1、落料沖孔彎曲級進模設計緒論1.1現狀改革開放以來，隨著國民經濟的高速發展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來， 模具工業一直以15%左右的增長速度快速發展，模具工業企業的所有制成分也發生 了巨大變化，除了國有專業模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發展。 浙江寧波和黃巖地區的“模具之鄉”； 廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉鎮企業， 科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的 模具企業現已有幾千家。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識 到產品質量、成本和新產品的開發能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎 的要素之一。 近年

2、許多模具企業加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步 視為企業發展的重要動力。一些國內模具企業已普及了二維CAD，并陸續開始使用 UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了 Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖 壓模的設計中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公 司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研 究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得

3、了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期 等方面做出了貢獻。例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析 KMAS軟件，華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發的注塑模、汽車覆蓋件模具 和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發的冷沖 模和精沖研究中心開發的冷沖模和精沖模CAD 軟件等在國內模具行業擁有不少的用 戶。雖然中國模具工業在過去十多年中取得了令人矚目的發展，但許多方面與工業 發達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較 低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛

4、等等，致 使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。1.2 未來沖壓模具制造技術發展趨勢模具技術的發展應該為適應模具產品“交貨期短”、 “精度高”、 “質量好”、 “價 格低”的要求服務。達到這一要求急需發展如下幾項：(1)全面推廣CAD/CAM/CAE 技術模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發展方向。隨著微機軟件的發展和進步， 普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業將加大CAD/CAM技術培訓和技術 服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網絡的發展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區、跨企業、跨院所地在整個行業中推廣成為可能，實現技 術資源的

5、重新整合，使虛擬制造成為可能。(2)高速銑削加工國外近年來發展的高速銑削加工，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、熱變形小等優點。高速銑削加 工技術的發展，對汽車、家電行業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、集成化方向發展。(3)模具掃描及數字化系統高速掃描機和模具掃描系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸 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，可快速安裝在已 有的數控銑床及加工中心上，實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統的加 工程序、不同格式的CAD數據，用于模具制造

6、業的“逆向工程”。模具掃描系統已 在汽車、摩托車、家電等行業得到成功應用，相信在“十五”期間將發揮更大的作 用。(4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術也稱為電火花創成加工技術，這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術， 它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數 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域的重 大發展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發 展。(5)提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。國外發達國家一般為80%左右。(6)優質材料及先進表面處

7、理技術選用優質鋼材和應用相應的表面處理技術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揮模具鋼材料性能的關鍵環節。模具熱處理的發展 方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC 等)、等離子噴涂等技術。(7)模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質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有手工操作，以提高模具表面質量重要的發展 趨勢。(8)模具自動加工系統的發展這是我國長遠發展的目標。模具自動加工系統應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、刀具數控庫；有完整的

8、數控柔性同步統； 有質量監測控制系統。對于現在裝配過程中（1）配合的約束關系自動生成和識別裝配模型中的配合約束關 系從總體上體現了產品的功能，雖然通過三維幾何建?？梢灾苯拥亍⒎奖愕卦趫D形 上生成組裝體，但是其零件間并未建立配合的約束關系，因而不能支持設計后的約 束驅動修改。如采用人機交線來一一對應地建立各零件間的配合關系，以供計算機 算出轉移矩陣，則又極為費事。因此如何能根據約束特征來自動生成配合的約束關 系是發展虛擬裝配技術的一個重要內容。尤其對于一些復雜的配合如存在多種約束 形式或過定價時更為關鍵，需發展一些適用的軟件。（2）發展適用的人機型裝配規劃技術構建裝配規劃過程的可視化和人的智 能

9、融入化，例如應用基于進程面向對象的Petrl網方法，實現在虛擬環境下進行裝 配規劃的生成。（3）裝配干涉檢查和配合力分析的智能化如應用多媒體技術使干涉部位變 色、閃爍、聲響，示出干涉區范圍和干涉量。對配合時受力狀態和配合公差的分析 結果提供可視化的直觀形象，以利于優化裝配工藝。（4）裝配擬實技術與產品數據庫PDM 結合 當對機器進行故障診斷或修理 更換某一零件時，利用PDM中數據在虛擬環境中形象地示出它的相關特征和配合情 況，有利于提供更準確的維護信息。對于現在裝配過程中（1）配合的約束關系自動 生成和識別裝配模型中的配合約束關系從總體上體現了產品的功能，雖然通過三維 幾何建模可以直接地、方便

