筒形傳感器外殼的沖壓模具設(shè)計【彎角L形件級進模優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含8張CAD圖紙帶外文翻譯】-cymj17

筒形傳感器外殼沖壓模具設(shè)計

摘要

沖壓加工是現(xiàn)代機械制造業(yè)中先進高效的加工方法之一。它是利用安裝在壓力機上的模具，在常溫或加熱的條件下對板材施加壓力使其變形和分解，從而獲得一定形狀、尺寸的零件加工方法。采用普通的沖壓的模具生產(chǎn)較率低，且費用較高，經(jīng)估算占沖壓件總成本的30%～40%，甚至更高一些。根據(jù)工件特點選擇采用級進模沖壓生產(chǎn)以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。本次設(shè)計采用級進模沖壓生產(chǎn)。本文對采用級進模沖壓生產(chǎn)彎角的分析，計算以及具體方案做了介紹。

關(guān)鍵詞：彎角；級進模；沖壓

Cylindrical Sensor Housing Stamping Die Design

Abstract

    The stamping is one of the modern machinery manufacturing state-of-the-art and efficient processing methods. It is installed in the press mold, and applying pressure to deform and decomposition of the plate under the conditions of room temperature or heated to obtain a certain shape, the size of the parts processing method. The ordinary stamping mold production is relatively low, and the cost is higher, the estimate accounted for 30% to 40% of the total cost of stamping parts, and even higher. According to the  work piece characteristics of progressive die stamping production in order to improve production efficiency, reduce production costs. The design uses a progressive die stamping production. Analysis of progressive die stamping corner, computing, and specific programs is introduced.

Key Words: Corners; Progressive die; Stamping

目  錄

1 緒論.......................................................................................................................1

1.1全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù).............................................................................1

1.2高速銑削加工........................................................................................................1

1.3模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)..........................................................................................1

1.4電火花銑削加工.....................................................................................................2

1.5提高模具標準化程度..............................................................................................2

1.6優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)................................................................................2

1.7模具研磨拋光將自動化、智能化............................................................................2

1.8模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展.......................................................................................2

1.9級進模的優(yōu)缺點.....................................................................................................2

2 設(shè)計初始資料.......................................................................................................4

 2.1技術(shù)要求...............................................................................................................4

 2.2工件生產(chǎn)批量........................................................................................................5

 2.3原材料規(guī)格及毛坯情況..........................................................................................5

3 分析沖壓零件（彎角）的工藝性.......................................................................6

 3.1沖壓件經(jīng)濟性分析.................................................................................................6

3.2沖壓件工藝性分析.................................................................................................6

3.3沖模制造精度的選擇..............................................................................................6

3.4其他方面...............................................................................................................7

4 確定工藝方案及模具形式...................................................................................8

 4.1排樣.....................................................................................................................8

 4.2工序的確定...........................................................................................................8

 4.3搭邊類型的確定....................................................................................................8

 4.4卸料板的選擇........................................................................................................9

5 工藝計算.............................................................................................................10

 5.1毛坯工藝計算......................................................................................................10

  5.1.1排樣及搭邊值的計算........................................................................................10

  5.1.2步距的計算.....................................................................................................10

  5.1.3條料寬度的確定...............................................................................................11

  5.1.4材料利用率的計算...........................................................................................11

  5.1.5板料的裁剪.....................................................................................................12

 5.2沖壓力的計算......................................................................................................12

  5.2.1沖裁力計算.....................................................................................................12

  5.2.2卸料力、推件力和頂件力計算..........................................................................13

  5.2.3計算總沖壓力..................................................................................................14

 5.3確定壓力中心......................................................................................................14

  5.3.1壓力中心.........................................................................................................14

  5.3.2壓力中心的計算..............................................................................................15

 5.4凸凹模工作部分尺寸計算.....................................................................................16

  5.4.1尺寸計算原則..................................................................................................16

  5.4.2沖裁間隙的選擇..............................................................................................16

  5.4.3凸凹模刃口尺寸..............................................................................................17

 5.5確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸（凹凸模的設(shè)計）..........................................................20

  5.5.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與標準化.................................................................................20

  5.5.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與標準化.................................................................................22

 5.6初選沖壓設(shè)備......................................................................................................23

6 模具強度校核.....................................................................................................24

 6.1模具失效形式......................................................................................................24

 6.2對沖裁部分的模具零件進行校核計算....................................................................24

7 壓力機的選用.....................................................................................................25

 7.1壓力機的校核......................................................................................................25

8 模具零部件設(shè)計.................................................................................................27

 8.1模具標準件的選擇...............................................................................................27

  8.1.1模架的選用.....................................................................................................27

  8.1.2導向裝置的確定..............................................................................................27

  8.1.3模柄的選擇.....................................................................................................28

  8.1.4沖壓加工時定位部分的設(shè)計.............................................................................29

  8.1.5卸料形式的確定..............................................................................................29

  8.1.6導料裝置的確定..............................................................................................29

 8.2模具材料的選用...................................................................................................30

9 模具的裝配.........................................................................................................31

10 技術(shù)經(jīng)濟性分析...............................................................................................32

 10.1沖裁件的經(jīng)濟性分析..........................................................................................32

 10.2模具的經(jīng)濟性分析..............................................................................................32

11 結(jié)論...................................................................................................................34

參考文獻...............................................................................................................35

致謝.......................................................................................................................36

