平墊圈“一落三”沖壓模具設(shè)計【全套含CAD圖紙、說明書】,全套含CAD圖紙、說明書,墊圈,一落三,沖壓,模具設(shè)計,全套,CAD,圖紙,說明書 編號： 畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目： 平墊圈“一落三”沖壓 模具設(shè)計 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā) 年 6 月 3 日 摘 要 本文設(shè)計了一種特殊的加工模具——"一落三"墊圈沖壓模具。該模具最大的特點是一次沖裁便能沖出三種不同尺寸的平墊圈。整套模具采用倒裝復(fù)合模的形式，選用滑動后側(cè)導(dǎo)柱模架，兩枚定位銷和一枚彈性擋料銷組成定位系統(tǒng)，兩枚定位銷同時起導(dǎo)料作用，既能定位又能正確導(dǎo)料。設(shè)計的中墊圈凸凹模、凸模和凹模由上模固定板和螺釘輕牢固在上模座；中、小墊圈凸凹模和推件板由下模固定板和螺釘牢固在下模座。五個工作部件以同軸為基礎(chǔ)緊密套在一起，保證了墊片圓心同軸，順利沖壓之后能增加制件的剛度和強(qiáng)度。設(shè)計采用剛性卸料和彈性相結(jié)合的卸料裝置,彈簧和彈性橡膠作為彈性元件，順利卸料、減少沖壓力的同時也能夠起壓料的作用。整套模具結(jié)構(gòu)緊湊，裝配合理，能夠成功達(dá)到復(fù)合模高精度、高效率、大批量生產(chǎn)的目標(biāo)。本次設(shè)計的模具由于"一落三"的優(yōu)越好,并且結(jié)合了在復(fù)合模的優(yōu)勢后，能夠在實際生產(chǎn)中實現(xiàn)自動化大批量生產(chǎn)，很大程度地減少人力物力財力，降低了生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞:墊圈；沖壓工藝；一落三；模具設(shè)計 Abstract In this paper, we design a special processing die - "a drop of three" gasket stamping die. The biggest feature of the mold is a punch can be rushed out of the three different sizes of flat washers. Die package by flip composite modulus, the selection of sliding side guide pillar pould frame, two pieces of positioning pin and a gold elastic block material pin positioning system, two pieces of positioning pin and material guiding role. Design of washer punch, punch and die by the upper die fixed plate and screw light solid in the upper die seat; and small washer punch and push plate by lower die fixing plate and screws firmly in the die holder. The five working parts are tightly sheathed on the base of the coaxial line. In the design of the unloading device, the spring and the elastic rubber are used as the elastic element. The whole set of die structure is compact and reasonable, and can achieve the goal of high precision, high efficiency and mass production. The design of mold because of the "three down" the advantages of good, and a combination of in the advantages of compound die can realize automatic mass production in the actual production, greatly reduce human, material and financial resources, reduce the production cost. Key words: washer;stamping process;;a drop of three; mold design 目 錄 1 緒論 1 1.1 冷沖壓模具在生產(chǎn)制造中的角色 1 1.2 沖壓加工的優(yōu)勢 1 1.3 沖模的種類與選擇 2 1.4 冷沖壓工序及沖模的主體構(gòu)造 4 2 沖裁工藝分析 4 2.1 產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)分析 4 2.2 制件精度、粗糙度、斷面質(zhì)量 5 2.3 產(chǎn)量 5 3 制件沖壓工藝方案的確立 5 3.1 第一種方案：單工序模加工 5 3.2 第二種方案：采用復(fù)合模加工成形的方案 5 3.3 第三種方案：采用級進(jìn)模加工成形的方案 6 4 零件沖壓工藝計算 7 4.1 排樣方式的設(shè)計與選用 7 4.2 沖壓力的計算 9 4.2.1大墊圈落料力 9 4.2.2大、中、小墊圈的沖孔力 10 4.2.3中墊圈的頂件力 10 4.2.4大、小墊圈卸料力 11 4.3 壓力中心的計算 11 4.4 壓力機(jī)的選擇 11 5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 12 5.1 凸凹模間隙值的確定 12 5.2 凸、凹模刃口尺寸、公差 12 5.3 