喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，CAD圖紙均為可自行編輯，有疑問咨詢QQ:1304139763 ===============================

喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，CAD圖紙均為可自行編輯，有疑問咨詢QQ:1304139763 ===============================

滁州職業(yè)技術學院汽車工程系 畢業(yè)設計 題目 托板沖壓模具設計 專業(yè) 班級 學號 指導教師 完成日期 目 錄 1 前言 ............................................................................................................................................................- 1 - 1.1 冷沖壓加工的概述 .............................................................................................- 1 - 1.2 冷沖壓加工的特點 .............................................................................................- 1 - 1.3 冷沖壓加工的應用 .............................................................................................- 2 - 2 工件的沖壓工藝分析 ..........................................................................................................................- 2 - 2.1 課程設計的目的 ................................................................................................- 2 - 2.2 設計課題 ............................................................................................................- 3 - 2.3 零件名稱及要求 ................................................................................................- 3 - 2.4 工藝方案分析及確定 .........................................................................................- 4 - 3 模具總體設計 .........................................................................................................................................- 5 - 3.1 模具類型選擇 ....................................................................................................- 5 - 3.2 操作方式 ............................................................................................................- 5 - 3.3 卸料方式 ............................................................................................................- 5 - 3.4 出件方式 ............................................................................................................- 6 - 3.5 確定送料方式 ....................................................................................................- 6 - 3.6 確定導向方式 ....................................................................................................- 6 - 4 模具總體設計 .........................................................................................................................................- 7 - 4.1 零件加工排樣圖的確定 .....................................................................................