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附錄 A 級進模的熱處理的并行設(shè)計 傳統(tǒng)的級進模設(shè)計，主要是經(jīng)驗或半經(jīng)驗，脫離制造過程。在設(shè)計完成之前 ,級進模計劃通常一再修改，從而形成一些弊端。如開發(fā)期長、成本高、效果不實用。由于對精確、使用壽命、開發(fā)成本和時間有很高的要求，現(xiàn)代級進模設(shè)計和制造應(yīng)該很完全。因此，越來越多的先進技術(shù)和創(chuàng)新已經(jīng)被應(yīng)用，例如并行工程、靈活制造、虛擬制造、合作設(shè)計等。 級進模的熱處理是與設(shè)計、制造和裝配同等重要的，因為它對制造、裝配和服務(wù)具有重要影響。級進模的設(shè)計和制造進步很快。但在它們背后熱處理嚴重滯后。級進模工業(yè)的發(fā)展，熱處理 必須保證級進模有好的狀態(tài)及制造、裝配和抗磨損性要求。熱處理可以影響級進模生產(chǎn)比如過硬和軟、裝配。傳統(tǒng)的熱處理過程和方法提出了按設(shè)計提出的方式。這會使設(shè)計者和級進模及熱處理偏離對方，設(shè)計者和級進模不能完全實現(xiàn)熱處理過程中，材料特性、創(chuàng)意設(shè)計了解甚少的服務(wù)環(huán)境和設(shè)計思想。這些分歧將影響級進模進度。 因此，如果程序設(shè)計熱處理是在早期設(shè)計階段，目標是縮短開發(fā)時間、降低成本、穩(wěn)定質(zhì)量， 實現(xiàn)了從傳統(tǒng)的發(fā)展模式，同時并行順序?qū)崿F(xiàn)。 并行工程是把電腦整合系統(tǒng)設(shè)計為載體 ,在每個階段開始后，工廠要考慮，例如制造、熱處理、 成本等因素，以避免錯誤。并行方式駁回有缺陷的連續(xù)方式，給連續(xù)方式帶來一場革命。在當前的工作，同時結(jié)合熱處理的情況下，死亡和發(fā)展模式，并進行了系統(tǒng)的研究和深刻。 1 熱處理下的并行處理 并行方式與順序方式最終不同。對于順序方式，主要考慮級進模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，幾乎沒有考慮到過程，這樣的錯誤很容易擴散倒退。同時，設(shè)計部門很少與組裝、銷售部門和成本核算溝通。這些問題勢必影響級進模的開發(fā)進度和市場前景。而并行方式，政府部門之間的密切關(guān)系，各有關(guān)部門參加級進模的發(fā)展和進步，與買家有著密切聯(lián)系。這有利于消除部門之間的矛盾，提高 效率，降低成本。在并行方式中的熱處理，沒有經(jīng)費的情況后，采取了藍圖，但在級進模的設(shè)計，這樣做，有利于優(yōu)化熱處理過程中充分利用潛力的材料。 2 級進模熱處理一體化中的應(yīng)用 可以看出設(shè)計和模擬過程是熱處理一體化框架的核心。在信息輸入透過產(chǎn)品設(shè)計及模塊熱處理過程中產(chǎn)生的經(jīng)熱處理、計算機輔助設(shè)計工程將自動把尺寸分割為部分繪畫網(wǎng)、模擬溫度場微觀結(jié)構(gòu)分析后熱處理和缺陷可能出現(xiàn)的 (如過熱，在燃燒 ) 然后熱處理過程中，如果被判定是根據(jù)優(yōu)化結(jié)果由立體再現(xiàn)技術(shù)。此外理想工具和夾具、計算機輔助設(shè)計處納入該系統(tǒng)。同 時將根據(jù)工程范圍內(nèi)的信息與其它部門共享。這使熱處理過程和優(yōu)化過程，確保良好。 型與立體展望技術(shù)對于熱處理技術(shù) 級進模具的材料、結(jié)構(gòu)和規(guī)模的問題，根據(jù)熱處理及級進?？梢酝ㄟ^ 3型和階段加熱條件下轉(zhuǎn)變?yōu)樵诩夁M模具和熱處理工是可行的，因為它已經(jīng)突破的計算階段轉(zhuǎn)變定律，形成跨階段，第一階段重點，強調(diào)熱、熱轉(zhuǎn)移等。例如，立體熱算法進行模型 /地方取暖和復雜的印象和不對稱級進模，ＭＡＲＣ微結(jié)構(gòu)改造模型軟件使用。 計算機能把目前的溫度、壓力和微觀結(jié)構(gòu)展示在任意時間和程序，整個改造立體 配套的溫度場、壓力和微結(jié)構(gòu)領(lǐng)域方面。 如果能結(jié)合成本、各種部分成本可以由電腦預測。 處理過程設(shè)計 由于特殊的要求編制，硬度、表面粗糙度和在扭曲級進模具熱處理中，包括輸入?yún)?shù)中類型、溫度和輸入溫度和時間的磨煉，必須正確選擇，是否使用化學或表面淬火熱處理參數(shù)，必須正確地確定。很難確定完全由電腦參數(shù)。 由于電腦技術(shù)的迅速發(fā)展。近十幾年，難以大規(guī)模計算過。模擬和財產(chǎn)的權(quán)衡，需要的時間和成本熱處理后，不難優(yōu)化熱處理過程。 處理數(shù)據(jù)庫 熱處理數(shù)據(jù)庫的描述。數(shù)據(jù)庫提供了基礎(chǔ)熱處理過程。一般分為材 料熱處理數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫過程數(shù)據(jù)庫。這是必然趨勢預測和處理成本物資。雖然很難建立一個成本數(shù)據(jù)庫 ,必須建立數(shù)據(jù)庫的一系列試驗。包括鋼鐵材料數(shù)據(jù)庫等級、化學成分、性能及國內(nèi)外級平行表。 數(shù)據(jù)庫包括熱處理過程、階級、保溫時間和冷卻速度。 基于數(shù)據(jù)庫，可熱處理過程中產(chǎn)生的規(guī)則推斷。 處理設(shè)備和工具 熱處理過程被確定后，工具和 統(tǒng)設(shè)備轉(zhuǎn)移設(shè)計制造的消息到數(shù)控裝置。通過快速成型機床、夾具和工具的可靠性來判斷。整個程序用網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移，沒有人為的干擾。 3 關(guān)鍵技術(shù) 合溫度、微結(jié)構(gòu)、壓 力和成本 熱處理程序是溫度程序、程序強調(diào)、微觀結(jié)構(gòu)的互動。三個因素都影響成本。在加熱和冷卻、壓力和熱轉(zhuǎn)換會出現(xiàn)在微觀結(jié)構(gòu)的變化。微觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)的溫度變化的溫度和壓力彼此交流的成本。研究這四個因素相互作用有了很大發(fā)展，但還沒有普遍建立數(shù)學模型。許多模型試驗很好配合，但不能付諸實施。最困難的分析解決問題的模式，采用數(shù)字方式，計算有誤。 即使如此，比較有經(jīng)驗的定性分析方法，使得計算機模擬熱處理重大進展。 立和整合模式 級進模具的設(shè)計、制造、熱處理、裝配、維修等發(fā)展模式。要有自己的模式和數(shù)據(jù)庫 . 他們通過彼此的實體關(guān)系模式成為一個系列。通過建立和利用強有力的推論機制，優(yōu)化設(shè)計的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)的。產(chǎn)品模型和其他模型建立了關(guān)系。產(chǎn)品款式變化的情況下改變基本模型。事實上，它是屬于級進模具的數(shù)據(jù)。熱處理后并入系統(tǒng)模型，它不再是一個孤立的單位，而其他成員關(guān)系密切的系統(tǒng)模型。經(jīng)過搜查，從熱處理數(shù)據(jù)庫的計算和推理、熱處理程序，受級進模具的幾何模型、制造模型和成本的代價的限制被獲得。如果不服從限制，系統(tǒng)會發(fā)出解釋性警報。各設(shè)計單位通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。 員之間的和諧與管理 復雜的級進模具，需要項目組之間的密切合作 。因為每個成員都考慮到短期全球級進模具的發(fā)展，必須加以管理和協(xié)調(diào)。首先，每個項目小組要確立自己的條件和資源管理的要求，加強學習的要求，并在規(guī)定的工作程序，以避免沖突。其次，要發(fā)展計劃執(zhí)行和監(jiān)督機制應(yīng)該建立。排除在適當發(fā)展情況下的阻塞。 4 結(jié)論 （ 1） 經(jīng)應(yīng)用到級進模具和熱處理的并行設(shè)計和作圖中，可以提高效率，很容易發(fā)現(xiàn)明顯的矛盾和問題。 （ 2） 級進模具的發(fā)展是在同一平臺。在熱處理過程中取得，設(shè)計者獲得相關(guān)資料及其他設(shè)計可轉(zhuǎn)讓自營部門的信息平臺。 （ 3） 制定了正確的發(fā)展，及時調(diào)整計劃，可大 大縮短開發(fā)時間，并降低成本。 附錄 B ie 17[ by or is is of is as to be of is as as it a on of t As of by as to by of of of to a if of is in of be t he of to be as a at as so in to of a In of t he 1 he to of so of in in of is to of in is In it is to of of 2 ie t be of of AD AE of as is if is to by AD AM 2． 