10、地在圖形上生成組裝體，但是其零件間并未建立配合的 約束關系，因而不能支持設計后的約束驅動修改。如采用人機交線來一一對應地建 立各零件間的配合關系，以供計算機算出轉移矩陣，則又極為費事。因此如何能根 據約束特征來自動生成配合的約束關系是發展虛擬裝配技術的一個重要內容。尤其 對于一些復雜的配合如存在多種約束形式或過定價時更為關鍵，需發展一些適用的 軟件。（2）發展適用的人機型裝配規劃技術構建裝配規劃過程的可視化和人的智 能融入化，例如應用基于進程面向對象的Petrl網方法，實現在虛擬環境下進行裝 配規劃的生成。（3）裝配干涉檢查和配合力分析的智能化如應用多媒體技術使干涉部位變 色、閃爍、聲響，示出

11、干涉區范圍和干涉量。對配合時受力狀態和配合公差的分析 結果提供可視化的直觀形象，以利于優化裝配工藝。（4）裝配擬實技術與產品數據庫PDM 結合 當對機器進行故障診斷或修理 更換某一零件時，利用PDM中數據在虛擬環境中形象地示出它的相關特征和配合情 況，有利于提供更準確的維護信息。1 零件的沖壓工藝性分析工件名稱：石英表墊片1 生產批量：大批量材厚 料：H62軟黃銅 度：0.5mm 工件簡圖：石英表墊片1軟黃銅圖1制件圖示零件材料為 0.5mm厚 H62 軟黃銅板，能夠進行一般的沖壓加工，市場 上也容易得到這種材料，價格適中。外形落料的工藝性：石

12、英表墊片屬于小尺寸零件，料厚0.5mm，外形復雜程 度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。彎曲的工藝性：U彎曲R1.4 mm，高度4 mm，要求一般可以用彎曲工藝來 獲得沖孔的工藝性：2.6mm的孔，尺寸精度要求較高，可采用沖孔。此工件只有外形落料、彎曲和沖孔三個工序。圖示零件尺寸除2.6mm 的 孔均為未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14 級，符合一般級進沖壓的經濟精度 要求，模具精度取IT9級即可。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓彎曲工藝性，適合沖壓彎曲生 產。2 工藝方案的確定及工藝計算2.1 工藝方案的確定石英表墊

13、片零件所需的基本沖壓工序為彎曲、落料和沖孔，可擬訂出以下三 種工藝方案。方案一：用簡單模分三次加工，即落料沖孔彎曲。方案二：沖孔落料彎曲復合模。方案三：沖孔落料彎曲級進模。方案一， 生產率低， 工件的累計誤差大， 占用三套模具生產設備成本比較高， 操作不方便，由于該工件為大批量生產，相比較方案二和方案三更具有優越性。方案二：沖孔落料、和彎曲三個工序都在同一個工位上完成，生產率較方案 一和方案三都高，生產出的制品的精度也較高，占用設備數量少，但是其模具比 較復雜，生產強度較高時模具損耗較大，模具壽命較低，制造成本較方案一和方 案二都高。方案三：沖孔個工序為一個工位，落料和彎曲在一個工位。其生產效

14、率較方 案一高較方案二低，其模具制造難度較方案二小，成本也低：模具壽命較方案二 高，石英表墊片零件為大批量生產，且其沖f2.6 的孔有公差要求其余落料和彎 曲的精度要求不太高，且為大批量生產，使用方案三角方案一和方案二更適合零 件的生產要求。故選方案三，即采用沖孔、落料和彎曲級進模。2.2 排樣設計該制件彎曲端展開后的長度L和寬度 B計算： 6 . 5 =13.25mm 2 3 U形件的計算毛坯展開長度的公式查表512 得： L= l1  + l r