- 7 - 4.2 計算條料寬度 ....................................................................................................- 7 - 4.3 確定步距 ............................................................................................................- 9 - 4.4 材料利用率 ........................................................................................................- 9 - 4.5 搭邊 ..................................................................................................................- 10 - 5 模具設計沖裁工藝力計算 .............................................................................................................- 11 - 5.1 沖裁力的計算 ..................................................................................................- 11 - 5.2 壓力中心的計算 ..............................................................................................- 14 - 5.3 模具刃口尺寸的計算 .......................................................................................- 15 - 5.4 沖模閉合高度 ..................................................................................................- 18 - 6 沖模主要零部件設計 .......................................................................................................................- 18 - 6.1 凸模的結構形式和固定方式 ...........................................................................- 18 - 6.2 凹模的結構形式和固定方法 ...........................................................................- 20 - 6.3 模具的其他零件 ..............................................................................................- 23 - 6.4 沖壓設備的選擇 ..............................................................................................- 27 - 壓力機的校核 .....................................................................................................................................- 27 - 總結 .............................................................................................................................................................- 29 - 參考文獻 ....................................................................................................................................................- 30 - - 1 - 摘要 本論文應用所學專業(yè)理論課程和生產實際知識進行了冷沖壓模具設計工作 的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設 計等課程所學的內容。通過本次設計，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟，掌 握冷沖壓模具設計的基本技能，懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝 方案，了解了模具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了相應工程 設計規(guī)范和標準，同時對相關的課程進行了全面的復習，使獨立思考能力有了 提高。本設計采用落料沖孔復合模，模具設計制造簡便易行。落料沖裁效果好， 能極大地提高生產效率。本設計主要工序包括：沖孔和落料。本設計分別論述 了產品工藝分析，沖壓方案的確定，工藝計算，模板及主要零件設計，模具裝 配等問題。