1 3-D he be as as -D on of it of 3-D of at in t he -D by If be be by 2． 2 ue to be or be It is to by in By it is to 2． 3 is is of is It is an to by it is to a it is to by a of on be by 2． 4 is to of be is by in is no 3 ． 1 of is a of on on of be of in is so of by 3． 2 of he so in by of be in In it to of is it is no an a is to in is by by is If is by 3． 3 he of is of to be of of up in to be be be in is 4 1） is （ 2） is on is to on （ 3） it in 1 現(xiàn)代快速經(jīng)濟制造模具技術(shù) 伴隨 著全球經(jīng)濟的發(fā)展，新的技術(shù)革命不斷取得新的進展和突破，技術(shù)的飛躍 發(fā)展已經(jīng)成為推動世界經(jīng)濟增長的重要因素。市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn) 品越來越向多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展，為了保持和加強產(chǎn)品在市場上的競爭力，產(chǎn)品的開發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來越短，于是對制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備 —— 模具的要求越來越苛刻。 一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益，使得模具向著高速、精密、長壽命方向發(fā)展；另一方面企業(yè)為了滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、贏得市場的需要，要求模具 向著制造周期短、成本低的快速經(jīng)濟的方向發(fā)展。計算機、激光、電子、新材料、新技術(shù)的發(fā)展，使得快速經(jīng)濟制模技術(shù)如虎添翼，應(yīng)用范圍不斷擴大，類型不斷增多，創(chuàng)造的經(jīng)濟效益和社會效益越來越顯著。 快速經(jīng)濟制模技術(shù)與傳統(tǒng)的機械加工相比，具有制模周期短、成本低、精度與壽命又能滿足生產(chǎn)上的使用要求，是綜合經(jīng)濟效益比較顯著的一類制造模具的1 快速原型制造技術(shù) 快速原型制造技術(shù)簡稱 80年代后期發(fā)展起來的一種新型制造技術(shù)。美國、日本、英國、以色列、德國、中國都推出了自己的商業(yè)化產(chǎn)品，并逐漸形成了新型產(chǎn)業(yè)。 電腦、激光、光學掃描、先進的新型材料、計算機輔助設(shè)計 (計算機輔助加工 (數(shù)控 (合應(yīng)用的高新技術(shù)。在成型概念上以平面離散、堆積為指導，在控制上以計算機和數(shù)控為基礎(chǔ)，以最大柔性為總體目標。它摒棄了傳統(tǒng)的機械加工方法，對制造業(yè)的變革是一個重大的突破，利用 技術(shù)已被汽車、航空、家2 表面成型制模技術(shù) 表面成型制模技術(shù)，主要是利用噴涂、電鑄、化學腐蝕等新的 工藝方法形成型腔表面及精細花紋的一種工藝技術(shù)，實際應(yīng)用中包電弧噴涂成型制模技術(shù) 電弧噴涂成型技術(shù)的原理是：利用 2根通電的金屬絲之間產(chǎn)生電弧的熱量將金屬絲熔化，依靠高壓氣體將其充分霧化，并給予一定的動能，高速噴射在樣模表面，層層鑲嵌，形成一金屬殼體，即型腔的內(nèi)表面，再用充填基體材料 (一般為金屬粉粒與樹脂的復合材料 )加以支撐加固，提高其強度和剛性，連同金屬模架組合成模具。這種制模技術(shù)工藝簡單、成本低，制造周期非常短， 2 型腔表面的成型僅需幾個小時，節(jié)省能源和金屬材料，一般型腔表面僅 2真性極強，花紋精度可達到 m。 目前該技術(shù)被廣泛地用于飛機、汽車的內(nèi)飾件模具、家電、家俱、制鞋、美術(shù)工藝品等表面形狀復雜及花紋精細的各種聚氨酯制品的吹塑、吸塑、 電鑄成型技術(shù) 電鑄成型技術(shù)的原理同電鍍一樣，是依樣模 (現(xiàn)成制品或按制品圖紙制成的母模 )為基準 (陰極 )，置放在電鑄液中 (陽極 )，使電鑄液中的金屬離子還原后一層一層地沉積在樣模上，形成金屬殼體，將其剝離后，與樣模接觸的表面即為模具的型腔內(nèi)表面。該技術(shù)主要特點是節(jié)省材料、模具制造周 期短，電鑄層硬度可達 40高了耐磨性和壽命，粗糙度、尺寸精度與樣模完全一致，適用于注射、吸塑、吹塑、搪塑、膠木模、玻璃模、壓鑄模等模具型腔及電火花成型電蝕刻技術(shù)是光學、化學、機加工綜合應(yīng)用的一種技術(shù)，它的基本原理是先把花紋圖案制成膠片，再把膠片上的花紋圖案復制在已涂上光敏材料的模具型腔表面上，經(jīng)過化學處理，模具型腔表面形成不被蝕刻部分的保護層，再根據(jù)模具材質(zhì)，選擇相應(yīng)蝕刻工藝，將花紋圖案蝕刻在模具內(nèi)表面上。 該技術(shù)的主要特點是時間短、費用低，修補破 損花紋圖案可做到天衣無縫。 3 澆鑄成型制模技術(shù)出凸、凹模，型腔表面不需要機械加工。 4 擠壓成型技術(shù) 利用鈹銅合金的良好的導熱性和穩(wěn)定性，經(jīng)固熔時效處理后，采用冷擠壓制造模具凹模型腔。其特點是制造周期短，型腔精度高 (，表面粗糙度 m,強度高，壽命可達 50 萬次，無環(huán)境污染。該技術(shù)是利用金屬材料在細化晶粒、一定成型溫度、低變形速率條件下，材料具有最佳超塑性時，將事先制作好的凸模，用較小的力便可擠壓出凹模的一種快速經(jīng)濟制模技術(shù)。超塑成型材 料的典型代表是 L 5無模多點成形技術(shù) 無模多點快速成形技術(shù)是以 用計算機控制高度可調(diào)基本體群形成上下成形面，代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具對板料進行三維曲面成形的又一現(xiàn)代先進制造技術(shù)。此項技術(shù)可以隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高材料的成形極限，可反復成形，以此消除材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力，實6 凱維朗 (帶沖裁落料制模技術(shù) 新型鋼帶沖裁落料制模技術(shù)是一種不同于一般具有凸、凹模結(jié)構(gòu)的鋼帶模，它是由單刃鋼帶與特制墊板組成 的新型快速經(jīng)濟制模技術(shù)。這種模具重量輕，一般只有 200工精度為 ± 3 適合各種黑色和有色金屬的 命可達到 5 7 模具毛坯的快速制造技術(shù) — 實型鑄造 由于大量的模具是屬于單件或小批量生產(chǎn)，模具毛坯的制造質(zhì)量和周期及成本對最終的模具質(zhì)量和周期及成現(xiàn)代模具毛坯已廣泛地采用子實型鑄造技術(shù)，所謂實型鑄造就是利用泡沫塑料 (聚苯乙烯 — 作代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木?；?金屬模，造型后不需取出模型，便可以澆鑄，泡沫塑料模型的高溫液體金屬作用下，迅速燃燒氣8 其它方面技術(shù)周期，在國內(nèi)外也先后出現(xiàn)了一些其它方面新技術(shù)的應(yīng)用，如快換模架、沖壓單元、氮氣彈簧在模具上的應(yīng)用 氮氣彈簧是一種新型彈性功能部件，用它代替彈簧、橡膠、聚氨酯或者氣墊，它能夠準確地提供壓邊力，在較小空間便可產(chǎn)生較大初始彈壓力，不需 預緊，在模具整個工作過程中彈壓力基本恒定。彈壓力大小及受力點位置可隨時、準確、方便地調(diào)整，簡化模具拉伸、壓邊、卸料等結(jié)構(gòu)，簡化模具設(shè)計，縮短制模周期，調(diào)試模具方便，縮短更換模具時間，提高生產(chǎn)效率。 快速換模技術(shù) 由于產(chǎn)品品種的增多，使模具在生產(chǎn)中更換變得十分頻繁，于是如何縮短沖壓設(shè)備的停機時間，提高生產(chǎn)效率，快速換模技術(shù)受到了人們的關(guān)注。目前發(fā)達工業(yè)國家的一些大公司換模速度達到了驚人的程度，是否具有快速換模技術(shù)已成為企業(yè)技術(shù)進步的一項標志?？