎn)中小工件幾件到幾十件，高速沖床可達幾百件，這是其他任何加工方法都無法實現(xiàn)的。此外，沖壓加工所用坯料是板材或卷料，通常又是在常溫下加工，故易于實現(xiàn)機械化與自動化，可大幅度地提高生產(chǎn)率。 沖壓加工成本低，在大量生產(chǎn)中采用沖壓工藝加工板料工件是最經(jīng)濟的工藝方法。以沖裁為例，一般 沖壓模 的壽命可達幾百萬次，硬質(zhì)合金 沖壓模 的壽命可達幾千萬次至億次；其次，沖壓生產(chǎn)的材料利用率較高，一般可達 70%故可極大地降低沖壓件的生產(chǎn)成本。 在國民經(jīng)濟快速發(fā)展的拉動和國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導下，我國模具行業(yè)發(fā)展很快， 2003 年全國模具總產(chǎn)值已達 450 億元以上。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命等中高檔 模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三位，但設(shè)計制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達國家落后，其差距主要表現(xiàn)在以下幾方面。 （ 1）模具自配率較低，其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足 60%。 （ 2）企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進口結(jié)構(gòu)都不夠合理。 （ 3）模具產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝水平低，模具制造周期長。 6 （ 4）模具標準化水平和模具標準件使用覆蓋率低，開發(fā)能力弱。 （ 5）與國際先進水平相比，模具企業(yè)的管理落后。 我國國民經(jīng)濟長期持續(xù)高速發(fā)展，機械行業(yè)在信 息社會和經(jīng)濟全球化進程中也在不斷發(fā)展，模具行業(yè)發(fā)展趨勢是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟快速方向發(fā)展；向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細化、自動化方向發(fā)展；向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是： （ 1） 廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷改進， 術(shù)的進一步集成化 、一體化、智能化。 （ 2） 品數(shù)據(jù)管理）、 算機輔助工藝設(shè)計管理）、 于知識工程）、 業(yè)資源管理）、 具制 造管理信息系統(tǒng)）及 臺等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用。 （ 3）高速、高精加工技術(shù)、超精加工、復(fù)合加工、先進表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。 （ 4）快速成形與快速制模（ T）技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。 （ 5）熱流道技術(shù)、精密測量及高速掃描技術(shù)、逆向工程及并行工程的發(fā)展與應(yīng)用；模具標準化及模具標準件的發(fā)展及進一步推廣應(yīng)用。 （ 6）優(yōu)質(zhì)模具材料的研制及正確選用；模具自動加工系統(tǒng)的研制與應(yīng)用。 （ 7）虛擬技術(shù)和納米技術(shù)等的逐步應(yīng)用。 題研究的主要內(nèi)容 某零件 為 彈簧鉸鏈（杯座） ，其材料為 度為δ ,其年生產(chǎn)綱領(lǐng)為 8大批量 。本課題研究的主要內(nèi)容如下： （ 1）根據(jù)所提供的零件圖對其進行工藝性分析，從而最終確定工藝方案。 （ 2）計算沖壓力并且選擇壓力機，確定模具工作部分的尺寸和公差，選取模具結(jié)構(gòu)。 （ 3）設(shè)計沖壓模具和彎曲模具裝配圖，并且拆繪主要零件圖。 基于上述任務(wù)設(shè)計一套可降低生產(chǎn)成本的模具。 題研究的主要目標 模具間隙是模具設(shè)計的一個重要因素，所以要對模具間隙進行合理性分析。