本設計的內容是確定復合模內型和結構形式以及工藝性，繪制模具 總圖和非標準件零件圖。 關鍵詞：托板；沖孔落料；復合模設計 - 1 - Abstract The major theoretical courses and practical knowledge of the practical training of cold stamping die design work, in order to cultivate and improve the students ability to work independently, consolidated and expanded the study of cold stamping die design course. Through this design, master the methods and steps of cold stamping die design, master the basic skills of cold stamping die design, know how parts of the process analysis, how to determine the process, understand the basic structure of the mold, improve the computational ability, drawing ability, familiar with the design specification and corresponding engineering standards, at the same time related courses conducted a comprehensive review, the independent thinking ability has been improved. The design of the blanking and punching compound die, die design and manufacture of simple. Blanking effect is good, can greatly improve production efficiency. The main procedure of this design include: punching and blanking. Respectively on the design of the product process analysis, to determine the stamping scheme, process calculation, the template and the main parts design, mold assembly and other issues. The design of the content is to determine the type and structure of the composite mold and technology, draw up the mold assembly drawing and non Key words：Junction plate; piercing and blanking; die design - 1 - 1 前言 1.1 冷沖壓加工的概述 隨著汽車和家用電器等行業(yè)的飛速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達國家，對發(fā)展冷沖壓 生產給予了高度的重視。人們日常生活中用的金屬制品，沖壓件所占的比例更 大，隨處都可看到冷沖壓制品。在汽車、拖拉機、電機、電器、儀表、玩具以 及日常生活用品的生產方面，都占有十分重要的地位。 冷沖壓是塑性加工的基本方法之一，它是利用安裝在壓力機上的模具，在 室溫下對材料施加壓力使其產生變形或分離，從而獲得具有一定形狀、尺寸和 精度的制件的一種壓力加工方法。在機械制件中屬于一種高效率的加工方式。 對于冷沖壓加工來說，冷沖模是沖壓加工中重要的工藝裝備。冷沖模技術 的先進程度，幾乎決定了沖壓工藝的先進程度。 冷沖模具的結構組成有時可能很復雜而且加工難度很大，模具往往很昂貴， 但利用模具生產的操作卻很簡單、容易，單件制件生產周期很短，所以制件的 成本可以很低。 1.2 冷沖壓加工的特點 （1）冷沖壓加工生產效率極高，沒有其他任何一種機械加工方法能與之相 比。例如，汽車覆蓋件這樣大型沖壓件的生產效率，可達每分鐘數件；高速沖 壓小型制件，每分鐘可達上千件。這是人們對沖壓工藝最青睞的一點，所以冷 沖壓工藝往往是考慮加工方法的首選。 （2）用冷沖加工方法能沖出其它加工方法難以加工或無法加工形狀復雜的 零件。例如，從儀器表小型零件到汽車覆蓋件、縱梁等大型零件，均有沖壓加 工完成。 （3）冷沖壓件質量穩(wěn)定，尺寸精度高。由于沖壓加工是靠模具成型，模具 制造精度高、使用壽命長，故沖壓件質量穩(wěn)定，互換性好。尺寸精度一般可達 到 IT10IT14 級，最高可達到 IT6 級，有的制件不需要再機械加工，便可滿足 裝配和使用要求。 （4）冷沖壓制件的材料利用率較高，一般在 70%85%。因此沖壓加工能 實現少廢料，甚至無廢料生產。在某些情況下，邊角也可充分利用。 - 2 - （5）冷沖壓生產的操作簡單，便于組織生產，易于實現機械化與自動化的 生產。對操作者的技術素質要求不高，新工人經短期培訓便能上崗操作。 （6）冷沖壓的缺點是模具制造周期長、成本較高故不適于單件小批量生產。 另外，冷沖壓生產多采用機械壓力機，由于滑塊往復運動快，手工操作時，勞 動強度較大，易發(fā)生事故，故必須特別重視安全生產、安全管理以及采取必要 的安全技術措施。 (7)沖壓件具有重量輕、強度高、剛性好和表面粗糙度小等特點。 (8)冷沖模設計需要很強的想象力和創(chuàng)造力，對于模具的設計者和制造者無 論是在理論、經驗、創(chuàng)造力方面都有很高的要求。 1.3 冷沖壓加工的應用 在冷沖模設計理論和方法中，到目前為止，大都用經典理論加修正系數的 方法（如彎曲力的計算、拉深件的應力分析及起皺分析） 。而且對于冷沖模工作 零件的尺寸設計（除工作尺寸外） ，某些冷沖壓工藝如形狀復雜的拉深、成形， 其工藝計算往往采用經驗的方法。這些方法對于形狀簡單的制件還是適用。但 是，對形狀復雜的制件無能為力，然而隨著信息技術迅速發(fā)展。CAD/CAM/CAE 技術在冷沖模設計事例和方法中逐漸得到應用。以往的某些難以解決的問題得 到了有效的解決。因此，冷沖模設計理論和方法正從傳統(tǒng)方法向分析方法過渡。 對于冷沖壓工藝來說，這無疑是如虎添翼，可大大促進冷沖模技術的發(fā)展。 2 工件的沖壓工藝分析 2.1 課程設計的目的 隨著科學技術的發(fā)展需要，模具已成為現代化不可缺少的工藝裝備，模具 設計是模具專業(yè)一個最重要的教學環(huán)節(jié),是一門實踐性很強的學科，是我們對所 學知識的綜合運用，通過對專業(yè)知識的綜合運用，使學生對模具從設計到制造 的過程有了一個基本的了解和認識，為以后的工作及進一步學習深造打下了堅 實的基礎。 - 3 - 課程設計的主要目的有兩個：一是讓學生掌握查閱查資料手冊的能力，能 夠熟練的運用工程軟件進行模具設計。二是掌握模具設計方法和步驟,了解模具 的加工工藝過程。 本文是托板落料、沖孔復合模設計說明書，結合模具的設計，廣泛聽取各 位人士的意見，經過多次修改和驗證編制而成。為了達到設計的規(guī)范化，標準 化和合理性，本人通過查閱多方面的資料文獻，力求內容簡單扼要，文字順通， 層次分明，論述充分。文中附有必要的插圖和數據說明。 2.2 設計課題 托板沖孔落料復合模 2.3 零件名稱及要求 零件名稱：托板，結構見圖 2-1 材料：料厚 2.0mm 的 Q235 鋼板 - 4 - 圖 2-1 托板結構圖 2.4 工藝方案分析及確定 2.4.1 零件的加工工藝分析 該零件外形比較簡單，無尖銳的銳角，整個外形光滑，圓整，尺寸精度及 沖裁斷面質量要求均不高，最小沖孔直徑為 10m 大于料厚 t，故沖孔凸模強 度足夠，凸凹模強度足夠且工件邊緣不會產生膨脹或歪扭變形，故零件的加工 工藝性較好，可以采用復合模一次性沖裁出來。 2.4.2 加工工藝方案的確定 確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數，工序的組合 和順序等。確定合理的沖裁工藝方案，應進行全面的工藝分析與研究，比較其 綜合的經濟技術效果。這樣一個最佳的合理沖壓工藝方案。 表 2-1 各類模具結構及特點比較 模具種類 比較項目 單工序模 （無導向） （有導 向） 級進模 復合模 零件公差等級 低 一般 可達 IT13IT10 級 可達 IT10IT8 級 零件特點 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 可加工復雜零件，如 寬度極小的異形件 形狀與尺寸受模具結構 與強度限制，尺寸可以 較大，厚度可達 3mm 零件平面度 低 一般 中小型件不平直，高 質量制件需較平 由于壓料沖件的同時得 到了較平，制件平直度 好且具有良好的剪切斷 面 生產效率 低 較低 工序間自動送料，可 以自動排除制件，生 沖件被頂到模具工作表 面上，必須手動或機械 - 5 - 產效率高 排除，生產效率較低 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 比無導向 的稍高 沖裁簡單的零件時， 比復合模低 沖裁較復雜零件時，比 級進模低 適用場合 料厚精度要求低 的小批量沖件的 生產 大批量小型沖壓件的 生產 形狀復雜，精度要求較 高，平直度要求高的中 小型制件的大批量生產 根據分析結合表分析： 方案一模具結構簡單，制造周期短，制造簡單，但需要兩副模具，成本高 而生產效率低，難以滿足大批量生產的要求。 方案二只需一副模具，生產效率高，操作方便，精度也能滿足要求，模具 制造工作量和成本比較高。適合大批量生產。 方案三只需一副模具，制件精度和生產效率都較高，且工件最小壁厚大于 凸凹模許用最小壁厚模具強度也能滿足要求。沖裁件的內孔與邊緣的相對位置 精度較高，板料的定位精度比方案三低，模具輪廓尺寸較小。 通過對上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產采用方案二最佳。 3 模具總體設計 3.1 模具類型選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復合模方式沖壓，所以模具類型為復合模。 3.2 操作方式 零件的生產批量為中等生產批量，但合理安排生產可用手動送料方式，既 能滿足生產要求，又可以降低生產成本，提高經濟效益。 3.3 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構。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工 件沖裁后卸料。當卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增 - 6 - 大，單邊間隙?。?.20.5）t。當固定卸料板還要起到對凸模的導向作用時卸 料板與 凸模的配合間隙應該小于沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離 卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于 2mm 且模具結構為倒裝的場合。 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 （0.10.2）t,若彈壓卸料板還要起對凸模導向作用時，二者的配合間隙應小 于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復合模的卸料裝置。 