偟内厔菥褪菧p少模具在設(shè)備上安裝、固定、調(diào)整的時間，這既 要在設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計上予以考慮，又要在模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、標沖壓單元組合技術(shù) 沖壓單元組合技術(shù)是將常規(guī)的沖模分解為一個個簡單的單元沖模，根據(jù)工序件的要求，排列組合，在同一次沖程內(nèi)完成多種沖壓工序的新型工藝裝備，工作時沖壓單元不與沖床滑塊聯(lián)接，只需滑塊打擊即可完成沖壓工作。單獨使用時它就是 1副完整模具。它可以用來加工板料或型材的沖孔、落料、切角、切槽、切斷及淺拉伸等。具有組裝快捷、使用方便、通用性強、經(jīng)濟性好等特點，可加工塑料在模具制造中的應(yīng)用 可加工塑料在發(fā)達的工業(yè)國家應(yīng)用較普遍，特別是在汽車、飛機等制造業(yè)中，主要代替木材或金屬制作汽車車身主模型、靠模、檢具和鑄造模型等?？杉庸に芰系闹饕攸c是兼?zhèn)淠静暮徒饘俚膬?yōu)良加 4 工性能，制作工藝簡捷 (可采用模塑、澆注、拼粘、雕塑等方法 )、尺寸穩(wěn)定性好、快速經(jīng)濟制模技術(shù)種類很多，其所具有的特點、應(yīng)用范圍各不相同，本文僅能概括地做一些簡單介紹，每種技術(shù)在具體應(yīng)用和實施過程中尚有許多 具體的工藝過程、工藝參數(shù)及其技術(shù)特性。 模具是基礎(chǔ)工業(yè)之一，在全球化市場經(jīng)濟和各種高新技術(shù)的迅猛發(fā)展形勢下，快速經(jīng)濟模具賦予了新的使命和全新的內(nèi)涵，分類不斷增加，快速經(jīng)濟制模材料向著多品種系列化邁進，工藝不斷有新的創(chuàng)新和突破，與之配套設(shè)備相繼問世，服務(wù)領(lǐng)域在不斷地拓寬，創(chuàng)造的經(jīng)濟效益越來越顯著。隨著商品經(jīng)濟的發(fā)展，激烈的市場競爭，產(chǎn)品更新?lián)Q代的加速，對快速經(jīng)濟制模技術(shù)在縮短周期、降低成本，提高精度和延長壽命方面的要求勢必會越來越高。由于它能使企業(yè)贏得市場，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟效益，越來越受到企業(yè)家的青睞和有關(guān)領(lǐng)導 部門的極大關(guān)注與政策資金的支持。各種快速經(jīng)濟制模技術(shù)在推廣應(yīng)用過程中也會不斷完善成熟和發(fā)展，由于高新技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)的復合與滲透，為適應(yīng)生產(chǎn)中的不同需求，今后必定會形成一些新型、節(jié)約能源、節(jié)約材料的快速制模技I 筒形傳感器外殼沖壓模具設(shè)計 摘要 沖壓加工是現(xiàn)代機械制造業(yè)中先進高效的加工方法之一。它是利用安裝在壓力機上的模具，在常溫或加熱的條件下對板材施加壓力使其變形和分解，從而獲得一定形狀、尺寸的零件加工方法。采用普通的沖壓的模具生產(chǎn)較率低，且費用較高，經(jīng)估算占沖壓件總成本的 30%～ 40%，甚至更高一些。根據(jù)工件特點選擇采用級進模沖壓生產(chǎn)以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。本次設(shè)計采用級進模沖壓生產(chǎn)。本文對采用級進模沖壓生產(chǎn)彎角的分析，計算以及具體方案做了介紹。 關(guān)鍵詞： 彎角；級進模；沖壓 he is of It is in to of of or to a of is is 0% 0% of of to of in to a of is 錄 1 緒論 ......................................................................................................................面推廣 術(shù) ............................................................................速銑削加工 .......................................................................................................具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) .........................................................................................火花銑削加工 ....................................................................................................高模具標準化程度 .............................................................................................質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù) ...............................................................................具研磨拋光將自動化、智能化 ...........................................................................具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 ......................................................................................進模的優(yōu)缺點 .................................................................................................... 設(shè)計初始資料 ......................................................................................................術(shù)要求 ..............................................................................................................件生產(chǎn)批量 .......................................................................................................材料規(guī)格及毛坯情況 ......................................................................................... 分析沖壓零件（彎角）的工藝性 ......................................................................壓件經(jīng)濟性分析 ................................................................................................壓件工藝性分析 ................................................................................................模制造精度的選擇 .............................................................................................他方面 .............................................................................................................. 確定工藝方案及模具形式 ..................................................................................樣 ....................................................................................................................序的確定 ..........................................................................................................