由于彈簧鉸鏈（杯座） 和鉸扣的形狀相同，本課題通過設(shè)計 一套模具使其同時滿足 彈簧鉸 7 鏈（杯座） 和鉸扣的加工，從而達到提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本的目的。 2 工藝方案設(shè)計 沖壓工藝規(guī)劃了一個沖壓件（產(chǎn)品）用幾道工序（模具）來沖壓完成及每道工序的基本內(nèi)容，對沖裁設(shè)計、制造、調(diào)試影響很大，在縮短模具制造周期、降低模具價格、保證沖壓件質(zhì)量這三大目標中起著重要的作用。 本設(shè)計是關(guān)于 彈簧鉸鏈（杯座） 零件的沖壓工藝分析與模具設(shè)計， 彈簧鉸鏈（杯座） 零件 沖壓工藝設(shè)計的基本要求為： （ 1）材料利用率要高，即原始材料消耗要盡可能少； （ 2）考慮工廠的具體生產(chǎn)條件，制定出的工藝方案要技術(shù)上方便可行，經(jīng)濟上合理； （ 3）工序組合方式和工序排列順序要符合沖壓變形規(guī)律，能保證沖制合格的工件； （ 4）工序數(shù)量盡可能少，生產(chǎn)效率盡可能高； （ 5）制定的工藝規(guī)程，要方便工廠、車間的生產(chǎn)組織與管理。 良好的沖壓工藝能保證材料消耗少、工序次數(shù)少、模具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、壽命長、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等等。從某種意義上講，沖壓工藝的質(zhì)量就決定了模具的質(zhì)量，因此，制定合理的沖壓工藝方案是至關(guān)重要的。由零件圖可知，零件的形狀簡單，便于實現(xiàn)少廢料排樣；在各 直線或曲線的連接處，都采用了圓角過渡；零件的精度和斷面粗糙度等都符合沖裁工藝的要求。 沖裁工藝方案的主要內(nèi)容包括沖壓性質(zhì)、沖壓工序數(shù)、沖壓順序和工序組合方式、模具結(jié)構(gòu)型式、沖模壓力中心和沖裁閉合高度等。 根據(jù)以上對零件的工藝分析，并且考慮到現(xiàn)有設(shè)備的情況。加工本零件需要三道工序；根據(jù)沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和精度要求可知沖裁順序為先落料再彎曲，最后成形；送料方式采用手工操作。 沖壓模 的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，如果按工序的組合分類，可分為單工序模、級進模（連續(xù)?；蛱侥＃?、復(fù)合模等。各種 沖壓模 的構(gòu)成大體相同，主要由工作零件、定位零件、卸料與推料零件、導向零件、聯(lián)接與固定零件等組成。 根據(jù) 彈簧鉸鏈（杯座） 的尺寸精度要求及生產(chǎn)批量，綜合考慮經(jīng)濟效益，本工序 8 組合方式為單工序模，由于單工序模的制造和調(diào)整都比較容易，有時幾副單工序模的制造成本可能會比復(fù)合模（或連續(xù)模）還要低。在多工位壓力機上使用多個單工序模，不但可以獲得與連續(xù)模相同的生產(chǎn)率，而且沖壓過程中還可以隨意改變毛坯的沖壓方向，單工序模的主要特點：沖壓精度一般較低；對原材料的要求不高；比較容易實現(xiàn)操作機械化自動化；結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，價格低 ；生產(chǎn)通用性好，而且適合于中批量生產(chǎn)。 3 沖壓模 設(shè)計 坯尺寸計算 板料彎曲時，中性層長度是不變的，因此根據(jù)變形前后中性層長度不變的原則來確定彎曲件毛坯展開的長度和尺寸。彎曲件分為直邊和彎曲兩部分，以其中性層長度之和可求得彎曲件展開長度，但彎曲部分的中性層要考慮位移。 彎曲件展開長度： L? ? ? ?當 ? ≤ 180°時 ? ?180wL r ???當 180°﹤ ? ≤ 360°時 ? ?2360wL d x t ???? ?式中：彎曲件直邊部分長度； 彎曲部分中性層長度； x ─ 中性層位移系數(shù)（見表 3 根據(jù)王芳主編《冷沖壓模具設(shè)計設(shè)計指導》表 3圖 3彈簧鉸鏈（杯座） 彎曲展 開長度： 9 ? ?? ? ? ?2694 2 . 1 5 4 0 . 0 2 6 2 0 . 4 13607 3 4 42 0 . 3 8 1180L ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ??=103 ㎜ 表 3性層的位移系數(shù) x 值 裁工藝分析 沖裁件的工藝性，是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性。一般情況下，對一沖裁件工藝性影響最大的是制件的結(jié)構(gòu)形狀、精度要求、形位公差及技術(shù)要求等。良好的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單等。通常對沖裁件的工藝性影響最大的是幾何形狀尺寸和精度要求。 由彎曲 件展開圖 3裁件的形狀簡單、對稱沒有復(fù)雜的曲線，沖裁件的內(nèi)、外轉(zhuǎn)角處要用圓角過渡。而且本沖裁件沒有凸出懸臂、凹槽和孔等。一般沖裁件的經(jīng)濟精度不高于 ，最高可達 ，沖孔比落料的精度約高 1 級。本沖裁件的經(jīng)濟精度為 因此采用單工序、后側(cè)導柱導向式 沖壓模 進行加工，以方便工人操作，并且保證制件尺寸精度。 樣 沖裁件在板料、條料或帶料上的布置方式，稱為排樣。排樣是 沖壓模 設(shè)計中的一 10 項極其重要的工作。其目的在于減少材料的耗損，降低零件成本 ，提高生產(chǎn)率，延長模具壽命。 1. 材料的利用率 材料利用率主要取決于排樣，是衡量排樣方案合理性的技術(shù)經(jīng)濟指標。排樣的目的是為了在保證 制件質(zhì)量的前提下，合理利用原材料。 根據(jù)牟林、胡建華主編《沖壓工藝與模具設(shè)計》中（ 和（ 一個進距的材料利用率η的計算如下： η =100% 式中： A —— 沖裁件面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料），（ n —— 一個進距內(nèi)沖裁件數(shù)目； b —— 條料寬度，（ h —— 進距 ,（ 一張板料上總的材料利用率η 總 的計算如下： η 總 =（ 100% 式中 n 總 —— 一張板料上沖裁件總數(shù)目； L —— 板料長，（ B —— 板料寬，（ 根據(jù)材料的利用情況，排樣可分為有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣三種。有廢料排樣為沿工件的全部 外形沖裁，工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間都有工藝余料（搭邊）存在，沖裁后搭邊成為廢料；少廢料排樣為沿部分外形輪廓切斷或沖裁，只在工件之間或工件與條料側(cè)邊之間有搭邊存在；無廢料排樣 為工件與工件之間、工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得工件。 11 邊 在條料上沖裁時，工件之間以及工件和條料側(cè)邊之間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是：補償送料誤差，以保證沖出合格工件；保持條料剛度利于送料，避免廢料絲進入模具間隙損壞模具。搭邊值要合理確定，從節(jié)省材料出發(fā)搭邊值越小越好，但搭邊值小于一定數(shù)值后，對模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。為了使作用在毛坯側(cè)表面上的應(yīng)力沿被沖壓件周長軍均勻分布，必須使搭邊的最小寬度大于塑變區(qū)的寬度，而塑變區(qū)寬度與材料性質(zhì)和厚度有 關(guān)，一般約等于 邊的最小寬度的最大值約等于毛坯的厚度。若搭邊值小于材料厚度，在沖裁中還可能被拉入模具間隙中，使零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。搭邊值大小與下列因素有關(guān)。 （ 1） 材料的力學性能：硬材料的搭邊值可小一些，軟材料、脆材料的搭邊值要大一些； （ 2） 零件的形狀與尺寸：零件尺寸大或有尖角和突出等復(fù)雜形狀時，搭邊值應(yīng)大一些； （ 3） 材料厚度：厚度大的材料搭邊值取大一些； （ 4） 送料及擋料方式：手工送料時，有側(cè)壓板導向的搭邊值可以小一些。 根據(jù)牟林、胡建華主編《沖壓工藝與模具設(shè)計》表 3a和 a = 2.5 2 裁件面積：通過 =料寬度： b =103+2a =103+2× 08進距 ： h=25+1a=25+2=27個進距的材料利用率： 1 7 2 4 . 2 4 11 0 0 % 1 0 0 % 5 9 . 2 %1 0 8 2 7??? ? ? ? ? 沖裁間隙是指沖裁凸模和凹模刃口之間的尺寸之差。