工件平直度較高，料厚為 2.0mm 相對較薄，卸料力較小，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動態(tài)，且彈性卸料板 對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，所以采用彈性卸料。 3.4 出件方式 因采用復合模生產，故采用向下落料出件。 3.5 確定送料方式 因選用的沖壓設備為開式壓力機且垂直于送料方向的凹模寬度 B 小于送料 方向的凹模長度 L 故采用橫向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。 3.6 確定導向方式 方案一：采用對角導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線 上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進?；蚩v向送料的落料 模、復合模。 方案二：采用后側導柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比 較方便。因為導柱安裝在后側，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴 重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。 方案三：四導柱模架。具有導向平穩(wěn)、導向準確可靠、剛性好等優(yōu)點。常 用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產用的自動沖壓 模架。 方案四：中間導柱模架。導柱安裝在模具的對稱線上，導向平穩(wěn)、準確。 但只能一個方向送料。 根據以上方案比較并結合模具結構形式和送料方式，為提高模具壽命和工 - 7 - 件質量，該復合模采用中間導柱模架的導向方式，即方案四最佳。 4 模具總體設計 4.1 零件加工排樣圖的確定 排樣是指沖件在條料、帶料或板料上布置的方法。沖件的合理布置（即材 料的經濟利用） ，與沖件的外形有很大關系。排樣方式可以分為三種： 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 全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質量差，模具壽 命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結構簡單。 三：無廢料排樣 沖件的質量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。 通過上述三種方式的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質量，該沖件的 排樣方式選擇方式一為佳?？紤]模具結構和制造成本有廢料排樣的具體形式選 擇直排最佳。 根據零件排樣的搭邊要求及零件的結構，零件加工排樣圖如圖 4-1 所示。 4.2 計算條料寬度 搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質量和 送料方便。搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅 會增大沖件毛刺，有時還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。 搭邊值通常由表 4-1 所列搭邊值和側搭邊值確定。 根據零件形狀，查表 4-1，并考慮到工件的切邊，工件之間搭邊值 a=2.0mm, 工件與側邊之間搭邊值取 a1=2mm, 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，下偏差為負值 B0 =（Dmaxa 12b 1） 0 公式（4-1） 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； a1---工件與側邊之間搭邊值取。 板料剪裁下的偏差；（其值查表 5）可得=0.4mm。 - 8 - B0 =6022 =640-0.40mm 故條料寬度為 64mm。 表 4-1 搭邊值和側邊值的數值 圓件及類似圓形制件 矩形或類似矩形制件 長度50 矩形或類似矩形制件長度 50 材料厚度 t（mm) 工件間 a1 側邊 a 工件間 a1 側邊 a 工件間 a1 側邊 a 0.25 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 0.50 .8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 0.81 .2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.8 1.21 .6 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0 1.62 .0 1.2 1.5 1.8 2.5 2.0 2.2 表 4-2 普通剪床用帶料寬度偏差（mm） 條料寬度 b(mm) 條料厚度 t(mm) 50 50100 100200 200 0.4 0.5 0.6 0.7 2 0.5 0.6 0.7 0.8 23 0.7 0.8 0.9 1.0 35 0.9 1.0 1.1 1.2 - 9 - 表 4-3 側刃沖切得料邊定距寬度 b1（mm） 條料寬度 b(mm) 條料厚度 t(mm) 金屬材料 非金屬材料 1.5 1.5 2.0 1.52.5 2.0 3.0 1.52.5 2.5 4.0 4.3 確定步距 送料步距 S：條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，每個步距可沖 一個或多個零件。