邊類型的確定 ...................................................................................................料板的選擇 ....................................................................................................... 工藝計算 ............................................................................................................坯工藝計算 .....................................................................................................排樣及搭邊值的計算 ....................................................................................... 步距的計算 ....................................................................................................條料寬度的確定 .............................................................................................. 材料利用率的計算 .......................................................................................... 板料的裁剪 ....................................................................................................V 壓力的計算 ..................................................................................................... 沖裁力計算 .................................................................................................... 卸料力、推件力和頂件力計算 ......................................................................... 計算總沖壓力 .................................................................................................定壓力中心 ..................................................................................................... 壓力中心 ........................................................................................................ 壓力中心的計算 .............................................................................................凹模工作部分尺寸計算 .................................................................................... 尺寸計算原則 ................................................................................................. 沖裁間隙的選擇 ............................................................................................. 凸凹模刃口尺寸 .............................................................................................定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸（凹凸模的設(shè)計） ......................................................... 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與標準化 ................................................................................ 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與標準化 ................................................................................選沖壓設(shè)備 ..................................................................................................... 模具強度校核 ....................................................................................................具失效形式 .....................................................................................................沖裁部分的模具零件進行校核計算 ................................................................... 壓力機的選用 ....................................................................................................力機的校核 ..................................................................................................... 模具零部件設(shè)計 ................................................................................................具標準件的選擇 .............................................................................................. 模架的選用 .................................................................................................... 導向裝置的確定 ............................................................................................. 模柄的選擇 .................................................................................................... 沖壓加工時定位部分的設(shè)計 ............................................................................ 卸料形式的確定 ............................................................................................. 導料裝置的確定 .............................................................................................具材料的選用 .................................................................................................. 