小墊圈凸凹模刃口尺寸與公差的確定 15 5.4 中墊圈凸凹模刃口尺寸與公差的確定 16 5.5 大墊圈凸凹模刃口尺寸與公差的確定 17 5.6 大墊圈落料凹模刃口尺寸和公差的確實 18 6 模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 18 6.1 模具材料的選用原則 18 6.2 模具零件技術(shù)條件 20 6.3 沖壓模具工作部分設(shè)計 23 6.3.1大墊圈落料凹模的構(gòu)造設(shè)計及校核 23 6.3.2小墊圈沖孔凸模的設(shè)計及校核 25 6.3.3小墊圈凸凹模的設(shè)計 26 6.3.4中墊圈凸凹模的設(shè)計 28 6.3.5大墊圈凸凹模的設(shè)計 28 6.3.6大墊圈凸凹模固定板的設(shè)計及校核 29 6.3.8墊板的設(shè)計 29 6.3.9沖壓模具工作部分緊固及定位零件的選用 30 6.4 推件裝置的設(shè)計 30 6.4.1推件裝置類型的選擇 30 6.4.2模柄的選用 31 6.4.3頂桿的選用 31 6.4.4推桿的選用 32 6.4.5推板的選用 32 6.5 卸料裝置的設(shè)計 32 6.5.1卸料板的設(shè)計 32 6.5.2彈簧的選取及校核 33 6.5.3卸料螺釘?shù)倪x取 34 6.5.4聚氨酯橡膠彈性卸料裝置設(shè)計 34 6.6 模架的選擇 35 6.7 托料裝置的設(shè)計 35 6.8 校核壓力機(jī) 35 7 模具的結(jié)構(gòu)及工作原理 18 7.1 模具結(jié)構(gòu) 35 7.2 模具的工作原理 35 結(jié)論 39 謝辭 40 參考文獻(xiàn) 41 附錄 42 1 緒論 沖壓是利用模具對原料進(jìn)行加壓或者加拉的行為,以達(dá)到原料形成自己想要的產(chǎn)品的目的的一種加工方法。有時可以施加剪切力以達(dá)到獲得一定尺寸和性能的零件。冷沖壓：一種在常溫下沖裁的加工方法。沖壓生產(chǎn)的常選擇原料是板料或者帶材,因此沖壓也可以叫板材沖壓。 沖壓模具的加工對成批量大批量生產(chǎn)各種各樣的機(jī)電或者家電具有重大的意義，已經(jīng)是必不可少的一部分了。模具現(xiàn)在已成為制造業(yè)發(fā)展的前提。國內(nèi)近幾年模具的發(fā)展已呈現(xiàn)高速、穩(wěn)定發(fā)展的模式，并且支撐著國內(nèi)制造業(yè)的大梁。模具的用途涉及非常多，主要應(yīng)用于機(jī)械、電氣、建筑行業(yè)等，并且均在高速發(fā)展當(dāng)中。伴著我國經(jīng)濟(jì)實力的騰飛，國內(nèi)的模具生產(chǎn)在全國甚至全球會有巨大的飛躍并且產(chǎn)生深厚的影響。 據(jù)不完全統(tǒng)計，冷沖模使用比例最大，使用范圍最廣泛。其原因主要是由于板料冷沖模的廣泛采用、沖壓技術(shù)的革新、加工范圍的拓寬密切密切相關(guān)。同時也是因為板料沖壓具有的獨特技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。 1.1 冷沖壓模具在生產(chǎn)制造中的角色 沖壓工藝已成為機(jī)械制造行業(yè)的主力軍，成批量、高效率、高精度的生產(chǎn)特性已成為機(jī)電和家電行業(yè)的香饃饃，其地位非常重要。隨著我國的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，并逐步成為世界制造中心，沖壓工藝得到了前所未有的高速發(fā)展。沖壓模具是進(jìn)行現(xiàn)代化沖壓工藝和各行業(yè)沖壓作業(yè)的必備品，因此其需求量越來越大。如下表1-1，從其中可以看出現(xiàn)在沖壓工藝在制造行業(yè)的重要性。 表1-1 當(dāng)代模具工藝在幾種生產(chǎn)業(yè)中的比重 1.2 沖壓加工的優(yōu)勢 機(jī)電和家電等行業(yè)中需要成批量大批量生產(chǎn)零部件或半成品，這就需要大量不同種類的模具進(jìn)行加工。其中65%左右的零件要用到各種板料制成各種形狀復(fù)雜的沖壓零件。這些產(chǎn)品是別的生產(chǎn)方法無法生產(chǎn)或者難生產(chǎn)的，這就是冷沖壓的優(yōu)勢所在。 沖壓工藝技術(shù)的先進(jìn)性以及優(yōu)越性目前十分突出，這種無屑加工方式在制造業(yè)應(yīng)用日益廣泛，其技術(shù)的更新發(fā)展也非常迅速。在技術(shù)上沖壓加工具有以下優(yōu)勢： 1.壓力機(jī)滑塊簡單地上下往復(fù)地沖擊，沖?？勺龅狡渌庸し椒o法做到的加工。 2.板料沖壓生產(chǎn)的零件具有質(zhì)輕、剛強(qiáng)、厚載等特點。使用過程中長時間使用不易變形，并且生產(chǎn)的零件耐候性好，符合機(jī)電和家電等行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)輕型化的要求，并且取代了笨重的鑄、鍛或者切削零部件的加工方法。所以沖模的數(shù)量非常龐大，其結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，沖壓工藝技術(shù)日益提高。 3.沖壓產(chǎn)生的產(chǎn)品一致性好、互換性強(qiáng)、精度高。一般僅需要局部甚至不需要在進(jìn)行切削加工，就能夠進(jìn)入產(chǎn)品裝配使用。 4.板料冷沖壓過程會產(chǎn)生冷作硬化效應(yīng),該效應(yīng)能夠大幅度改善零件沖切面的硬度從而間接提高了使用壽命。 5.冷沖模容易達(dá)到機(jī)械化、智能化，能做成連續(xù)生產(chǎn)線。 6.現(xiàn)代沖壓技術(shù)的提高與普及實施，對各種各樣形狀復(fù)雜的沖壓零件進(jìn)行改善，采用多工位的連續(xù)模，做到了一模成型，實現(xiàn)了高效率高生產(chǎn)低消耗的目的。 沖壓加工在經(jīng)濟(jì)上有如下優(yōu)勢： 1.沖壓屬于無屑加工,能做到材料利用率達(dá)70%以上，有些可以達(dá)到95%~100%。 2.生產(chǎn)效率高。