進距與排樣方式有關，是決定側刃長度的依據。條料寬度的 確定與模具的結構有關。 進距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值； 最大條料寬度能在沖裁時順利的在導料板之間送進條料，并有一定的間隙。 級進模送料步距 S S=Dmax+a1 公式（4-2） Dmax零件橫向最大尺寸，a 1搭邊 S402 42mm 4.4 材料利用率 在沖壓生產中，沖壓大工件一般采用單個的塊料作為毛坯；沖壓較小工件 時，為了便于操作和提高生產率，通常采用板料裁成的條料作為毛坯。 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比稱為材料利用率，它是衡量合 理利用材料的經濟性指標。 一個步距內的材料利用率為： *100% H*BA 式中， 為材料利用率；A 為一個步距內工件的實際面積；B 為條料寬度；H 為 - 10 - 送料步距。 由此可知， 值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢 料和結構廢料，結構廢料是由本身形狀決定的，一般是固定不變的，工藝廢料 的多少決定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要 提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率。 材料利用率通常以一個進距內制件的實際面積與所用毛坯面積的百分率 表示： =(nF/AB)100% （5.3） 式中 材料利用率（%）； n沖裁件的數目； F沖裁件的實際面積(mm2)；包括工件面積與廢料面積； B板料寬度(mm)； A送料進距； 根據公式(5.3)： 100%sBA = 100%1835.7642 =68% 由此可之， 值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。因此，要提高材 料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。 4.5 搭邊 排樣時，沖裁件之間以及沖裁件之間與條料側邊之間留下的工藝廢料稱為 搭邊。它的作用一是補償定位誤差和剪板誤差；二是增加條料剛度，以保證零 件質量和送料方便。 確定合理搭邊值有利于提高沖裁件質量。搭邊過大時，材料利用率低；搭 邊過小時，搭邊的強度和剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖 - 11 - 裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。 搭邊數值取決于以下因素: （1）工件的尺寸和形狀。 （2）材料的硬度和厚度。 （3）排樣的形式（直排） 。 （4）條料的送料方法（是否有側壓板） 。 搭邊值一般是由經驗確定的，表 2-2 為最小搭邊值的經驗數表。 5 模具設計沖裁工藝力計算 沖裁工藝力包括沖裁力以及卸料力，推件力和頂件力。沖裁時分離材料所 需的力為沖裁力；將沖裁后由于彈性恢復而擴張，堵塞在凹模洞口內的工件（ 或廢料）推出或頂出所需要的力為推料（件）力或頂料（件）力；將因彈性收 縮而箍緊在凸模上的廢料（或工件）卸掉的力為卸料力。 5.1 沖裁力的計算 在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進入凹模材料的深度而變化的。通常說的 沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設計模具重要依據之一。 用平刃模具沖裁時，其沖裁力一般按下式計算： F=KLt b 公式（5-1） 式中F沖裁力； L沖裁周邊長度； t材料厚度； b材料抗剪強度； 系數； - 12 - 取 F=1835.77mm2 L=214.66mm 系數是考慮到實際生產中，模具間隙值的波動和不均勻，刃口磨損、板 料力學性能和厚度波動等原因的影響而給出修正系數，一般取=1.3。 表 5-1 抗剪強度 不同的落料、沖孔情況 Z=0.15t Z=0.005t 大零件 d1000t 0.6 b 0.65 b 中等零件 d50t 0.7 b 0.8 b 落料 小零件 (5-10) t 0.8 b (1-1.2) b 孔徑 d(5-2.5)t b (1.5-1.8) b 孔 d(2-1.5)t (1.2-1.4) b (2.0-2.6) b 沖孔 孔 dt 1.8 b 3.6 b 5.1.1 沖裁力 Fp 的計算 據圖 5.3 可得一個零件內外周邊之和 L=214.66mm。 - 13 - 查碳素結構鋼的力學性能表知：Q235 的抗剪強度 =216Mpa304Mpa，取 310Mpa，制件厚度 t=2mm，則 根據公式(6.1)： F p= Kp Lt =1.32214.66310 =173015.96(N) 173（KN） 5.1.2 卸料力 Fq1 的計算 Fq1=KxFp （6.2） 式中 Kx卸料力系數，查表 6.1 取 Kx0.05。 根據公式（6.2）： F q1= KxFp =0.05173（KN） 8.65(KN) 表 6.1 卸料力、推件力和頂件力系數 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 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 5.1.3 頂件力 Fq2 的計算 Fq2=KdFp （6.3） 式中 Kd頂件力系數。 查表 6.1 得 Kd0.06. 