模具的裝配 ........................................................................................................0 技術(shù)經(jīng)濟性分析 ..............................................................................................裁件的經(jīng)濟性分析 .....................................................................................................................................................................................1 結(jié)論 .................................................................................................................. 參考文獻 ..............................................................................................................謝 ...................................................................................................................... 緒論 1 1 緒論 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求各行各業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代快，對模具的需求量加大。我國設(shè)計生產(chǎn)的沖壓模大多為簡單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級進模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足 100 萬次，模具最高壽命達到 1 億次以上，精度達到 3～ 5 50 個以上的級進工位，與國際上最高模具壽命 6 億次，平均模具壽命 5000 萬次相比，處于 80年代中期國際先進水平。一般模具國內(nèi)可以自行制造，但很多大型復雜、精密和長壽命的多工位級進模大型精密塑料模復雜壓鑄模和汽車覆蓋件模等仍需依靠進口，近年來模具進口量已超過國內(nèi)生產(chǎn)的商品模具的總銷售量。為了推進社會主義現(xiàn)代化建設(shè)，適應(yīng)國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進一步技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整和加速國產(chǎn)化的繁重任務(wù)。目前我國模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國際先進水平低許 多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進水平長許多。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復雜程度上；工藝水平低主要表現(xiàn)在設(shè)計、加工、工藝裝備等方面。 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 ” 、 “ 價格低 ” 的要求服務(wù) ]1[ 。 達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： 面推廣 術(shù) 模具 術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及 術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 術(shù)培訓和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大 術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能 化、集成化方向發(fā)展。 具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 式的 據(jù)，用于模具制造業(yè)的 “逆向工程 ”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電錯誤 !未指定書簽。 等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在 “十五 ”期間將發(fā)揮更大的作用。 火花銑削加工 電火花銑 削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工 (像數(shù)控銑一樣 )，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預計這一技術(shù)將得到發(fā)展。 高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到 30%左右。國外發(fā)達國家一般為 80%左右。 質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的 壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積 ( )、等離子噴涂等技術(shù)。 具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。 具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤； 有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 彎角是機器中的常用零件，現(xiàn)在已大批量生產(chǎn)。方法是分兩道工序完成，一個沖孔，一個落料。設(shè)計一個安全，高效，高精度，低成本的模具具有很現(xiàn)實的意義。這里我要設(shè)計一個級進模來完成這個零件的生產(chǎn)。 進模的優(yōu)缺點： 在一副級進模內(nèi)，可以包括沖裁，彎曲，成型，拉伸等多道工序，故用一臺沖床可完成從板料到成品的各種沖壓過程，從而免去了用單工序模的周轉(zhuǎn)和每次沖壓的定位過程，畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 提高了勞動生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。有些復雜的小型零件，若不采用級進模幾乎是不能 生產(chǎn)的。 級進模的設(shè)計和制造都比較費事，與其他模具相比，好像是成本高，但如果用許多單工序模代替一副級進模，其許多單工序模的總造價比一副級進模要高得多，因此在條件允許的情況下采用級進模往往是減低模具成本的較好措施。采用級進?？梢杂靡慌_沖床取代數(shù)臺甚至幾十臺沖床的工作。對提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品成本十分有利。另外，級進模自動化程度高，操作者可在沖床危險區(qū)以外操作，具有操作安全的顯著特點。對于工序復雜的工作應(yīng)首先考慮采用級進模。 采用級進模也受到一些限制。首先是工件的大小，太大的工件，工位數(shù)較多，模具自然也就比較大 ，這時要考慮模具與沖床工作臺面的匹配性。其二是級進模要采用條料，對某些形狀復雜的工件產(chǎn)生的廢料較多，在選用級進模的時候要注意材料利用率。一般級進模的材料利用率偏低。其三是級進模由于連續(xù)地進行各種沖壓，必然會引起條料載體和工序件的變形，一般來說級進模生產(chǎn)的工件精度偏低 ]2[ 。 2 設(shè)計初始資料 4 2 設(shè)計初始資料 術(shù)要求 注有技術(shù)要求的產(chǎn)品零件圖如下： 圖 零件成型圖畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 圖 展開圖 件生產(chǎn)批量 此零件的生產(chǎn) 批量為大批量生產(chǎn)。為提高生產(chǎn)效率，在這個生產(chǎn)中是利用級進模沖壓加工，生產(chǎn)出彎角。 材料規(guī)格及毛坯情況 在本次設(shè)計中，沖壓零件使用的材料為 08F 鋼板 t=2 3 分析沖壓零件（彎角）的工藝性 6 3 分析沖壓零件（彎角）的工藝性 由產(chǎn)品零件簡圖中可以得到以下信息：在彎角這個零件中，沒有不規(guī)則的曲線及棱角，且在各曲線相接之處均有圓角過渡，沒有一處為尖角，所以從這一點來看，彎角這個零件可以用沖壓工藝生產(chǎn)。