15、60;+ x ´ t ) 2 + p ( 3 查表58 中性層位移系數 x=0.52 L=(4­1.165)+(4­1.165)+3.14×(1.6­0.5+0.5×0.53)=9.6mm 該毛坯的攻堅展開圖如圖 2 所示：圖2毛坯的攻堅展開圖2 一個工件平展后的面積：S»76.32mm 設計模具時， 條料的排樣很重要。 石英表墊片零件具有一頭大一頭小的特點， 有兩種排列方案；對排調頭沖

16、和單向排列。方案一：對排調頭沖的送料方式，即隔位沖，條料完成一個方向的沖壓后，0 將條料水平方向旋轉180 ，再沖第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工圖3排樣圖方案二：采用單向排列的送料方式，如圖4所示：圖4排樣圖 2、方案比較：條料寬度、導尺間寬度和材料利用率的計算方案一：步距B=4.8+4.8+5.9=15.5mm 方案二：步距B=4.8+1.8+4.8=11.4mm 條料寬度的計算：擬采用無側壓裝置的送料方式，由b­=D+2a+c1- D條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a側搭邊值代入數據計算，方案一：取得條料寬度為 

17、;b=13.25+2+2+4.5+0.5=22.25mm 導尺間距離的計算：s=D+2(a+Cmin),代入數據計算得導尺間距離為23.25mm。方案二：取得條料寬度為 b=13.25+2×2+0.5=17.75mm。 導尺間距離的計算：由 s=D+2(a+Cmin),代入數據計算得導尺間距離為 18.75 mm。材料利用率的計算：一個步距內的材料利用率hh =A ´ 100 % Bs 2 式中 A一個沖裁件的面積，mm  B條料寬度，mm

18、60;s步距， mm 得方案一 ：方案二： 2 ´ 76 . 32 ´ 100 % =44.26% 22 . 25 ´ 15 . 5 76 . 32 h=´ 100 % =38.81% 11 . 4 ´ 17 . 25 h=所以，選用方案一，即采用對排調頭沖的排樣方式。3 工藝計算(1）正

19、倒裝結構：根據上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料和彎曲三個 工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結構：即沖孔凹模、落料凹 模和都安排在下模。彎曲工序采用倒裝結構：即彎曲凸模在下模。 2）送料方式：采用手工送料方式。 3）定位裝置：本工件在級進模中尺寸是較小的，又是大批量生產，順沖時 第一個工位采用始用擋料裝置定位，第二個工位采用固定擋料銷定位。調頭沖時 第一個工位設置一個始用擋料裝置定位 （和順沖時的始用擋料銷定位不在同一個 位置），第二工位靠固定擋料銷定位。送料時廢料孔與固定擋料銷作為粗定距， 在大凸模上安裝一個導正銷，利用條料上2.6m 的孔做導正

20、銷孔進行導正，依 此作為條料送進的精確定距。 3）導向方式：為確保零件的質量及穩定性，選用導柱、導套導向。由于已 經采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導向均勻性，采用對角導柱模架。 4）卸料方式：本模具采用正裝結構，沖孔廢料留在凹?？锥粗?，為了簡化 模具結構，可以在下模座中開有通槽，使廢料從孔洞中落下；彎曲后工件留在上 摸的彎曲凹模型腔中，為了簡化模具結構，可以在上摸中開有打料孔用打料桿將 工件頂出。工件厚度為0.5mm，為了保證工件有比較好的平整度，采用彈性卸料 裝置。3.1 沖裁工序總力的計算由工件結構和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。 沖一個2.

21、6mm孔的力P1、 ，落外型料的力P2，向下推出2.6mm沖孔廢料的力 P3，向下推出外形坯件的力P4，彈性卸料板卸板料的力是由壓力機提供的，其沖 裁2.6mm 和外形坯件后卸條料的力分別為 P5 和 P6?？紤]到模具刃部被磨損、 凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學性能及材料厚度偏差等因素的影響，實際計 算沖裁力時按下面公式：P=KLt式中 P沖裁力（kN）L沖裁件剪切周邊長度（mm）t沖裁件材料厚度（mm）被沖材料的抗剪強度(MPa)K系數，一般取1.3上式中抗剪強度 與材料種類和坯料的原始狀態有關，可在手冊中查詢。為方 便計算，可取材料的=0