根據公式（6.3）： F q2= KdFp =0.06173（KN） 10.38（KN） - 14 - 5.1.4 總的沖壓力 F 的計算 根據模具結構總的沖壓力 F=FP+Fq1+Fq2 =173+8.65+10.38 =192(KN) 選用的壓力機公稱壓力 P（1.11.3）F，取系數為 1.3，則： P1.3F=1.3x192 (KN)=249(KN)。 壓力機公稱壓力應大于或等于沖壓力，根據沖壓力計算結果擬選壓力機為 J2325。 表 5-1 卸料力、推件力和頂件力系數 料厚 t/mm KX KT KD 鋼 0.1 0.10.5 0.52.5 2.56.5 6.5 0.060.075 0.0450.055 0.040.05 0.030.04 0.020.03 0.1 0.063 0.050 0.045 0.025 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 5.2 壓力中心的計算 模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了確保壓力機和 模具正常工作，應使模具的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，否則，會使 沖模和力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌之間產生過大的摩擦，模具導向 零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。沖模的壓力中心，可以按下述 原則來確定： 1）.對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 2）.工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重 合。 3）.形狀復雜的零件、多孔沖模、級進模的壓力中心可以用解析計算法求出沖 模壓力中心。 - 15 - X0=（L 1x1L 2x2L nxn）/(L 1L 2L n) 公式（5-6） Y0=（ L1y1L 2y2 Lnyn ）/（L 1L 2Ln）公式（5-7） 由于該工件在 Y 方向上高度對稱，所以代入數據計算得：壓力中心為 （21.6，11） 。 5.3 模具刃口尺寸的計算 5.3.1 模具間隙值的確定 凹凸模間隙對沖裁件質量，沖裁力，模具壽命都有很大的影響。因此，設計模 具是一定要選擇一個合理的間隙。 表 5-2 沖裁模刃口雙面間隙 Z T8、45、1Cr18 Ni9 Q195、Q235、 35CrMo25、35 08F、10、 15、H62、T1 、 T2、T3 1060、 1050A、 1035、1200 材料、厚度 Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax - 16 - 0.35 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 8.0 10 0.03 0.04 0.09 0.11 0.14 0.19 0.23 0.28 0.37 0.48 0.58 0.68 0.79 0.90 1.16 1.75 2.44 0.05 0.08 0.12 0.15 0.18 0.23 0.27 0.32 0.43 0.54 0.65 0.76 0.88 1.0 1.26 1.87 2.56 0.02 0.03 0.06 0.08 0.10 0.13 0.17 0.20 0.25 0.33 0.42 0.52 0.64 0.75 0.97 1.46 2.04 0.05 0.07 0.10 0.12 0.14 0.17 0.22 0.24 0.31 0.39 0.49 0.60 0.72 0.85 1.17 1.58 2.15 0.01 0.02 0.04 0.05 0.07 0.08 0.12 0.13 0.16 0.21 0.25 0.32 0.38 0.45 0.60 0.85 1.14 0.03 0.04 0.07 0.08 0.10 0.12 0.16 0.18 0.22 0.27 0.33 0.40 0.46 0.55 0.70 0.97 1.26 0.02 0.025 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.11 0.14 0.18 0.21 0.26 0.30 0.40 0.60 0.80 0.03 0.045 0.06 0.07 0.10 0.11 0.12 0.17 0.20 0.26 0.29 0.34 0.46 0.56 0.72 0.92 5.3.2 沖孔模中凸凹模的尺寸及制造精度 凸、凹模加工方法一般分為兩種：凸、凹模分開加工法和凸、凹模配合加 工法。當凸、凹模分開加工時，模具具有互換性，便于模具成批制造。但是制 模精度要求高、制造困難、相應地會增加加工成本。凸、凹模配合加工適合于 較復雜的、非圓形的模具，制造簡便，成本低廉。 采用配做法制模時，配做件的最后精加工要等基準件完全加工完才進行。 - 17 - 按配做法制模的加工順序，落料時先加工凹模，配做凸模；沖孔時先加工凸模， 配做凹模。在工件尺寸精度較低，特別是板料較薄時，基準件的公差值較大， 而配做件允許的公差值要小得多。這說明基準件加工較容易，而配做件加工較 難。由于現在凹?；旧隙疾捎镁€切割方法加工，精度可達0.010.02mm， 而凸模因結構形式不同有多種加工方法。在留出不小于 0.02mm 研磨量的情況下， 凹模型孔一般都能采用線切割方法一次加工出來。因此，對于常用的沖裁模， 選擇凹模為配做件，加工比較方便 。 選擇凹模為配做件，對于沖孔，按前述方法計算的刃口尺寸仍可以直接在 凸模和凹模工作圖上進行標注。而對于落料，則需要將計算的凹模刃口尺寸換 算為凸模刃口尺寸后，再進行標注，由先制凹模改為先制凸模。 由圖可知，該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料。