而且，這些圓滑過渡還有利于模具制造及提高模具的使用壽命。 分析沖壓零件的工藝性主要包括以下兩個方面：即經(jīng)濟和技術(shù)兩方面 。 壓件經(jīng)濟性分析 分析沖壓零件的工藝性主要包括以下兩個方面：即經(jīng)濟和技術(shù)兩方面。由于該工件為大批量生產(chǎn)，故可采用沖模沖壓加工生產(chǎn)，采用普通的沖壓的模具生產(chǎn)較率低，且費用較高，經(jīng)估算占沖壓件總成本的 30%～ 40%，甚至更高一些。因此，在選擇生產(chǎn)方法時，根據(jù)工件特點選擇采用級進模沖壓生產(chǎn)以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。另外，在設(shè)計時盡量簡化加工工序、采用簡單的沖模結(jié)構(gòu)也可降低模具的生產(chǎn)成本，以取得更大的經(jīng)濟效益。 壓件的工藝性分析 由工件圖可看出，該工件圖上除孔 尺寸未標注尺寸偏差，屬未注 公差尺寸，可按 確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差值確定如下表： 表 件的尺寸精度 ]3[ 寸值 18 7 公差值 裁件為 08F 鋼板，是高級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能；工件的形狀較為簡單。由 零件圖可看出：內(nèi)、外型均有尖銳清角。為了提高 模具的使用壽命，將外部尖銳清角改為 工藝圓角 。 模制造精度的選擇 沖模的制造精度根據(jù)沖壓件的精度及厚度確定，數(shù)據(jù)見表下表 7 表 模精度 沖模制造精度 板料厚度（ — — — — — — — — 于此工件沒有標注公差，按國家標準《非配合尺寸的公差數(shù)值》規(guī)定，沖模的公差等級可選比工件精度高 2～ 3 級，因此沖模按 度設(shè)計制造。 他方面 沖壓件的工藝分析除了考慮其形狀，尺寸，精度，尺寸標注及生產(chǎn)批量等主要方面外，還應(yīng)分析沖壓件的厚度，板料性能以及沖壓基本工序中常見問題對沖壓工藝性的影響。 4 確定工藝方案及模具形式 8 4 確定工藝方案及模具形式 樣 排樣是沖裁件在條料上的布置方法。合理的排樣可以提高材料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本。因此，合理的 排樣是沖裁模設(shè)計的重要內(nèi)容。 排樣主要依據(jù)工件的外形特征，主要分為直排、斜排、直對排、混合排、多行排等形式?？紤]到壓力機的使用以及模具的設(shè)計成本，本次設(shè)計的工件采用直排可使生產(chǎn)成本最少。 序的確定 在級進模設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品零件的技術(shù)要求和形狀特點選擇合適的沖壓工序，確定各工位所完成的工序，這一工作成為工序排樣。根據(jù)零件圖的特點初步確定工序性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序。由于此工件采用級進模具加工，考慮到模具的制造難易成度以及材料的利用率，加工步驟暫定如下： （ 1） 沖圓孔 （ 2） 落料 邊類 型的確定 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。搭邊分為三種：有搭邊、少搭邊和無搭邊。搭邊的作用是補償送料誤差，以保證沖出合格工件；保持條料剛度利利于送料避免廢料絲進入模具間隙導致模具損壞。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。 搭邊值的大小與下列因素有關(guān) ]4[ ： （ 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雜開頭時，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些。 排樣圖如下： 9 圖 序圖 料板的選擇 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，并能幫助送料導向和保護凸模等。卸料板有固定卸料板（又稱鋼性卸料板）和彈性卸料板兩種。固定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；彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于 沖制薄料，使工件的平面主提高，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。因此本次設(shè)計選擇使用剛性卸料裝置。 5 工藝計算 10 5 工藝計算 坯工藝計算 樣及搭邊值的計算 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，以保證沖出合格產(chǎn)品；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。綜合考慮工件質(zhì)量及成 本，根據(jù)零件形狀尺寸，材料厚度，材料的力學性能以及送料及擋料方式，我們來選擇合理的搭邊值。 表 件的搭邊值 卸料板形式 條料厚度 t/邊值 /寬≤ 50 料寬＞ 50 剛性卸料板 ≤ 性卸料板 ≤ 次設(shè)計采用的是剛性卸料裝置，根據(jù)表 定工件的側(cè)搭邊值為 2 距的計算 步距是指沖壓過程中壓力機每沖壓一次條料向前送進的距離，其值為排樣沿送進方向兩相鄰毛坯之間的最小距離值 步距可定義為： S=L+b (11 式中 S— 沖裁步距； L— 沿條料送進方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值 ； b— 沿送進方向的搭邊值 本設(shè)計沿條料送進方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值 L=18沿送進方向的搭邊值b=2以步距 S=L+b =18+2 =20 條料寬度的確定 條料寬度指根據(jù)排樣結(jié)果確定的毛坯所需條料寬度方向的最小尺寸。通過計算展開長度寬度為 論上條料寬度可按下式計算 ]5[ ： 0)2( ???? (式中 B— 條料寬度的基本尺寸； D— 工件在寬度方向的尺寸； a— 側(cè)搭邊最小值。 △ — 條料寬度偏差（查表得本設(shè)計△ = 由于模具加工誤差，條料的裁剪誤差及送料時的誤差。實際的條料寬度應(yīng)有一定的裕度，具體尺寸可根據(jù)不同的送料側(cè)定位方式計算。 本設(shè)計條料寬度可用下式計算： 0 ×+=B = 材料利用率的計算 材料利用率定義為： η =A/100% (式中 η — 材料利用率 A— 產(chǎn)品毛坯外形所包容的面積 B— 條料寬度 S— 沖裁步距 η =A/100% =(183 7+8)/203 100% =100% = 12 η越大，廢料多占面積越小。因此，一般將η作為衡量毛坯排樣方案友優(yōu)劣的指標。材料利用率的計算有時也可以整個條料為基礎(chǔ)計算。 即 在沖壓生產(chǎn)中，材 料利用率為 料的裁剪 板料尺寸為 23 10003 1300（單位： 每個工件實際占用尺寸為 23 203 15（單位： 若橫裁，每張板料可沖裁［ 1000/15］3［ 1300/20］ =863 65=5590 個工件 若豎裁，每張板料可沖裁［ 1300/15］3［ 1000/20］ =863 50=4300 個工件。 因此將板料橫裁（即條料尺寸為 2621300原料的利用率較高。 壓力的計算 沖壓力計算包括沖裁力，卸料力，推件力，頂出力的計算。本設(shè)計由于沖模采用剛 性卸料裝置和自然漏料方式，故總沖壓力為推件力，落料時的沖裁力和沖孔時的沖裁力的和。 沖裁力是凸模和凹模相對運動使工件與板料分離所需要的力，它與材料厚度，工件周邊長度，材料的力學性能等參數(shù)有關(guān)。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的選用沖壓設(shè)備和設(shè)計模具。選用沖壓設(shè)備的標稱壓力必須大于所計算的沖裁力，所設(shè)計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 ]6[ 。 裁力計算 影響沖裁力的因素很多 ，主要的有材料力學性能，厚度，沖裁件周邊長度，模具間隙大小以及刃口鋒利程度等。 一般平刃口模具沖裁時，其沖裁力0 0p= ?A = ? ( 式中 A— 剪切斷面面積， 2 t— 材料厚度， L— 沖裁周長， ? — 材料的抗剪強度， 也可以按下式計算，即 0P= 1f 式中 1f — 系數(shù)，取決于材料的屈強比，一般取 L— 沖裁內(nèi)外周邊的總長， t— 材料厚度， b?— 材料的抗拉強度 , 本設(shè)計中沖裁力 P 包括落料時的沖裁力落3 P=落P+沖P(計算沖裁力 落P= 1f 表得b?=300P=[2? (582? (3016π ]? 2? 300/100 =126(沖P=4π ? 2? 300/1000=34(注：考慮到?jīng)_裁厚度不一致，模具刃口的磨損，凸凹模間隙的波動，材料性能的變化等因素，實際沖裁力還需要增加 30%。