自動沖模能實現(xiàn)自動沖壓，解放雙手，減輕人力，其中高級壓力機(jī)高速沖裁，效率會更高。操作簡便，沖壓工易于培訓(xùn)。沖壓件生產(chǎn)成本低。能實現(xiàn)批量生產(chǎn)，花費會更低。沖壓技術(shù)的獨特優(yōu)勢在機(jī)電家電產(chǎn)品中廣泛使用。 1.3 沖模的種類與選擇 按照沖模常用機(jī)構(gòu)繁瑣、高精度、大批量的生產(chǎn)場合，由此大致將沖模分為以下幾類：制造經(jīng)濟(jì)的簡單沖模。適用于新品試樣，單件少量制造的簡易模具。其模具制造簡單，時間短，價格低，因而使用時間也會下降。 萬能通用沖模與組合沖模。常用于中小量制造，生產(chǎn)的種類多、精度低的制件。最具特色的是一種模式和多種用途。組合沖模是備份有多種元件，按照需要進(jìn)行選擇組合成自己需要的模具。 普通全鋼模。適用在成大量批量生產(chǎn)沖壓零件。廣泛地應(yīng)用在規(guī)則與不規(guī)則結(jié)構(gòu)的沖模具中。精沖模，用于精沖制件的精沖模。 大型、特種、高精度與高壽命模具。常用在批量制造汽車覆蓋件高精度硅鋼片制造。 一般情況下，正常的生產(chǎn)條件，比如板料沖壓，其模具費用占生產(chǎn)總成本的沖15%到40%左右。制件總費用包含:模具花費、刃磨與修理費、由于刃磨與修理費等原因造成的停工費與物流包裝等費用。據(jù)不完全統(tǒng)計,常年大批量生產(chǎn)的情況下,設(shè)計模具的成本非常低約15%。單件小批量生產(chǎn)的情況,比例高達(dá)40%。由此觀之，大批量生產(chǎn)、選擇合適的模具可以大幅度降低生產(chǎn)成本、生產(chǎn)周期也會減短。新品試樣模具，會因為調(diào)試的原因，需要更換不同的模具，因此這種情況下使用簡易的模具更經(jīng)濟(jì)[1]。對于大量生產(chǎn)電機(jī)硅鋼片、變壓器鐵芯片的情況，需要使用壽命高、強(qiáng)度大的硬質(zhì)合金沖模更為經(jīng)濟(jì)。下表 1-2 和表1-3的各類沖模類型以及成本分析，可以作為參考。 表 1-2 按沖壓零件生產(chǎn)性質(zhì)選用沖模類型 表1-3 模具成本分析 注：1.表中數(shù)值使用于普通薄板冷沖壓。 2.材料費包括：板、條、帶、卷料等原材料購置費；輔助生產(chǎn)材料，如潤滑劑、棉紗、防護(hù)包裝材料等費用；生產(chǎn)能耗，如電、水、壓縮空氣、蒸汽等費用。 3.加工費包括：工人與技術(shù)管理人員工資、福利和固定資產(chǎn)折舊、車間經(jīng)費等。 4.模具費包括：模具制造費、刃磨與修理費、修模誤工損失費等。 5.模具選型得當(dāng)，模具費會進(jìn)一步降低。 1.4 冷沖壓工序及沖模的主體構(gòu)造 上述列說明的模具分類是指金屬板料在常溫中模具的基本工藝，以及大批量生產(chǎn)的模具結(jié)構(gòu)。對于小批量生產(chǎn)、多品類生產(chǎn)的簡易沖模以及萬能沖模并沒有列出來。一些對精度、效率以及壽命要求高的模具，也不在其中。但是這種模具也是實際生產(chǎn)中常用的模具，一般由全鋼沖模派生演變而來的。 2 沖裁工藝分析 2.1 產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)分析 現(xiàn)如今,隨著我國工業(yè)的發(fā)展,墊圈作為各個機(jī)械設(shè)備必須的零件,墊圈的需求量越來越大，每年數(shù)以億計銷往全球各地。單一的沖壓模具已滿足不了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求量，而且這種模具存在著各種問題，比如生產(chǎn)率低，成本高，高額的成本對小型企業(yè)的打擊是巨大的?，F(xiàn)在設(shè)計的模具利用套料方法設(shè)計出一副三墊圈落料復(fù)合模已成為趨勢,并且會被廣泛運用[2]。 該套模具能一次性同時沖出三種不同型號的墊圈的沖裁。其落料復(fù)合工藝的特點是：原料利用率高，模具只有一副，降低制造花費，一次成型三個，生產(chǎn)率高，減少人力，因而使墊圈的制造費用大幅度降低。 本設(shè)計要求零件尺寸精度為 IT12級，表面要求平整，大批量生產(chǎn)。Q235鋼整體性能較好，在實際生產(chǎn)中用途廣泛，是制件的良好原材料。因此本設(shè)計原料采取Q235，取材料厚度2mm,容易沖裁。 圖2-1 “一落三”零件圖 如圖2-1 所示，為了節(jié)約原料，增大沖裁速度，本設(shè)計采用套料的方式。起首要對三種墊圈的內(nèi)外徑尺寸分析，現(xiàn)在是小墊圈的外圓同時是中墊圈的內(nèi)圓，中墊圈的外圓同時是大墊圈的內(nèi)圓，最后沖裁掉小墊圈的內(nèi)圓以及大墊圈的圓徑即可。這樣的合理分布能充分利用材料同時提高效率。本設(shè)計選擇的“一落三”如圖2-1所示。 2.2 制件精度、粗糙度、斷面質(zhì)量 1) 尺寸精度： 本設(shè)計要求零件尺寸精度為 IT12級，表面要求平整。（計算刃口尺寸） 2) 沖裁斷面質(zhì)量： 查表可知，金屬原料在2毫米之下的一般沖裁方法所產(chǎn)生的可達(dá)3.2~12.5μm。本設(shè)計的產(chǎn)品板料厚度2mm，本設(shè)計的模具精度符合條件要求即可，對粗糙度并無大要求，因此達(dá)到任務(wù)要求，就能保證沖裁斷面質(zhì)量。 由書本知識可知，對于沖壓件材料來說，要求力學(xué)性能高，另外它的表面質(zhì)量以及它的厚度公差符合國家標(biāo)準(zhǔn)值即可。本次設(shè)計的墊圈擬采用的材料原件是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235，它的強(qiáng)度、硬度和塑性性能適中，這些力學(xué)性能能夠使其在沖裁過程中完全成形。其次，本次設(shè)計的產(chǎn)品對產(chǎn)品厚度沒有很大嚴(yán)格的要求，只要沖裁出合格標(biāo)準(zhǔn)的墊圈即可，所以采用國家標(biāo)準(zhǔn)的板料，就能沖裁出符合要求的厚度公差以及表面質(zhì)量。 