單邊用間隙用 邊用 圓形 沖 壓模 雙邊間隙為 Z=D 凹 式中 D 凹 —— 沖壓模 凹模直徑尺寸（ D 凸 —— 沖壓模 凸模直徑尺寸（ 沖裁間隙是沖裁過程中一個重要的工藝參數(shù)，間隙的選取是否合理直接影響到?jīng)_裁件質(zhì)量、沖裁力、沖模的使用壽命和卸料力等。因此設(shè)計模具時一定要選擇一個合 12 理的間隙，考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損，生產(chǎn)中通常是選擇一個合適的范圍作為合理的間隙，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙 最大值稱為最大合理間隙 由于模具在使用過程中會逐步磨損，設(shè)計和制造新模具時應(yīng) 采用最小合理間隙。 1、沖裁間隙的選取 沖裁間隙的大小主要與材料的性質(zhì)及厚度有關(guān)，材料越硬，厚度越大，則間隙值應(yīng)越大。選取間隙值時應(yīng)結(jié)合沖裁件的具體要求和實際的生產(chǎn)條件來考慮。其總的原則應(yīng)該是在保證滿足沖裁件剪斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具壽命最長。確定凸、凹模合理間隙有理論去頂法和查表確定法，在設(shè)計時一般采取查表法確定，在沖模制造時，也可按材料厚度的百分比估算。查表 3據(jù)牟林、胡建華主編《沖壓工藝與模具設(shè)計》表 3得間隙值為 表 3沖壓模 刃口始用間隙 材料名稱 08F、 10、 35、 09235、 234 40、 50 厚度t 初始間隙 Z 了使模具能在較長時間內(nèi)沖制出合格的零件，提高模具的利用率， 一般設(shè)計模具時取 沖裁力是設(shè)計模具、選擇壓力機的重要參數(shù)。計算沖裁力的目的是為了合理地選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計模具。選用沖壓設(shè)備的標準壓力必須大于所計算的沖裁力，所設(shè)計 13 的模具必須能傳遞和承受所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。沖裁力計算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計算。 1、沖裁力計算 沖裁力是凸模與凹模相對運動使工件與板料分離所需要的力，它與材料性質(zhì)、厚度、沖裁件周長、模具間隙大小及刃口鋒利程度有關(guān)。 根據(jù)牟林、胡建華主編《沖壓工藝與模具設(shè)計》第 49頁 一般平刃口模 具沖裁時，其沖裁力 F 可按下式計算： F=K· L· t·τ b 式中： F —— 沖裁力 , N； L —— 沖裁件的周長 , t —— 板料厚度， τ b—— 材料的抗剪強度 , K —— 系數(shù)?？紤]到凸模、凹模間隙波動，材料力學性能變化及材料厚度偏差等因素而增加的安全系數(shù)，常取 K= 有時也可用材料的抗拉強度進行計算： F=L· t·b?式中：b?—— 為材料的抗拉強度， 沖裁高強度材料或厚度大，周邊長的工件時，需要很大的沖裁力。當工廠設(shè)備的噸位不能適應(yīng)時，為不影響生產(chǎn)，可采取一定的措施降低沖裁力，常用的方法有階梯沖裁、斜刃沖裁和加熱沖裁等。 沖裁力： 沖裁件周長（用 繪） L=料厚度 t =1 材料抗剪強度τ =345數(shù) K==K· L· t·τ = 1× 345=115982N 2、卸料力、推件力和頂件力計算 由于沖裁時材料的彈性變形及摩擦，在一般沖裁條件下，沖裁后材料將發(fā)生彈性恢復(fù)，使落料或廢料梗塞在凹模內(nèi)，而板料則緊箍在凸模上，為了使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將箍在凸模上的板料卸下，將卡在凹模內(nèi)的工件或廢料向下推出或向上頂出。將緊箍在凸模上料卸下所需的力稱為卸料力，將卡在凹模中的料推出所需的力叫推件 14 力；將卡在凹模中的料逆著沖裁力方向頂出所需的力叫頂件力。 根據(jù)牟林、胡建華主編《沖壓工藝與模具設(shè)計》第 50頁 卸料力、推件力和頂出力通常采用經(jīng) 驗公式進行計算， 卸料力 ： F 卸 =K 卸 · F 落 推件力： F 推 =n· K 推 · F 孔 頂件力： F 頂 =K 頂 · F 落 式中： K 卸 、 K 推 、 K 頂 —— 分別為卸料力、推件力系數(shù) ,其值見表 3 n—— 同時卡在凹模內(nèi)的零件數(shù)； h—— 凹模直壁洞口的高度。 