22、.8b,故沖裁力表達式又可表示為：P=1.3LtLtb2 式中 b被沖材料抗拉強度(MPa)。表89 得H62軟黃銅的b=294MPa P1=2.6×0.5×294=1200.2N 280 L2=9.6+4×2+（4.8­3.4）×2+´ ( 6 . 5 + 2 ´ 2 ) p =46.1mm 360 P2=46.1×0.5×294=6776.7N 推件力 

23、Pt=nKtP 3 Kt推件力系數,查表322 得 Kt=0.06 n同時卡在凹模的工件(或廢料)數,其中 n=h/t h凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t料厚( mm) 3 表363 可得和h=4mm,故n=8 P3=8×0.06×1200.2=576.1N P4=8×0.06×6776.7=3252.9N 頂件力： Pd =KdP 3 頂件力系數，查表322 得 

24、Kd =0.06 P5=0.06×1200.2=72.1N P6=0.06×6776.7=406.7N 工序總力P 總=P1+P2+P3+P4+P5+P6=1200.2+6776.7+576.1+3252.9+72.1+406.7 =12284.7N12.3KN3.2、彎曲力的計算根據制件的設計要求，為了提高彎曲件的精度，減小彎曲回彈，擬采用校正 彎曲，校正力比彎曲力大的多，而且兩個力先后作用，因此采用校正彎曲時，一 般只計算校正力：F 校=ApF 校校正時的彎曲力 A校正部分的垂直投映面積 3

25、 p單位面積上的校正力,查表 54 得 p=8010MPa,取 2p=90MPa =90N/mm A=4×(1.6­0.5) ×2=8.8mm F 校=8.8×90=792N P 總F 校此模具先沖裁后彎曲，所以選用壓力機應以沖裁力為基準。3.3、彈性橡膠板的計算本模具中橡膠板的工作行程由以下幾個部分組成：凸模修模量 5mm；凸 模凹進卸料板1mm；公件厚度0.5mm；凸模沖裁后進入凹模1mm；以上四項長 度之和就是橡膠板的工作行程S&

26、#160;工作；即 S 工作=（5+1+1+0.5）mm=7.5mm 取壓縮量為自由高度的0.3則橡膠的自由高度為: H 自由S 工作 7.5 =30mm 0 . 3 0 . 3 由上面計算可知：P 卸= P5+ P6=72.1+406.7=478.8N 預壓縮量取15%，由圖1­17可查出P=0.5MPa，此時橡膠板應具有足夠的卸 料力，其卸料力的大小用式1­2計算橡膠板所需的面積。則

27、 F 478 . 8 =957.6 mm 2 =9.576 cm 2 10 cm 2 P 0 . 5 結合模具的實際結構，將橡膠板分成若干塊安裝。橡膠高度 H 自由與直徑 D 之比需要滿下式： 0.5 £ H自由D £ 1 . 5 橡膠板的自由高度為30mm， 厚度不可低于要求的尺寸，超出這個厚度時

28、應考慮到每加厚 1mm，就將增加相應的工作載荷。橡膠板的總 面積為10 cm 2 ,分為2塊，每個用螺釘安裝在一塊，中間鉆孔。兩塊橡膠板的厚 度無比一致，不然會造成受力不均勻，運動產生歪斜，影響模具的正常工作，卸 料板采用45鋼制造，淬火硬度為40­­­45HRC。4 壓力機的選擇4.1 初選壓力機查文獻4開式可傾壓力機參數初選壓力機型號為J23­3.15。?；?塊行程 /mm 最 大封閉 高度 /mm 工 作臺尺 寸/mm 最 大裝模 高度 /mm

29、60;可 傾斜 角/·連 柄尺寸 桿調 節長 度/mm 徑 度 J23­ 3.15 31.5 25 0 12 25 0×160 95 5 4 5 2 5 5 m m 型號公稱 壓力/kN 4.2 壓力中心的計算模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。 為了保證壓力機和模具的正常工 作，應使模具的壓力中心與壓力機的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就 會承受偏