綜上所述，板料的力學(xué)性能達(dá)到冷沖壓加工的標(biāo)準(zhǔn)，能加工出所需產(chǎn)品。 2.3 產(chǎn)量 本次設(shè)計產(chǎn)品的要求是能大批量生產(chǎn)，在冷沖壓加工模具中，連續(xù)模和復(fù)合模達(dá)到此要求，所以本次設(shè)計擬采用復(fù)合模進(jìn)行沖壓。在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)自動化那么在經(jīng)濟(jì)人力方面將會得到很大改善，符合企業(yè)生產(chǎn)宗旨。 3 制件沖壓工藝方案的確立 由設(shè)計要求分析可知，完成此產(chǎn)品需要落料、沖孔、復(fù)合三道工序，加工方案如下可選擇。 3.1 第一種方案：單工序模加工 1.先沖孔，后落料的單工序模。 2.先落料，后沖孔的單工序模。 單工序模特點：單工序雖然模制造方便，結(jié)構(gòu)較少，維修也相對方便，但是在本設(shè)計中需要兩道工序和三副模具，因而會造成總成本相對較高，生產(chǎn)效率較低以及制造的工件精度低的狀況。更嚴(yán)重的是，當(dāng)?shù)谝坏拦ば蛲瓿芍?，在進(jìn)行第二道工序是需要再定位，這必然會造成更大的積累誤差，使產(chǎn)品質(zhì)量以及精度均無法的到保證，最終無法滿足大批量生產(chǎn)的設(shè)計要求，因此，排除此方案。 3.2 第二種方案：采用復(fù)合模加工成形的方案 僅有一個工位，卻在單次沖裁中完成兩道及超過兩道沖壓工序的沖裁模叫做復(fù)合沖裁模。復(fù)合模工序簡圖如下圖3-1所示。 圖3-1 復(fù)合沖裁模工序簡圖 復(fù)合沖裁模特點：復(fù)合模的工作部分除了凹模、凸模以外，另有一個凸凹模，它的作用時既能沖孔又能落料。第一，復(fù)合模的本身結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定了其沖裁出的產(chǎn)品精度很高，效率高，批量大，而且制件與孔之間的同軸度容易得到保證。第二，復(fù)合模的沖裁，其由于復(fù)合工序之間沒有定位誤差，因而沖裁出來的制件精度相對單工序模高，精度可高達(dá)IT10~IT11級。第三，模具的型口特性決定了由復(fù)合模沖裁出的制件非常平整。第四，復(fù)合模一般受限于沖壓件形狀等因素以及凸凹模較弱的強(qiáng)度，所以復(fù)合模不宜沖裁過厚的材料。第五，復(fù)合模的制造時間長且成本高，常用于大量制造；另外它的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，各類機(jī)構(gòu)均圍繞在凸模、凹模和凸凹模之間，造成了其閉合高度往往偏高。復(fù)合模的設(shè)計要考慮到凸凹模的強(qiáng)度尤其是最小壁厚的強(qiáng)度，否則容易因為強(qiáng)度不夠造成破裂。第六，復(fù)合模的制造較復(fù)雜，維修起來較麻煩，并且它的壽命較低，所以在設(shè)計時應(yīng)盡量簡化并延長壽命，使用過程中注意保養(yǎng)[3]。 3.3 第三種方案：采用級進(jìn)模加工成形的方案 級進(jìn)沖裁模，或者叫連續(xù)模，是一種由兩個及以上的工位組成，不同工位完成不同加工任務(wù)，并且各個工位順序相互關(guān)聯(lián)，一次沖孔機(jī)可以達(dá)到?jīng)_壓模具的多道工序的沖壓，屬于多工序模具。壓力機(jī)一次沖裁能依次完成多道沖壓工序的沖模，屬于多工序模。其優(yōu)點如下：一、生產(chǎn)效率高，機(jī)械化程度大，是一種自動化生產(chǎn)設(shè)備，常用于大批量生產(chǎn)。二、級進(jìn)模的設(shè)備和模具數(shù)量較少，占地面積較小，減少運輸壓力以及存儲倉庫壓力。三、級進(jìn)模對比于復(fù)合模，級進(jìn)模的工序是可以分散的，不必圍繞在工作部件周圍，這就避開了最小壁厚，間接地延長了模具使用時間。四、級進(jìn)模已高度自動化而不必手工操作，這就避免人身危險問題，操作具有安全性。但是，級進(jìn)模也是有不足的，比如，級進(jìn)模的制件精度不高，究其原因是各個工序在分散的工位上完成導(dǎo)致再定位形成積累誤差從而改變制件精度而造成的。再比如，級進(jìn)模的制造較為復(fù)雜，時間長，成本高，同時調(diào)整維修又不方便，造成級進(jìn)模的廣泛程度不及復(fù)合模[4]。 綜合上述三種方案，以及考慮本設(shè)計零件的設(shè)計要求，決定采用方案二較合理，即采用復(fù)合模加工本零件。 4 零件沖壓工藝計算 4.1 排樣方式的設(shè)計與選用 擬采用1000×2000規(guī)格的鋼板。排樣的方式有很多，本設(shè)計采用的復(fù)合模需要考慮模具的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)與板料剛度等因素。本次設(shè)計的墊圈形狀決定了排樣不可能無廢棄原料產(chǎn)生，因此考慮少廢棄原料的排樣方案，有以下三種方案： 第一方案：橫裁直排 查書本表3-17所得，板厚在2.0~2.5毫米的圓件板材間搭邊值為1.5毫米，沿邊值為1.8毫米。如圖4-1所示，沿邊值為1.8mm，工件間搭邊值為1.5mm，墊圈最大直徑為90.0mm，板料切割成93.6x1000mm，則可以切割成2000/93.6=21.3，也就是21塊板材。每張板可得到零件數(shù)為1000/90=11.1，也就是11個零件。 圖4-1 93.6×1000的橫裁直排 以第一方案排樣，可得零件N=21x11=231個； 面積A=πx（90/2)2=6360.5mm2 ； 那么，這張1000x2000的板料總利用率如下： 第二方案：縱裁直排 由第二方案可知，沿邊值為1.8mm，工件間搭邊值為1.5mm，墊圈最大直徑為90.0mm， 板料切割成93.6x1000mm，則可以切割出1000/93.6=10.7，也就是10塊板材。每張板可得到零件數(shù)為2000/90=22.2，也就是22個零件。如圖4-2所示。 以第二方案排樣，可得零件N=22x10=220； 圖4-2 93.6×2000的縱裁直排 沖裁面積A=6360.5mm2 。 