如用平刃口模具沖裁時，實際沖裁力沖 料力，推件力和頂件力計算 由于沖裁中材料的彈性變形及摩擦的存在，在沖裁后帶孔部分的材料會緊箍在凸模上，而沖落的材料會緊卡在凹模洞口中。從凸模上卸下板料的力稱為卸料力；把落入凹模洞口中的沖壓件或廢料順著沖裁方向推出的力稱為推件力；把落入凹模洞口中的沖壓件或廢料逆著沖裁方向頂出來的力稱為頂件力。 a．卸料力 卸料力的大小與凸模和凹模之間的間隙，工件的形狀，材料的種類及材料上所圖的 潤滑劑的質(zhì)量等因素有關(guān)。 b. 間隙 若凸模和凹模具有合理的間隙，則卸料力 1P 可按下列公式計算，即 1P = 1K P (式中 P— 沖裁力， N； 1P — 脫料力， N； 1K — 推出系數(shù)力，查表 得 3) 推件力 推件力可按下列公式計算，即 2P =n 2K P ( 式中 P— 沖裁力， N； 2P — 推件力， N； n— 同時卡在凹模中的工件（或廢料）數(shù)目， n=h/t,h 為凹模腔口高度， t 為材料厚度， 2K — 推出系數(shù)，查表 得 4) 頂件力 頂件力可按下列公式計算，即 3P=3 (式中 P — 沖裁力， N； 3P— 頂件力， N； 3K— 頂出系數(shù)。查表 得 14 表 料力，推件力和頂件力系數(shù) 料厚 /K 2K 3≤ ，鋁合金 銅，黃銅 工件的形狀復雜，沖裁間隙又小時，系數(shù)應(yīng)采用最大值。用大間隙沖裁時，系數(shù)應(yīng)采用最小值。在沖多孔，搭邊大和沖件輪廓復雜的情況下， K 應(yīng)取上限值。 本設(shè)計由于沖模采用剛性卸料裝置和自然漏料方式，故總沖壓力為推件力，落料時的沖裁力和沖孔時的沖裁力的和。這里我們只計算推件力： 計算推料力推n 2K P 取 n=3，查表 2K =P=3? （ 126+34） = 算總沖壓力0+推P(P = 落P + 沖P 0P=落P+沖P+推P =126+34+ 定壓力中心 力中心 沖模對工件施加的沖壓力合力的中心稱為沖壓壓力中心。沖裁模對工件施加的沖裁合力的中心稱為沖裁壓力中心，拉深模對工件施加的拉深力合力的中心稱可稱為拉深壓力中心。 要使沖壓模具正常的工作，必須使壓力中心與模柄的中心線相重合，從而使壓力中心與所選沖壓設(shè)備滑塊的中心相重合。否則在沖壓時將產(chǎn)生彎矩，使沖壓設(shè)備的滑塊和模具 15 發(fā)生歪斜，引起凸，凹模間隙不均勻，刃口迅速變鈍，并使沖壓設(shè)備和模具的導向結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻磨損。 沖壓形狀對稱的沖壓件，如圓形，正多邊形，矩形時，壓力中心位于其對稱中心線的交點，即幾何中心上。沖壓形狀不對 稱的沖壓件和多工位連續(xù)沖壓的壓力中心位于其形狀的重心，例如沖裁弧形件時，壓力中心即為該弧形的重心。對復雜形狀的沖裁，多凸模的沖孔及多工位連續(xù)沖壓確定壓力中心更為重要。確定重心的方法可參閱相應(yīng)的靜力學書籍。 力中心的計算 在沖壓彎角的過程中，設(shè)計選用了兩個凸模，這兩個凸模都屬于非復雜凸模，他們的壓力中心都在幾何中心上。容易找到重心，即求得壓力中心。 根據(jù)圖分析。工件圖形對稱，故落料時落O 上；沖孔時沖O 上，折彎時 P 折 壓力中心在 設(shè)沖模壓力中心離 1O 點的距離為 X（因沖壓形狀以 1O 2O 連線上），根據(jù)力矩平衡原理得 落 21=516 圖 力中心 ，凹模工作部分尺寸計算 寸計算原則 實踐證明，落料件尺寸和沖孔時的尺寸都是以光亮帶尺寸為準的，而落料件上光亮帶的尺寸等于凹模的刃口尺寸。因此，計算刃口尺寸時，應(yīng)該落料和沖孔兩種情況分別處理，其原則如下： a．設(shè)計落料 因落料件尺寸等于凹模口尺寸 ，故應(yīng)先確定凹模尺寸，間隙取在凸模上?？紤]沖裁中模具的磨損，凹?？诔叽缭侥ピ酱?，因此凹模刃口的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的最小值，以保證刃口磨損到一定程度時，仍能沖出合格的零件。凸，凹模之間的間隙應(yīng)取最小合理間隙，以保證凸模磨損到一定程度時，間隙仍然在合理間隙內(nèi)。 b．設(shè)計沖孔 因孔的尺寸等于凸模刃口尺寸，故先確定凸模刃口尺寸，間隙取在凹模上，考慮到?jīng)_裁模的磨損，凸模刃口尺寸越磨越小，因此，凸模刃口的基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸，以保證凸模磨損到一定程度時，仍可使用；凸，凹模之間的間隙值應(yīng) 取最小合理間隙值。 c．凸、凹模的制造公差 應(yīng)考慮工件的基本要求。如果對刃口精度要求過高，勢必使磨具制造困難，成本增加，生產(chǎn)周期延長；如果對刃口精度要求過低，則生產(chǎn)出的零件可能不合格 ]7[ 。 裁間隙的選擇 沖裁間隙指凸，凹模刃口間縫隙的距離。沖裁間隙是沖壓工藝和模具設(shè)計中的重要參數(shù)，它直接影響沖裁件的質(zhì)量，模具壽命和力能的消耗。應(yīng)根據(jù)實際情況和需要合理的選用，沖裁間隙有雙面間隙和單面間隙之分，未注單面的即為雙面間隙。 考慮到 模具制造的偏差及模具使用過程中的磨損，生產(chǎn)中通常選擇某一適當?shù)姆秶鳛楹侠淼臎_裁間隙，其最小值稱為最小合理間隙，最大值稱為最大合理間隙。 沖裁間隙的選用依據(jù)： 沖裁間隙的大小主要與材料性質(zhì)及厚度有關(guān)，材料越硬，厚度越大，則間隙值應(yīng)越大。由于生產(chǎn)中對沖裁件質(zhì)量和尺寸精度的要求不同，因此，沖裁間隙值的確定應(yīng)在保證沖裁件尺寸精度和滿足剪切面質(zhì)量要求的前提下，考慮模具壽命，模具結(jié)構(gòu)，沖裁見尺寸和形狀，生產(chǎn)條件等因素綜合分析后確定。對下列情況應(yīng)酌情增減沖裁間隙值。 （ 1） 在同樣條件下，沖孔間隙比落料間隙大些。 （ 2） 沖小孔（一般為孔徑 d 小于料厚 t 時），凸模容易折斷，間隙應(yīng)取大些，但這時要采取有效措施防止廢料回升。 （ 3） 硬質(zhì)合金沖裁模由于熱膨脹系數(shù)小，其間隙值可比鋼模大 30%。 17 （ 4） 復合模的凸、凹模壁單薄時，為防止脹裂，應(yīng)放大沖孔凹模間隙。 （ 5） 沖裁硅鋼片時隨著含硅量增加，間隙相應(yīng)取大些。沖裁熱軋硅鋼片應(yīng)比冷軋硅鋼片的間隙大；對需攻絲的孔，間隙應(yīng)取小些。 （ 6） 采取彈性壓料裝置時，間隙應(yīng)該取大些。 （ 7） 高速沖孔時，模具容易發(fā)熱，間隙應(yīng)增大。如行程次數(shù)超過 200 次 /，間隙應(yīng)增大 10%左右。 （ 8） 電火花穿孔加工凹模型孔時，其間隙應(yīng)比磨削加工取小（ 2%） t。 （ 9） 加熱沖裁時，間隙應(yīng)減小。 （ 10） 凹模為斜壁刃口時，應(yīng)比直壁刃口間隙小。 落料時凹模尺寸為工件要求尺寸，間隙值由減小凸模尺寸獲得；沖孔時，凸模尺寸為工件要求尺寸，間隙值由增大凹模尺寸獲得。 凸、凹模的制造偏差和磨損均使間隙變大，故新模具的初始間隙應(yīng)取最小合理間隙。 采用彈頂裝置向上出件時，其間隙可比下落出件大 50%左右。 表 屬材料沖裁間隙值 / 材料 抗剪強度? /始間隙（單邊間隙） Ⅰ類 Ⅱ類 Ⅲ類 低碳鋼 08F,10F,10,20, 210～ 400 (t ＞ (t ＞ (t 高碳鋼 10A,65 590～ 930 (t ＞ (t ＞ (t ，凹模刃口尺寸 a．刃口尺寸確 定的原則 （ 1） 凸、凹模刃口尺寸和公差的確定，直接影響沖裁生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟效果，是沖裁模設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，必須根據(jù)沖裁的變形規(guī)律，沖裁模的磨損規(guī)律和經(jīng)濟的合理性綜合考慮，遵循以下原則： （ 2） 設(shè)計落料模時，應(yīng)以凹模尺寸為基準，間隙取在凸模上，靠減少其尺寸獲得；設(shè)計沖孔模時，應(yīng)以凸模尺寸為基準，間隙取在凹模上，靠增大其尺寸獲得。 （ 3） 根據(jù)沖模的磨損規(guī)律，凹模的磨損使落料件輪廓尺寸增大，因此，設(shè)計落料模時，凹模的刃口尺寸應(yīng)等于或接近工件的下極限尺寸；凸模的磨損使沖孔件的孔徑尺寸減小，因此，設(shè)計沖孔模時，凸 模的刀口尺寸應(yīng)等于或接近工件的上極限尺寸。 （ 4） 沖裁模在使用中，磨損間隙值將不斷增大，因此，設(shè)計時無論是落料模還是沖孔模，新模具都必須選取最小合理間隙 使模具具有較長的壽命。 根據(jù)工件尺寸公差的要求，確定模具刃口尺寸的公差等級，見表 18 b. 刃口尺寸確定的方法 模具刃口尺寸計算方法分為兩種。一種是凸模和凹模分開加工，一種是凸模和凹模配合加工。這里我們選用凸模和凹模配合加工。這種方法有利于獲得最小合理間隙，放寬對模具加工設(shè)備的 精度要求，對于沖制復雜形狀零件的沖模，單件或小批量生產(chǎn)的沖模時，多數(shù)工廠采用配合加工法加工凸模和凹模。 表 裁件尺寸公差 模具刃口尺寸的公差 料厚 t/ 3 4 5 6 8 10 12 7 8