外形 和m025.4 由落料同時獲得， 由沖孔獲得。查表得 =0.36mm m021.m06.1axZ =0.246mm inZ 則有： - =（0.36-0.246）mm=0.114mmaxminZ 由公差表查得 為 IT12 級，取 x=0.75； 和06. 025.4 為 IT12 級，取 x=0.75.021. 設凸凹模分別按 IT6 和 IT7 級加工制造，則： 沖孔： = =（10+0.75 0.06） mm=10.045 mmTd0min)(Tx0456.0456. = =(10.045+0.246) mm=10.291 mmAAZi 88 校核: | |+| | -axmin (0.0456+0.0684)mm(0.36-0.246)mm 0.114mm=0.114mm (滿足間隙公差條件) 落料： = =（40-0.75 0.25） mm=39.8125 mm矩ADA0max)( 0684.0684. = =（20-0.75 0.21） mm=19.8525 mm圓 . . =（ - ） =（39.8125-0.246） mm=39.5665 mm矩T距 inZT0456.0456. =（ - ） =(19.8525-0.246) mm=19.6065 mm圓 圓A0 . . 校核： (0.0456+0.0684)mm(0.36-0.246)mm 0.114mm=0.114mm (滿足間隙公差條件) 式中： 、 落料凸、凹模尺寸； TDA 、 沖孔凸、凹模尺寸；d 落料件的最大極限尺寸；max 沖孔件孔的最小極限尺寸；in 工件制造公差； - 18 - 最大合理間隙；maxZ 最小合理間隙；in X磨損系數； 、 凸凹模的制造公差，可按 IT6、IT7 級來選取，也可以TA 按照公式來取 0.4（ - ） ， 0.6（ - ）.TmaxZinAmaxZin 為了保證初始間隙不超過 即 + + ， 和 選取必須滿TiaTA 足以下條件： + -Aaxin 5.4 沖模閉合高度 模具閉合高度必須與壓力機的閉合高度相適應，應介于壓力機最大與最小 裝模高度之間，一般可按如下關系式確定，即 h 最大-5mmh 模h 最小 +10mm。 6 沖模主要零部件設計 6.1 凸模的結構形式和固定方式 凸模的結構和固定方式很多，如圖 6-1 所示為最常見的沖孔和落料凸模形 式。圖 a 為圓形凸模結構和固定方式，用于小直徑沖孔或小件落料。凸模做成 階梯型，用以增加強度。凸模與固定板為過渡配合，固定板用螺釘，銷釘與上 模板連在一起，圖 b 為等截面直通式凸模，便于成型磨削和線切割加工，適于 沖壓非圓形的中小沖壓件。凸模與固定板為過渡配合，凸模尾部與固定板用鉚 接緊固。圖 c,d 為落料凸模結構及固定方式，適用于中小件落料或切邊。 - 19 - 圖 6-1 常見凸模結構形式 ..凸模長度計算 凸模的長度是依據模具結構而定的。采用彈性卸料時，凸模長度按公式 L=h1+h2+h3 計算，式中 L---凸模長度，mm； h 1---凸模固定板厚度，mm; h 2----卸料板厚度， mm ; h 3----卸料彈性元件被預壓后的厚度 L=22mm+10mm+18.5mm =50.5mm ..凸模的強度與剛度校核 一般情況下，凸模強度與剛度足夠，由于凸模的截面尺寸較為積適中，估 計強度足夠，只需對剛度進行校核。 - 20 - 對沖孔凸模進行剛度校核： 凸模的最大自由長度不超過下式：有導向的凸模 Lmax1200 ， 其中對于圓形凸模 Imin=d 4/64，則 Lmax1200 =24.00mm。由此可知：26013.4 沖孔部分凸模工作長度不能超過 24.00mm，根據沖孔標準中的凸模長度系列， 選取凸模的長度：50.5 ..凸模材料和技術條件 凸模材料采用碳素工具鋼 T10A，凸模工作端（即刃口）淬硬至 HRC 5660，凸模尾端淬火后，硬度為 HRC 4348 為宜。 6.2 凹模的結構形式和固定方法 常見的有如圖 6-所示的幾種。圖 a 為凹模與下模座用螺釘和銷釘固定， 系落料，沖孔，彎曲和拉深等模具的凹模最常用的固定方法。圖 b 是凹模壓入 固定板內固定，結構簡單，常用于沖孔凹模的固定。圖為凹模壓入固定板內， 而凹模與固定板之間增加一塊墊板，適用做板厚大于孔徑的小孔凹模的固定。 圖為帶臺階凹模的固定方法，適于沖小孔的凹模形式。圖系采用螺釘緊固 凹模，適于薄板的小孔沖壓。 圖 6-3 常見凹模結構形式 - 21 - ..凹模的刃口形式 常用凹模刃口的類形如圖 6-所示： 圖 6-凹模刃口形式 其中圖 a、b、c 為直筒式刃的凹模，其特點是制造方便，刃口強度高，刃 磨后工作部分尺寸不變，廣泛用于沖裁公差要求較小，形狀復雜的精密制件。 但因廢料（或制件的聚集而增大了推件力和凹模的脹裂力，給凸、凹模的強度 都帶來了不利的影響。一般復合模上出件的沖裁模用圖 a、c 型，下出件的沖裁 模用圖 b 或圖 a 型，圖 d、e 型是錐筒式刃口，在凹模內不聚集材料，側壁磨損 小，但刃口強度差，刃磨后刃口徑向尺寸略有增大（如 30 0時，刃磨 0.1mm 時，其尺寸增大 0.0017mm。 凹模錐角 ，后角 和洞高度 h，均隨制件材料厚度增加而增大，一般取 15302030 h=4-10mm 綜上所述及其對工件孔分析，選擇 a 型凹模 洞口，取 h=7mm，周邊為 0.5mm。 ..凹模的外形尺寸 凹模的外形一般有矩形與圓形兩種。凹模的外形尺寸應保證凹模有足夠的 強度，剛度和修磨量，凹模的外形尺寸一般是根據被沖材料的厚度和沖裁件的 最大外形尺寸來確定的，如表凹模高度和壁厚所示。凸凹模的外刃 口尺寸按凹模尺寸配作并保證最小間隙為 Zmin=0.246mm,內形刃口尺寸按凸模尺 寸配做并保證最小間隙為 Zmin=0.246mm。 - 22 - 表 6-1 凹模高度和壁厚 ..凹凸模的最小壁厚 a 復合模用凹凸模的最小壁厚 a 的數值可參考表所示。 表 6-2 凹凸模的最小壁厚 a ..校核凸凹模的強度 沖孔邊緣與工