那么，這張1000x2000的板料總利用率如下： 第三方案：橫裁混合排 由第一方案可知，沿邊值為1.8mm，工件間搭邊值為1.5mm，墊圈最大直徑為90.0mm， 板料切割成172.84x1000mm，可切割出2000/172.84=11.5，也就是11塊板料。每張板能得到21個零件。如圖4-3所示。 圖4-3 172.84×1000的橫裁混合排樣 以第三方案排樣，可得零件N=21x11=231個； 面積A=πx（90/2)2=6360.5mm2 ； 那么，這張1000x2000的板料總利用率如下： 綜合上述利用率可知，一、三方案最高，但是二者相比，三的板料面積和質(zhì)量較大，間接增大模具面積，另外，板料送料剛度不足，引起操作失誤，是以選取橫裁直排式排樣，也就是第一。 4.2 沖壓力的計算 本設(shè)計中，要求一次沖壓沖裁出大、中、小三種不同型號的額墊圈，那就要一次性沖孔和落料同時進(jìn)行。分析可知，大墊圈受沖孔孔和落料力。中墊圈和小墊圈僅受沖孔力。所以現(xiàn)在需要對它們分別分析計算。 4.2.1大墊圈落料力 落料時會對凸模產(chǎn)生一個極限的抵抗力，這個極限抵抗力就是落料力。原料的機(jī)械性能、物理性能以及其沖件分離的輪廓長度均能影響落料力的大小。落料最大直徑D=90mm，板料采用普通碳素結(jié)構(gòu)Q235，其機(jī)械性能如下表4-1. 落料力是指沖裁過程中，原料對工作部件產(chǎn)生的的極限阻力。落料力涉及成分很多，大部分包括原料性能和原料的厚度。落料直徑為D=90mm。零件材料為Q235鋼，查表2-8可知，機(jī)械性能匯總于下表。 表4-1 Q235鋼機(jī)械性能 沖裁是一個剪切的過程，一般平刃沖裁力公式如下： （4-1） 式中：F——沖裁力，N； K——安全系數(shù)，一般K取1.3。安全系數(shù)一般與原料力學(xué)性能和厚度、沖裁間隙的不均勻； L——外裁片外周長度，mm。L=πD=π×90=282.6mm； τ——材料抗剪強(qiáng)度，MPa。查上述表格知Q235鋼的τ=310～380MPa，現(xiàn)取τ=345MPa； t——材料厚度，mm。 所以，落料力為 4.2.2大、中、小墊圈的沖孔力 三種不同型號的大、中、小墊圈內(nèi)孔涉及了沖孔力。大中小墊圈內(nèi)徑分別是Φ50、Φ28、Φ14.5mm。計算公式為： （4-2） 式中：F——沖裁力，N； K——安全系數(shù)，一般K取1.3。 L——外裁片外周長度，mm。L=πD=π×90=282.6mm； τ——材料抗剪強(qiáng)度，MPa。查上述表格知Q235鋼的τ=310～380MPa，現(xiàn)取τ=345MPa； t——材料厚度，mm。 代入（4-2）可得沖孔力 4.2.3中墊圈的頂件力 一般模具的頂件力、卸料力和推件力涉及的因素很多，這些因素?zé)o法準(zhǔn)確計算，所以，工程設(shè)計上一般取它的經(jīng)驗公式，以下是頂件力的公式，即 （4-3） 式中：——頂件力，N； ——頂件力系數(shù)，查表3-8得； ——中墊圈的落料力； 式中， 代入（4-3）可得，中墊圈的頂件力為 4.2.4大、小墊圈卸料力 由4.2.3可知，卸料力也是由經(jīng)驗公式得出的，即卸料力為 （4-4） 所以，大墊圈的卸料力為： （4-5） 小墊圈的卸料力為： （4-6） 式中：——大墊圈卸料力，KN；——小墊圈卸料力，KN； ——落料力，KN?！淞狭?，KN。 ——卸料力系數(shù)，查表3-8得，（取中間值）。 其中，， 代入（4-5），（4-6）可得大、小墊圈的卸料力為： 4.3 壓力中心的計算 三種零件均為回轉(zhuǎn)體零件，因此壓力機(jī)的壓力中心在三種墊圈的幾何中心。 4.4 壓力機(jī)的選擇 各種技術(shù)力的總和須要小于或等于壓力機(jī)的噸位才能使壓力機(jī)順利進(jìn)行，本設(shè)計中的總壓力如下[5]： 根據(jù)此計算，初選J23-63壓力機(jī)，其數(shù)據(jù)如下： 標(biāo)稱壓力：630N 最大封閉高度：360mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：90mm 滑塊行程次數(shù)：70次/min 滑塊中心至床身距離 ：260mm 滑塊行程：120mm 立柱距離:4200mm 壓力機(jī)型號：Y—132M4 工作臺尺寸（前后×左右）：570mm×860mm 工作臺孔尺寸：前后 310mm 左右450mm 直徑400mm 墊板尺寸（厚度）：80mm 床身最大可傾角：25° 模柄孔尺寸（直徑×深度）：50mm×70mm 滑塊底面尺寸（前后×左右）：360mm×400mm 5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1 凸凹模間隙值的確定 由生產(chǎn)經(jīng)驗知，沖裁間隙很大地影響著產(chǎn)品斷面質(zhì)量、尺寸精度、平面度、沖裁力以及模具使用時間，但是現(xiàn)實生產(chǎn)中很難找到以后同時能滿足上述要求的沖裁間隙[6]。在實際生產(chǎn)中，主要從沖裁面的斷面質(zhì)量，模具的壽命以及尺寸的精度這三方面考慮，選擇一個三者彼此都比較接近的某一范圍作為合理間隙，其間有一個最小值合理間隙和一個最大的合理間隙。在實際沖壓生產(chǎn)中，一般會使沖裁間隙增大，因此新模具時一般選取最小合理間隙來制造。 由經(jīng)驗數(shù)表法可知，按材料厚度以及材料種類，查表5-1可得： 外徑Ф90毫米的大墊圈，其凸模與對應(yīng)的凹模的雙邊間隙的范圍為0.246~0.360毫米，取0.246毫米; 內(nèi)徑Ф50毫米的大墊圈，其沖孔凸模與對應(yīng)的凹模的雙邊間隙的范圍為0.246~0.360毫米，取0.246毫米; 內(nèi)徑Ф28毫米的中墊圈，其沖孔凸模與對應(yīng)的凹模的雙邊間隙的范圍為0.246~0.360毫米，取0.246毫米; 內(nèi)徑Ф14.5毫米的小墊圈，其沖孔凸模與對應(yīng)的凹模的雙邊間隙的范圍為0.246~0.360毫米，取0.246毫米。 在本模具中，凸凹模大、中、小三只墊圈都有，除此外大墊圈有落料凹模，小墊圈有沖孔凸模，這些主要部件組成整個模具結(jié)構(gòu)。