30、心載荷，導致滑塊導軌與模具的導向部分不正常的磨損，還會使合理的 間隙得不著保證，從而影響制件的質量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。此為多凸模模具的壓力中心，首先計算大凸模的壓力中心圖5（a）壓力中心圖計算其壓力中心的步驟 如下：、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖（見圖）、在任意距離處作x­x軸 y­y軸、分別計算出各線段和圓弧的重心到x­x軸的距離 y1, y2, y3, y4 和到 y­y軸的距離x1, x2, x3, x4, 、大凸模的壓力中心

31、到坐標軸的距離下式確定：到 y­y軸的距離 l1 x  1 + l 2 x 2 + l 3 x 3 + l 4 x 4 + l 5 x 5 + l 6 x 6 + l 7 x 7 + l 8 x 8 + l 9 x 9&

32、#160;x0l 1 + l 2 + l 3 + l 4 + l 5 + l 6 + l 7 + l 8 + l 9 = 4 . 8 ´ 0 + 4 . 8 ´ 0 + 4 ´ 2 + 4 ´ 2 + 0 . 6 

33、80; 4 + 0 . 6 ´ 4 + 4 . 88 ´ 5 . 47 + 4 . 88 ´ 5 . 47 + 15 . 87 ´ 9 . 15 4 . 8 + 4 . 8 + 4 + 4 + 0 . 6 + 0

34、0;. 6 + 4 . 88 + 4 . 88 + 15 . 87 =4.94mm 到x­x軸的距離 l1  y 1 + l 2 y 2 + l 3 y 3 + l 4 y 4 + l 5 y 5 + l 6 y 6 +

35、 l 7 y 7 + l 8 y 8 + l 9 y 9 y0l 1 + l 2 + l 3 + l 4 + l 5 + l 6 + l 7 + l 8 + l 9 = 2 ´ 4 . 8 + 2 ´ ( -

36、4 . 8 ) + 4 ´ 3 . 7 + 4 ´ ( - 3 . 7 ) + 5 . 47 ´ 1 . 92 + 5 . 47 ´ ( - 1 . 92 ) + 15 . 87 ´ 0 4 . 8 

37、+ 4 . 8 + 4 + 4 + 0 . 6 + 0 . 6 + 4 . 88 + 4 . 88 + 15 . 87 =0mm 、由于另一個沖孔凸模為規則的凸模 ，則總的壓力中心為圖6（b）總壓力中心示意圖到 y­y軸的距離 l 1 x 1 + l 2 x 2 x0l 

38、;1 + l 2 8 . 16 ´ 10 + 44 . 43 ´ 4 . 94 =5.7mm 8 . 16 + 44 . 43 到x­x軸的距離. 16 ´ 15 . 5 + 44 . 43 ´ 0 l 1 y 1 + l

39、0;2 y 2 8 y0=1.55ml 1 + l 2 8 . 16 + 44 . 43 5 工作零部件的設計與標準化5.1 工作零部件的計算由于制件結構簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制 作凸凹模。這時需要分別計算和標注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸0 dap=（d+x）-p凹模尺寸+ dd=(d+x+Zmin)0式中 Dd Dp落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dp dd沖

40、孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm 2 + 0 . 15 x磨損系數，查表2-30 得：沖孔 f 2 . 6 0 時x=1。 Zmin雙面間隙，mm 工件公差，mm 凸模和凹模的制造公差，mm + 0 . 15 、沖裁 f 2 . 6 0 孔凸模、凹模刃口尺寸的計算凸模尺寸2 查表2-29 查得凸=-0.004，凹=+0.0060 0 0 dap=（d+x）-p =(2.6+1×0.15) -0.004

41、 =2.75 -0.004凹模尺寸2 由表2-23 得Zmin=0.025+ +0.006 +0.006 dd=(d+x+Zmin)0 =(2.6+1×0.15+0.025)0 =2.7750、外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算因此落料件為復雜的制件，所以利用凸凹模配合法，這種方法有利于獲得最 小的合理間隙，放寬對模具的加工設備的精度要求。采用配作法，計算凹模的刃口尺寸，首先是根據凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情 況，然后分別按不同的計算公式計算。 a、凹模磨損后會增大的尺寸­­­