表 3- 3 推件力、頂件力、卸料力系數(shù) 料厚 /（ K 推 K 頂 K 卸 鋼 ≤ 料力： F 卸 =K 卸 · F 落 =115982 =件力： F 推 =n· K 推 · F 孔 =5× 115982 = n=h／ t=51 5 個） F 總 = F＋ F 卸 ＋ F 推 =沖模對工件施加的沖壓力合力的中心稱為模具的沖壓壓力中心。要使沖壓模具正常工作，模具的壓力中心必須通過模柄曲線和壓力機的滑塊中心線重合。否則，沖裁過程中壓力 機滑塊和沖模將會承受偏心載荷，使滑塊導軌和沖模導向部分產(chǎn)生不正常磨損，合理間隙得不到保證，刃口迅速變鈍，從而降低沖件質(zhì)量和模具壽命甚至損壞模具發(fā)生沖壓事故。因此，設(shè)計沖模時，應(yīng)正確計算出沖裁時的壓力中心，并使壓力中心與模柄軸心線重合，對于制件外形尺寸大、形狀復(fù)雜，多凸模的 沖壓模 和連續(xù)模，正確確定其壓力中心就顯得更為重要。若因沖件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應(yīng)注意盡量使壓力中心的偏離不超出所選壓力機模柄孔投影面積的范圍。壓力中心的確定有解析法、圖解法和實驗法。 由于本零件 形狀簡單，且對稱，其壓力中心即位于沖件輪廓圖形的幾何中心。畫 15 出所示制件，選定坐標系 圖 3示。沖裁件以 X 軸對稱，所以 0， 3力中心圖 模刃口尺寸計算 沖壓模 凸、凹模刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素。凸、凹模的合理間隙值也要靠刃口尺寸及其公差保證。因此，正確確定沖裁凸模和凹模刃口的尺寸及公差，是沖模設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。 1、凸、凹模刃口尺寸計算的原則 由沖裁過程和生產(chǎn)實踐可知：落料件的光面是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，而孔的光 面是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，落料件的大端尺寸等于或接近于凹模刃口尺寸，沖孔件的小端尺寸等于或接近于凸模刃口尺寸。計算凸模和凹模尺寸時應(yīng)遵循下述原則： （ 1）落料時，應(yīng)先確定凹模刃口尺寸。凹模刃口的基本尺寸取接近或等于零件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損在一定范圍內(nèi)也能沖出合格的零件。凸模刃口的基本尺寸則按凹模刃口基本尺寸減小一個最小間隙值。 （ 2）沖孔時，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸，以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)也可使用。而凹模的基本尺寸則按凸模刃口的基本尺寸加上一個最小間 隙值。 （ 3）凸模和凹模刃口的制造公差，主要取決于沖裁件的精度和形狀。一般模具的制造精度比沖裁件的精度至少高 1～ 2 級。若制件沒有標注公差，則對于非圓形件按國家標準非配合尺寸的 精度來處理，圓形件一般可按 精度來處理。 2、凸、凹模刃口尺寸計算的方法 凸、凹模刃口尺寸的計算與加工方法有關(guān)，基本上可分為兩類。 16 （ 1） 凸模與凹模分開加工 這種方法適用于圓形或簡單形狀的工件。采用凸模與凹模分開加工這種方法，要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差。同時，為了保證一定的間隙，模具的制造公差必須滿足下列條件： δ p +δ d ≤ δ p= δ d= 式中 :δ p—— 凸模的制造公差； δ d—— 凹模的制造公差； 最大合理間隙； 最小合理間隙。 根據(jù) 牟林、胡建華主編《沖壓工藝與模具設(shè)計》表 3凸模與凹模分開加工工作部分尺寸和公差計算公式如表 3 3模與凹模分開加工工作部分尺寸和公差計算公式 根據(jù) 牟林、胡建華主編《沖壓工藝與模具設(shè)計》表 3 如表 3 3 工序性質(zhì) 制件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 后求出 ? p??先求出 D -? ? ) d??0沖孔 先求出 d+? ? )0p??后求出 ? +d??0 17 （ 2） 凸模與凹模配作加工 凸、凹模配作加工是指先按圖樣設(shè)計尺寸加工好凸?；虬寄Ｖ械囊患鳛闃藴始ㄒ话懵淞蠒r以凹模為基準件，沖孔時以凸模為基準件），然后根據(jù)基準件的實際尺寸按間隙要求配作另一件。這種加工方法的特點是模具的間隙由配作保證，工藝比較簡單，不需要公式 p? + d? ? 