因為每個部件不一樣，現(xiàn)在對它們分開計算。 表5-1 汽車、五金及農(nóng)機(jī)等行業(yè)用沖裁模初始雙邊間隙（部分） 5.2 凸、凹模刃口尺寸、公差 凹模和凸模需要分開加工。凹、凸模分別加工法是分別按照各自的圖紙進(jìn)行加工，一般用于圓形、方形或者形狀結(jié)構(gòu)簡單的沖裁件。 作為沖孔的作用時，落料的設(shè)計參考是凸模，先把凸模的刃口尺寸確定下來，并讓其盡可能地靠近沖孔件的最大尺寸。凹模的刃口尺寸由Zmin與凸模刃口尺寸相加得來。即有 （5-1） 式中：——沖孔凸模刃口尺寸，mm; ——沖孔件的最小尺寸，mm； ——凸模制造公差,mm; Δ——沖裁件公差，mm; X——磨損系數(shù)，常數(shù)。 （5-2） 式中：——沖孔凸模刃口尺寸，mm; ——沖孔凹模刃口尺寸，mm； ——沖孔件的最小尺寸，mm； ——最小合理間隙； ——凸模制造公差,mm; ——凹模制造公差，mm; Δ——沖裁件公差，mm; X——磨損系數(shù)，常數(shù)。 落料設(shè)計基準(zhǔn)是凹模。先把凹模的刃口尺寸確定下來，并讓其盡可能地靠近沖孔件的最小尺寸。凸模的刃口尺寸由Zmin與凹模刃口尺寸相減得來。即有 （5-3） 式中：——落料凹模刃口尺寸，mm; ——落料件的最大尺寸，mm； ——凹模制造公差，mm; Δ——沖裁件公差，mm; X——磨損系數(shù)，常數(shù)。 （5-4） 式中： ——落料凸模刃口尺寸，mm; ——落料凹模刃口尺寸，mm; ——落料件的最大尺寸，mm； ——最小合理間隙； ——凸模制造公差,mm; ——凹模制造公差，mm; Δ——沖裁件公差，mm; X——磨損系數(shù)，常數(shù)。 (1) 要求精度在IT10以上的零件，取x=1。 (2) 要求精度在IT11~IT13的零件，取x=0.75。 (3) 要求精度在IT14以下的零件，取x=0.5。 必要的間隙公差要求是符合合理間隙的前提，所以需符合以下要求： （5-5） 現(xiàn)在計算小墊圈的沖孔凸模間隙： 小墊圈內(nèi)孔尺寸為Ф14.5，沖孔沖掉廢料。制件公差等級IT12，查參考資料表3-12可得，其制造公差Δ=0.18mm. 查上表5-1可得，厚度為2毫米的Q235鋼制作的沖裁模初始雙邊間隙Zmin=0.246毫米，最大合理間隙Zmax=0.360毫米。 孔的基本尺寸是Ф14.5，查下表5-2可得 ， 5-2 規(guī)則形狀沖裁凸、凹模的極限偏差 基本尺寸 凸模極限偏差 凹模極限偏差 基本尺寸 凸模極限偏差 凹模極限偏差 ≤18 >18~30 >30~80 -0.020 +0.020 +0.025 +0.030 >120~180 >180~260 -0.030 +0.040 +0.045 >80~120 -0.025 +0.035 >260~360 >360~500 >500 -0.035 -0.040 -0.050 +0.050 +0.060 +0.070 本設(shè)計要求的零件精度為IT12,因此取x=0.75。查表查考表3-12得，Ф14.5，精度IT12的公差值為Δ=0.18mm,因此，Ф14.5基本尺寸為，。 沖孔凸模刃口尺寸： 沖孔凹模刃口尺寸： 校核，有0.040<0.114，滿足間隙公差條件，因此上述計算的以及為模具的公差與刃口尺寸。 分別加工法中，沖孔件的尺寸是以凸模作為設(shè)計基準(zhǔn)，設(shè)計時先確立凸模尺寸再確立凹模尺寸；落料件的尺寸是以凹模作為設(shè)計基準(zhǔn)，設(shè)計時先確立凹模的尺寸再間接確立凸模尺寸。本文中，凸模是凸凹模的一體，因此需要分別確立三只凸凹模的尺寸。 5.3 小墊圈凸凹模刃口尺寸與公差的確定 小墊圈凸凹模的工作部分由以下兩成分構(gòu)成 a. 沖孔Ф14.5mm的凹模 由5.2計算可得，沖孔Ф14.5mm的凹模 b. 落料Φ28的凸模，查資料可按（5-4）計算公式，即 （5-6） 式中:——凸模的刃口尺寸，mm； ——落料件的落料直徑尺寸，mm，精度IT12，查參考表3-12為； Δ——零件尺寸的公差，查參考表3-12得Δ=0.21； ——磨損系數(shù)，零件精度IT12的磨損系數(shù)=0.75； ，落料件的最大尺寸，mm； ——最小合理間隙，mm,由上述5.2可得=0.246mm； ——凸模公差，mm,可得=0.020mm 代入上式（5-6）中可得： 5.4 中墊圈凸凹模刃口尺寸與公差的確定 中墊圈凸凹模的工作部分由以下兩成分構(gòu)成 a. 落料Ф28mm的凹模,查資料可按（5-3）計算公式，即 （5-7） 式中：——凹模的刃口尺寸，mm； ，落料件的最大尺寸，mm，即28； Δ——制件尺寸的公差，查參考表3-12得Δ=0.21； ——磨損系數(shù)，零件精度IT12的磨損系數(shù)=0.75； ——最小合理間隙，mm，由上述5.2可得=0.246mm； ——凹模的制造公差，mm,按Ф28mm，查上表5-2可得=0.025mm。 代入（5-7）可得 由5.3b和5.4a可知，Ф28的凸、凹模公差分別為=0.020，=0.025，所以，校核，有0.045<0.114，滿足間隙公差條件，故以上計算結(jié)果合理。 b. 落料Φ50的凸模，查資料可按（5-4）計算公式，即 （5-8） 式中:——凸模的刃口尺寸，mm； ——落料件的落料直徑尺寸，mm，精度IT12，查參考表3-12為； Δ——零件尺寸的公差，查參考表3-12得Δ=0.30； ——磨損系數(shù)，零件精度IT12的磨損系數(shù)=0.75； ，落料件的最大尺寸，mm； ——最小合理間隙，mm,由上述5.2可得=0.246mm； ——凸模的公差，mm,由上述5.2可得=0.020mm 代入上式（5-8）中可得： 5.5 大墊圈凸凹模刃口尺寸與公差的確定 中墊圈凸凹模的工作部分由以下兩成分構(gòu)成 a. 落料Ф50mm的凹模, 查資料可按（5-3）計算公式，即 （5-9） 式中：——落料凹模的刃口尺寸，mm； ，落料件的最大尺寸，mm，精度12級，查參考表3-12為 Δ——制件尺寸的公差，查參考表3-12得Δ=0.30； ——磨損系數(shù)，零件精度IT12的磨損系數(shù)=0.75； ——最小合理間隙，mm，由上述5.2可得=0.246mm； ——凹模的公差，mm。