42、73;­­­第一類尺寸A +0.25 第一類尺寸：Aj=(Amax­x)0b、凹模磨損后會減小的尺寸­­­­­­­第二類尺寸B 第二類尺寸：Bj=(Bmax+x-0.25 c、凹模磨損后會保持不變的尺寸 第三類尺寸C 第三類尺寸：Cj=(Cmin+0.5)60.125其落料凹模的基本尺寸計算如下：圖7（a）凹模第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：2 查表234 得 x=0.180 =0.360 +0.2

43、5 +0.25×0.360 +0.090 A1=(Amax­x) =(10-0.180) =9.8200 0 0+0.25 +0.25×0.360 +0.090 A2=(Amax­x) =(9.6-0.180) =9.4200 0 02 查表234 得 x=0.150 =0.300 +0.25 +0.25×0.300 +0.075 A3=(Amax­x) =(4-0.150) =3.85 0 0 02 查表234 得 x=0.150 =0.300 

44、;+0.25 +0.25×0.300 +0.075 A4=(Amax­x) =(3.25-0.150) =3.100 0 02 查表234 得 x=0.250 =0.130 =+0.06 +0.25 + +0.06 A5=(Amax­x) =(2-0.250) 0 0 =1.750落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是9.82mm、9.42mm、3.85mm、3.10mm、 1.75mm 不必標注公差，但要在技術條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模 配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.025mm。圖

45、7（b）落料凸模. 彎曲凸模、凹模刃口尺寸的計算 a.凸模圓角半徑當工件的相對彎曲半徑 r/t 較小時，凸模圓角半徑 rT 取等于工件物彎曲半徑，但 不應小于最小彎曲半徑0.175，所以凸模半徑等于r=1.6 b.凹模圓角半徑凹模圓角半徑不能過小，以免擦傷工件表面，影響沖模壽命。凹模兩邊的圓角半 徑應一致，否則在彎曲時坯料會發生偏侈。rA 值通常根據材料厚度取為：t=0.5 rA=(36)t, 取rA =4t=2mm c.凹模深度凹模深度 l0 過小，則坯料兩端未受

46、壓部分太多，工件回彈大于且不平直，影響工 件質量。若過大，則浪費模具鋼材，且需沖床有較大的工作行程。 U形彎曲模：由于彎邊高度不大于U形件，則凹模深度應大于零 件的高度， h0=3凹模深度 l0 查表  1  得 l0=15mm。 d.彎曲凸凹模橫向尺寸及公差。決定 U 形件彎曲凸凹模橫向尺寸及公差的原則是：工件標注內形尺寸時應以 凸模為基準件，間隙取在凹模上。而凸凹模的尺寸和公差則應根據工件的尺寸， 公差，回彈情況以及模具磨損規律而定。尺寸標注在內形上的彎曲件。凸模尺寸為&

47、#160;凹模尺寸為  L T =(L min +0.75) 0- d T+ d L A =(L T +Z) 0 AL T .L A ­­­­凸，凹模橫向尺寸； L min ­­­­彎曲件橫向的最小極限尺寸；-彎曲件橫向的尺寸公差，對稱偏差=2 1 d T d A -凸模的制造公

48、差，可采用 IT7IT9 級精度，一般取凸模的精度比凹 模精度高一級。 0  L T =（2.9+0.75×0.6） 0- d =3.35 - 0 . 2 T+ d + 0 . 2 L A =(3.35+1.05) 0 =4.4 0 A（2）工作零部件的設計與標準化（用一個整體的凸模固定板）沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強度與剛度，凸模非工作部分直徑應作成 逐漸增大的多級臺階形式如圖5所

49、示：圖8標準凸模示意圖凸模長度一般是根據結構上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算： L=h1+h2+h3­ h4 式中 L凸模長度， mm h1凸模固定板高度，mm h2卸料板高度，mm h3橡膠板的厚度 ，mm h4凹進卸料板內1mm圖9沖孔凹模內行示意圖整體式凹模如圖 6 裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時承受彎曲 力矩，若凹模高度 H 及模壁厚度 C 不足時，會使凹模產生較大變形，甚至破 壞。但由于凹模受力復雜，凹