進行校核，并且還可以放大基準件的制造公差（一般可去 沖裁件公差的 41 ），使制造容易，因此是目前一般工廠常常采用的方法。用配合加工法制造模具常用于復(fù)雜形狀及薄料的沖裁件，圖樣上只需標注基準件的尺寸及其公差，配作件僅注基本尺寸，并注明與基準件配作及應(yīng)保證的間隙值。 配作加工凸模和凹模的尺寸計算，落料件按凹模磨損后尺寸變大、變小、不變的規(guī)律分為三種，如圖 3示；沖孔件按凸模磨損后尺寸變大、變小、不變的規(guī)律也分為三種如圖 3示。具體計算公式見表 3 圖 3料件與凹模尺寸 a)落料件 b)凹模 材料厚度 t/圓形 ? 值 圓形 ? 值 1 件公差Δ / ＜ ～ 2 ＜ ～ 4 ＜ 4 ＜ 18 圖 3孔 件和凸模尺寸 a)沖孔件 b)凸模 表 3模與凹模配作加工工作部分尺寸和公差計算公式 工序 性質(zhì) 制件 尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 按凹模尺寸配制，其雙面間隙為 d=(? ) d??0B??0B+? ? )0p??C C??0C+) 2d?? ) 2d?? C ?? 2d?? 沖孔 A??0A+? ? )0p??按凸模尺寸配制。其雙面間隙為 0?? ? ) p??0C C??0C+) 2p?? ) 2p?? C ?? 2p?? 注： 凹模刃口尺寸， 凸模刃口尺寸， A、 B、C― 制件基本尺寸， ? d 、 ? p― 凹模、凸模制造公差，取值為 4? ； ? ― 制件公差， ? ′― 制件偏差，對稱偏差是 ? ′ = ?21， ? ― 因數(shù)； 料、沖孔模刃口最小、最大合理間隙。 由于 彈簧鉸鏈（杯座） 落料形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸計算具體見表 3凹模為基準件，因凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此屬于 表 3、凹模加工部分尺寸和公差 原尺寸 處理后的尺寸 凸、凹的制造 凹模輪廓尺寸 凸模輪廓尺 19 公差 ? ｌ 及公差 ? 寸 l′ 及公差? 15 5 5 03 模結(jié)構(gòu) 設(shè)計 模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模又稱沖頭，是沖模的關(guān)鍵零件之一，凸模本身按其作用又可分為工作部分（即刃口）和固定部分。 1、 凸模的結(jié)構(gòu)形式及固定 凸模的結(jié)構(gòu)形式主要取決于沖件的形狀和尺寸、沖模結(jié)構(gòu)、加工以及裝配工 藝等實際條件，所以實際生產(chǎn)中使用的凸模種類很多。按照凸模的截面形狀可分為圓形凸模和非圓形凸模；按照凸模刃口形狀可分為平刃口凸模和斜刃凸模；根據(jù)凸模結(jié)構(gòu)形式可分為整體式、鑲拼式、階梯式、直通式和帶護套式凸模等。 凸模的固定有臺套固定、鉚接、螺釘和銷釘固定、黏結(jié)劑澆注法固定等形式。 2、 凸模 長度計算 凸模長度的確定主要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、修磨、操作安全、裝配等因素的需要。 凸模長度過短則凸模不能插入凹模刃口內(nèi)對板料進行沖切，但若凸模過長又降低其工作時的穩(wěn)定性，如果選用沖裁標準典型組合，可取標準長度，其他情況應(yīng)該進行計算。 根據(jù)徐政坤主編《沖壓模具設(shè)計與制造》式（ 3凸模長度： L=h1+h2+h4+h 式中： 凸模固定板厚度， 固定卸料板厚度 , 卸料彈性元件被預(yù)壓后的厚度， h— 附加長度，它包括凸模的修磨量、凸模進 入凹模的深度 1模固定板與卸料板之間的安全距離等一般取 10～ 20 凸模長度： 66mm 4h=10=16+16+24+10=66、凸模材料及其其他要求 模具刃口要有較高的耐磨性，并且能承受沖裁時的沖擊力，所以應(yīng)有較高的 20 硬度與適當?shù)捻g性。形狀簡單的凸模常選用 710狀復(fù)雜，淬火 變形大，特別是用線切割方法時，應(yīng)選用合金工具鋼（如 9 造。其熱處理 硬度為 58～ 62設(shè)計的凸模材料 凸模工作部分的表面粗糙度 定部分 4、凸模固定板與墊板 凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸除應(yīng)保證凸模安裝孔外， 還要考慮螺釘與銷釘孔的設(shè)置。其型式有圓形和矩形兩種。