查上表5-2可得=0.030mm。 代入（5-9）可得 由5.4b和5.5a可知，Ф50的凸、凹模公差分別為=0.020，=0.030，所以，校核，有0.050<0.114，滿足間隙公差條件，故以上計算結(jié)果合理。 b. 落料Φ90的凸模，查資料可按（5-4）計算公式，即 （5-10） 式中:——凸模的刃口尺寸，mm； ——落料件的落料直徑尺寸，mm，精度IT12，查參考表3-12為； Δ——零件尺寸的公差，查參考表3-12得Δ=0.35； ——磨損系數(shù)，零件精度IT12的磨損系數(shù)=0.75； ，落料件的最大尺寸，mm； ——最小合理間隙，mm,由上述5.2可得=0.246mm； ——凸模的公差，mm。由上述5.2可得=0.025mm，代入上式可得： 5.6 大墊圈落料凹模刃口尺寸和公差的確實 a. 落料Φ90的凹模，查資料可按（5-3）計算公式，即 （5-11） 式中：——落料凹模的刃口尺寸，mm；+ ，落料件的最大尺寸，mm，精度IT12，查參考表3-12為； Δ——制件尺寸的公差，查參考表3-12得Δ=0.35； ——磨損系數(shù)，零件精度IT12的磨損系數(shù)=0.75； ——最小合理間隙，mm，由上述5.2可得=0.246mm； ——凹模的制造公差，mm,按Ф90mm，查上表5-2可得=0.035mm。 代入（5-9）可得： 由5.5b和5.6a可知，Ф90的凸、凹模公差分別為=0.025，=0.035，所以，校核，有0.060<0.114，滿足間隙公差條件，故以上計算結(jié)果合理。 6 模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 6.1 模具材料的選用原則 在沖壓模具的實際生產(chǎn)與設(shè)計中，存在這各種各樣的金屬和非金屬材料可供設(shè)計者選用。主要有碳鋼，如T8A，T10A、Q235；合金鋼，如CrWMn、9CrSi、9Mn2V、GCr15；橡膠以及塑料等等。制造模具的材料，要求具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性、適當(dāng)?shù)捻g性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時不易開裂等性能[7]。 模具的制造原料，應(yīng)滿足以下兩點：一、具有良好的使用性能。包括力學(xué)性能、物理性能，如高剛度、耐磨、耐腐蝕性等等。二、具有良好的沖壓性能。包括材料的壓縮屈曲起皺，材料的塑性和良好的表面質(zhì)量。良好的抗壓失穩(wěn)起皺能力能降低產(chǎn)生失穩(wěn)起皺的概率；同時，良好的表面質(zhì)量要求材料表面平整、光亮、無銹。 模具的壽命應(yīng)綜合考慮模具的工作狀態(tài)、受力環(huán)境、材料性能、生產(chǎn)效率與生產(chǎn)量，并選擇其中的側(cè)重點，合理地在鋼種與熱處理方面做出選擇。 1. 生產(chǎn)批量 大量制造沖壓件時，為了適應(yīng)大量制造的工作要求，凸模和凹模應(yīng)選用高剛度、高強(qiáng)度、高耐磨性的模具鋼。與此同時，模具的其他輔助結(jié)構(gòu)選用的材料質(zhì)量也應(yīng)當(dāng)相應(yīng)的提高以滿足工作需要。小批量生產(chǎn)時，上述要求適當(dāng)放寬，以降低生產(chǎn)成本[8]。 2.材料的性能、零件的使用條件 凸、凹模的選材跟沖壓加工的材料也有關(guān)。當(dāng)加工的材料硬度、剛度較大時，模具也應(yīng)提高其強(qiáng)度與質(zhì)量。例如，鋁青銅凹模有良好的抗粘附性，適合拉絲不銹鋼模具。又如，碳工具鋼的滲透性差是主要的缺點。但是，它的耐沖擊性在行程次數(shù)要求很大地壓床上卻成了優(yōu)勢。對于固定板、卸料板類零件，不但要有足夠的強(qiáng)度，而且要求在工作過程中變形小。對于凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模，應(yīng)選取有足夠硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性等綜合機(jī)械性能較好的模具鋼[9]。 3. 材料性能:應(yīng)思量材料的綜合機(jī)械性能和工廠現(xiàn)有條件。 4. 降低生產(chǎn)成本:微變形模具鋼能適當(dāng)?shù)亟档椭圃熨M用。 5. 開發(fā)專用模具鋼:特殊模具應(yīng)適用于特殊性能。 6. 考慮我國模具的生產(chǎn)和使用情況:零件的使用條件決定了模具材料。選取的模具在保證了主要條件的情況下，應(yīng)選用低廉的原料降低成本。 對模具的工作零件的材料和熱處理的選擇可以根據(jù)以下表6-1選用。選用的模具輔助零件的材料和熱處理可根據(jù)下表6-2選用。 表6-1 模具工作零件的材料和熱處理 表6-2 模具輔助零件的材料和熱處理 6.2 模具零件技術(shù)條件 1.零件的精度、尺寸、粗糙度、熱處理應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)件的要求和本設(shè)計要求。 2. 零件的材料除的選取應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)材料，材料允許代用，但是代用材料的機(jī)械性能應(yīng)等于或高于原材料。 3.零件圖上未標(biāo)極限偏差應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB1804—79規(guī)定的IT14級來標(biāo)注。因此，軸尺寸標(biāo)注h14，孔尺寸標(biāo)注H14，長度尺寸標(biāo)注JS14。 4.除刃口外，零件圖上所有未標(biāo)注的銳邊和銳角均應(yīng)倒角或倒圓角。 5.零件圖上未標(biāo)注的圓角半徑選擇R3～R5。 6.鑄件的非加工表面需清理沙塵，應(yīng)保持表面平整光滑，看不出有明顯的凹凸缺陷。 7.對灰口鑄鐵和球墨鑄鐵尺寸公差應(yīng)與國家標(biāo)準(zhǔn)JB2854—80的規(guī)定標(biāo)注。鑄鋼件的尺寸公差標(biāo)注應(yīng)按國標(biāo)JB2580—79的規(guī)定標(biāo)注。 8.鍛件應(yīng)避免過熱或者過燒的內(nèi)部組織。同時，鍛件應(yīng)避免產(chǎn)生機(jī)械加工無法去掉的裂紋、夾層及凹坑。 9.鑄造模座加工前理應(yīng)接受時效處理。對于要求較高的鑄造模座在粗加工后需要再接受一次時效處理，以減小內(nèi)應(yīng)力。 11.加工后的零件表面，不應(yīng)有各種缺陷以防影響零件使用。 12.熱處理后的零件應(yīng)嚴(yán)格避免裂縫，柔軟和脫碳區(qū)，防止影響使用。熱處理后的零件還應(yīng)當(dāng)清除氧化物、臟物和油污。 13.外輪廓滲碳淬火的制件生成的滲碳層要求是制品加工后的。 14.鋼制零件的非工作表面應(yīng)根據(jù)要求進(jìn)行發(fā)黑處理，部分非配合表面也一樣需要發(fā)黑處理。 15.零件圖上所有模座、凹模塊及墊板等零件，其平行度公差應(yīng)當(dāng)符合下表6-3的規(guī)定。 16.矩形的凸模固定板、凹模板、以及卸料板，它們的垂直度公差應(yīng)按照表6-7的規(guī)定。滿足垂直度的情況下，它們的粗糙度Ra允許降為1.6μm。 17．各種模柄包括帶柄上模座，它們的的圓跳動公差應(yīng)當(dāng)按照表6-6的規(guī)定選取。 18．上下模座的導(dǎo)柱和導(dǎo)套，其軸心線需要與基準(zhǔn)面垂直。它們的垂直度公差按如下規(guī)定： （1）本模塊對滾動導(dǎo)柱或?qū)椎谋壤?00: 0.005mm。 （2）本模塊對滑動導(dǎo)柱或?qū)椎谋壤?00: 0.01mm。 19.各種模座（包括通用模座）,在滿足了平行度要求的情況下，它們的上、下兩個平面的表面粗糙度Ra可以允許降為1.6μm。 20.模座上的起重孔為螺孔，其基本尺寸按國標(biāo)GB196—81選取，公差按國標(biāo)GB197—81選取。經(jīng)供需雙方協(xié)議可以改為鉆孔。 21.導(dǎo)套的導(dǎo)入端可以增加擴(kuò)大的錐孔，其孔直徑不大于Ф55毫米時，則3毫米長度內(nèi)為0.02毫米；其孔直徑大于Ф55毫米時，則5毫米長度內(nèi)為0.04毫米。 22.各類鑄造模座以及通用模座的非加工輪廓需要在清理后進(jìn)行除漆處理。 表6-3 平行度公差（mm） 23.導(dǎo)柱和導(dǎo)套的端頭在與圓柱面的接觸處產(chǎn)生半徑為2毫米的小圓角。該圓角應(yīng)當(dāng)在精磨后用油石修出。 24.在滿足使用品質(zhì)的條件下，是否需要鑄造模座上的壓板臺可由買賣雙方協(xié)定商議。 25.螺釘和銷釘是模具零部件再定位之后用以于牢固的元件。 表6-4 模柄圓跳動公差（mm） 表6-5 螺釘間距（mm） 表6-6 螺釘許用承載能力 表6-7 垂直度公差（mm） 注：1.基本尺寸是指測零件的短邊長度尺寸； 2.垂直度誤差是指長邊的基準(zhǔn)對短邊的垂直度最大額允許值； 3.公差等級按GB1184-80選取。 6.3 沖壓模具工作部分設(shè)計 6.3.1大墊圈落料凹模的構(gòu)造設(shè)計及校核 大墊圈的落料尺寸是Ф89.783mm，它的精度等級是IT12，其零件制造公差Δ是0.35mm。由第五章可知，采用分別加工法進(jìn)行加工。其中，落料凹模刃口尺寸是。落料的尺寸盡管很大，然而刃口形狀較為簡易，由此依據(jù)可按照表6-1選用凹模材料為T10A，58～62HRC。 工作時，凹模的受力比較復(fù)雜，想要精確計算凹模尺寸非常困難。圓形凹模的尺寸可以從國標(biāo)冷沖?；蛘吖S標(biāo)準(zhǔn)件中選??；非標(biāo)準(zhǔn)形狀的凹模的受力更為復(fù)雜，如今理論無法準(zhǔn)確計算出來。本設(shè)計中的大墊圈圓形凹模的外形尺寸有查表法和經(jīng)驗公式法，具體如下： 凹模外形尺寸有兩種計算途徑。 方法一：查表 本設(shè)計中，沖裁件的最大外形b=90，料厚t=2,由此查下表6-8中直接得出凹模厚度H和壁厚C，即： H=28mm C=40mm 表6-8 凹模外形尺寸（mm） 方法二：經(jīng)驗公式法 凹模高度： H=Kb≥8mm （6-1） 凹模壁厚： （6-2） 式中：b——沖壓件最大外形尺，mm； K——系數(shù)，因為板材厚度t的影響，其值可由表6-9查得K=0.28. 表6-9 系數(shù)K值 凹模高度H=Kb=0.28×90=25.2mm≥8mm。 凹模壁厚C=(1.5~2)H=37.8~50.4≥30mm。 凹模強(qiáng)度校核公式如下： （6-3） 式中：——凹模最小厚度（毫米）； F——沖裁力（N），經(jīng)計算得F=253490N。 因此， 考慮到安裝的問題，此模具是倒裝復(fù)合模， 設(shè)計的凹模是直接用螺釘直接固定在上模座上并以固定板固定的，是以，為安裝便利，凹模不宜過高，厚度不宜過厚，不然就會干擾裝模的空間。 綜合以上兩種方法，可得：凹模刃口處厚度為9毫米，凹模下部厚度C=35毫米。 由于落料凹模厚度為32毫米,查表6-6可知道，應(yīng)選擇3枚M8x70的內(nèi)六角螺釘作為落料凹模的緊固螺釘。查資料按國標(biāo)選用8x30的彈性擋料銷，以及兩枚14x90的定位銷。配合選擇H6/f6的過渡配合，孔壁的表面粗糙度應(yīng)該低至Ra1.6μm。落料凹模壓入上模座的深度為30毫米。落料凹模的零件圖如下圖6-1所示。 圖6-1 落料凹模零件圖 6.3.2小墊圈沖孔凸模的設(shè)計及校核 眾所周知，沖孔凸模在高強(qiáng)度頻繁的工作，考慮到凸模的工作性質(zhì)，所以凸模應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和韌度。當(dāng)然，耐磨性、耐沖擊的特性必不可少。綜合考慮，沖孔凸模的制造材料選用T10A，HRC58-62。 由于沖床的工作頻繁沖擊，是以，制件不單單應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和韌性，而且還具備高剛度、耐磨性、耐沖擊性和變形后的淬火等優(yōu)點。所以沖孔凸