厚度一般取凹模厚度 的 故固定板厚度： 19= 16據(jù)郝海濱編著《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》表 定板 160× 100× 16， B/板的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓 力，保護模座以免凸模端面壓陷。沖裁凸模是否加墊板，應(yīng)根據(jù)模座承壓的大小 進行判斷 根據(jù)王芳主編《冷沖壓模具設(shè)計指導》式 2模支承端面對模座的單 位壓力（ p=F－ 沖裁力（ N）； A－ 凸模支承端面積（ 。 如果凸模支承端面的單位壓力 p? ]，則 需加經(jīng) 淬磨平的墊板；反之則不加。墊板厚度一般取 4～ 12 根據(jù)郝海濱編著《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》表 板 160× 100× 8， B/ 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、凹模的結(jié)構(gòu)形式與固定 凹模的結(jié)構(gòu)形式比較多，按外形可分為標準圓凹模和板狀凹模，按結(jié)構(gòu)分為 整體式和鑲拼式，按刃口形式也有平口和斜口。 凹模多采用機械法固定，有螺釘將其緊固在下模座上，并且用兩個圓柱銷定 位，或用凹模的長寬尺寸與下模座呈過渡配合的止口代替兩圓柱定位。 2、模刃口的結(jié)構(gòu)形式 本設(shè)計的 凹模刃口的結(jié)構(gòu)形式，如圖 3示。其主要特點是：刃口強度較 21 好，刃口尺寸不隨修磨刃口而增大；易積沖裁件或廢料，孔壁磨損和壓力較大， 修磨時刃口磨去的尺寸較多。應(yīng)用范圍：向上（下）頂出零件或廢料的模具；形狀復(fù)雜或精度較高的零件；直徑 d＜ 5 圖 3、 凹模外形尺寸的確定 凹模外形應(yīng)保證有足夠的強度與剛度，沖裁時，凹模要承受一定的沖裁力和 側(cè)向擠壓力。隨著凹模結(jié)構(gòu)形式、固定方法的不同，受力情況比較復(fù)雜，凹模外形還 不能僅用理論計算的方法來確定。在設(shè)計模具時，凹模外形尺寸一般是根據(jù)被沖材 料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸，按經(jīng)驗公式來確定。 根據(jù)根據(jù)王芳主編《冷沖壓模具設(shè)計指導》式 2模厚度： H= 15凹模壁厚： C=(2)H(≥ 30式中： b－ 沖裁件的最大外形尺寸； K－ 系數(shù)，考慮板料厚度的影響。可查表 3 3數(shù) 查表 3= b=103模厚度： H=103=19凹模壁厚： C=（ 2） H=3022 沖模的 閉合高度是指滑塊在下死點即模具在最低工作位置時，上模座上平面與下模座下平面之間的距離 H 。沖模的閉合高度必須與壓力機的裝模高度相適應(yīng)。壓力機的裝模高度是指滑塊在下死點位置時，滑塊下端面至墊板上平面的距離。當連桿調(diào)至最短時為壓力機的最大裝模高度 桿調(diào)至最長上時為最小裝模高度 沖模的閉合高度 H 應(yīng)介于壓力機的最大裝模高度 最小裝模高度 間，其關(guān)系為： 5H≥ 10果沖模的閉合高度大于壓力機最大裝模高度時，沖模不能在該壓力機上使用。反 之，小于壓力機最小裝模高度時，可加經(jīng)過磨平的墊板。沖模的其他外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須和壓力機相適應(yīng)，如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機墊板、滑塊底面尺寸，模柄與模柄孔尺寸，下模緩沖器平面尺寸與壓力機墊板孔尺寸等都必須相適應(yīng)，以便模具能正確安裝和正常使用。 架 模架包括上模座、下模座、導柱和導套。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上。為了縮短模具制造周期，降低成本，我國已制定出模架標準，并且有商品出售。根據(jù)模架導向用的導柱和導套的配合性質(zhì)分為滑動導向模架和滾動導向模架兩大類。每 類模架中，由于導柱安裝位置和數(shù)量不同，又各具有多種模架類型。 選擇模架結(jié)構(gòu)時要根據(jù)工件的受力變形特點，坯件定位、出件方式，材料送進方向，導柱受力狀態(tài)，操作是否方便等方面進行綜合考慮。選擇模架尺寸時要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長度上及寬度上都應(yīng)比凹模大 30～ 40板厚度一般等于凹模厚度的 1～ 。選擇模架時還要注意到模架與壓力機的安裝關(guān)系。 本設(shè)計采用后側(cè)導柱式模架，如圖 3示。其主要特點： 后側(cè)導柱送料方便，可以縱向和橫向送料。但是沖壓時如果有偏心載荷，則導柱、導套會單邊磨損。它不能 用于模柄與上模座浮動連接的模具。 23 圖 3模架 1－ 上模座； 2－ 下模座； 3－ 導柱； 4－ 導套 座 模座分為上模座和下模座，它們是沖模全部零件安裝的基體，有承受和傳遞沖裁力，因此它要具有足夠的強度、剛度和足夠大的外形尺寸。上模座通過模柄安裝在沖床滑塊上，下模座用壓板和螺栓固定在工作臺上。模座的前側(cè)面須進行機械加工，以便在此面打上模具的標記。上模板導套孔的外側(cè)面要加工一條淺窄槽，便于沖模工作時對導套潤滑。 后側(cè)導柱上模座：材料 模座 160× 100× 40 側(cè)導柱下模座：材料 模座 160× 100× 50 模柄 中小型模具一般均通過模柄將模具固定在壓力機滑塊上的。對于大型模具則可用螺釘、壓板直接將上模座固定在滑塊上。常用模柄有：旋入式模柄、壓入式模柄、凸緣模柄、槽型模柄、通用模柄、浮動模柄、推入式活動模柄。在設(shè)計沖模時，除按模具結(jié)構(gòu)特點選用不同模柄外，必須要根據(jù)選定的壓力機確定模柄的安裝直徑和高度。模柄安裝直徑 應(yīng)與滑塊模柄孔尺寸相適應(yīng)。模柄直徑可取與模柄孔相等，采用 間隙配合 柄長度應(yīng)小于模柄孔深度 510柄支撐面應(yīng)垂直于軸線。壓入式模柄配合面的表面粗糙度 達到 柄壓入上模座后，應(yīng)將底面磨平。 本設(shè)計采用壓入式模柄（如圖 3示），它與模座孔采用過渡配合 H7/且加銷釘防轉(zhuǎn)。這種模柄可較好保證軸線與上模座的垂直度。試用于各種中、小型沖模，生產(chǎn)中最常用。 料 柄 95 導向裝置 導向裝置可提高模具精度、壽命以及工件的質(zhì)量，而且還能節(jié)省 調(diào)試模具的時間。大批量生產(chǎn)的沖壓模具中廣泛采用了導向裝置。 導柱、導套都是圓柱形，加工方便，容易裝配，是木匠行業(yè)應(yīng)用最廣泛的導向裝 24 置。可在上、下模座上分別設(shè)置兩對或四對導柱、導套對凸、凹模進行導向。后置導柱的兩導柱直徑相同，中間配置和對角配置的導柱，兩導柱的導向直徑不相等，可避免合模時上模誤裝方向而磨損凸、凹模刃口。 在選用時應(yīng)注意在沖裁過程中導柱最好不要脫離導套的導向孔，導柱的長度應(yīng)保證模具閉合后，導柱上端面與上模座頂面的距離不小于 1015下模座與導柱底面的距離應(yīng)為 1柱與導套之間的配合根據(jù) 沖壓模 的間隙大小選用。當沖裁板厚在 下的間隙模具時，選用 H6/ 級精度模架。當沖裁板厚為 4用 H7/ 級精度模架。 導套壓入上模板中的長度 H 值要比上模板厚度 H 上模板 小 25此保證潤滑油注入導套之導向孔內(nèi)。導套上端直徑為 d＋ 1,長度為 H＋ 2，這樣就可避免導套外徑入上模板時引起內(nèi)孔微縮而影響導柱在此部位自如地滑動。一般導柱安裝在下模座 ,導套安裝在上模座 ,分別采用過盈配合。高速沖裁、精密沖裁或硬質(zhì)合金 沖壓模 具，要求采用滾珠導向裝置。 料 20#，導套 90× 38 型導柱：材料 20#，導柱 120 卸料裝置 1、卸料板 卸料板的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時也可作壓料板用以防止材料變形，并且能幫助送料導向和保護凸模等。設(shè)計時應(yīng)注意以下幾方面。 （ 1）卸料力一般取 5%～ 20%沖裁力。 （ 2）卸料板應(yīng)有足夠的剛度、其厚度 H=（ 中： H－ 卸料板厚度， 凹板厚度， 卸料板厚度： H=（ × 19≈ 16 3）卸料板要求耐磨，材料一般選 45鋼，淬火，磨削，粗糙度 （ 4）卸料板安裝尺寸，計算中要求考慮凸模有 4～ 6 （ 5）卸料板可根據(jù)工件形狀制作成圓形或矩形，型孔與凸模的配合為 H7/8/ 2、卸料板的結(jié)構(gòu) 卸料結(jié)構(gòu)是用于將條料、廢料從凸模上卸下的裝置，分固定卸料板、彈性卸料板兩種。 25 固定卸料板，又稱剛性卸料板，用于厚料或硬材。特點是卸料力大，使用安全，但送料操作受 約束，常用于料厚大于 面度要求不高的工件，特別適用于卸料力較大的簡單沖模。使用條料時固定卸料板可兼作送料導向，在連續(xù)模中也可用作凸模導向。 彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄料，使工件的平面度提高。借助彈簧、橡膠或氣墊等彈性裝置卸料，常兼作壓邊、壓料裝置或凸模導向。