50、模高度可按經驗公式計算，即凹模高度H=KB 凹模壁厚C=(1.52)H 式中B­­­­凹模孔的最大寬度，mm但 B不小于 15mm C­­­­­凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離； 3 K=系數，查表81 得 K=0.30 凹模高度H=KB=0.30×15=4.5mm 凹模壁厚C=1.5H = 1.5×15=22.5mm 按表取標

51、準值15mm 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.72.0）d,圖10螺孔與凹模邊界示意圖 d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為10mm，所以根據表2.462查得螺孔選用4 ×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖：螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×8=12mm 螺孔到凹模內緣的最小距離d=8mm a3=1.13d9mm 凹模上螺孔間距由表 2.47 查得最小間距為 40mm，最大間距為 90mm。 圖螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以 b

52、應大于。根據上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板100×80×15 沖孔小凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標準化（包括外形尺寸和厚度）沖孔小凸模長度 L=15+30+11­1=55mm 小凸模強度校核 要使凸模正常工作， 必須使凸模最小斷面的壓應力不超過凸 模材料的許用壓應力，即對于圓形凸模 4t  t dmin s  式中 dmin圓形凸模最小截面直徑，mmt沖裁材料厚度，mmt 沖裁材料的抗剪強度，MPas  凸模材料許用強度，?。?.01.6）&#

53、215;103MPa 4t t  4 ´ 0 . 5 ´ 260 dmin=0.52mm 3  s  1 . 0 ´ 10 所以承壓能力足夠?？箍v向彎曲力校核 對于圓形凸模（有導向裝置）2 270d /F 式中 Lmax允許的凸模最大自由長度，mm F沖模力,N 凸模最小截面的直徑，mm 2 2 Lmax270d

54、60;/F =270×2.75 . 2 =58.9mm 所以長度適宜。凸模固定端面的壓力 q =式中 F < s A q凸模固定端面的壓力，MPa F落料或沖孔的沖裁力，Ns  模座材料許用壓應力，MPa 7976 . 9 =83.9MPa 95 由于采用整體式凹模，所以由外形落料凹模確定其凹模板厚度（圖 6），其凹模 刃口高度由表2.40查得 h=6mm，= 3

55、0;外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標準化（包括外形尺寸和厚度） 外形凸模的設計：外形凸模用線切割機床加工成直通式凸模，用兩個M8的螺釘 固定在墊板上，由于采用固定卸料板，凸模按下式計算：L=h1+h2+h3-h4其中：L凸模長度， mm h1凸模固定板高度，mm h2卸料板高度，mm h3橡膠板的厚度 ，mm0 h4凹進卸料板內1mm 所以：L=15+30+11­1=55 mm 凸模固定板材料可用 45 鋼，結構形式和尺寸規格見手冊表 15.57 可得&#

56、160;100×80×15 （3）凹模組件的尺寸確定和示意圖凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割加工，安排凹模在模架 上的位置時，要依據計算的壓力中心的數據，使壓力中心與模柄中心重合。凹模的長度選取要考慮以下因素： a)便于導尺發揮作用，保證送料粗定位精度。選取凹模邊界為 100mm×80mm。凹模材料選用 Cr12 制造，熱處理硬度為 5862HRC。6 主要工作機構的設計與標準化6.1圖11始用擋料擋料塊標記： 4536  GB/T2866.181&#

57、160;材料：45鋼 GB/69988 熱處理：硬度4348HRC技術條件：按GB287081固定擋料銷的設計根據標準件，選用此擋料銷如圖圖12固定擋料銷選用直徑8mm，h=4mm材料為45 鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.1094） （應先 寫標準號，再寫具體選用規格）根據分析選用廢料孔前端定位時擋料銷位置如圖根據計算固定擋料銷的位置距壓力中心為x=10.47,y=0 導正銷主要用于級進模上，消除擋料銷的定位誤差，以獲得較精確的工件。 導正銷的結構形式，結構設計，尺寸精度，材料的熱處理等可參照 JB/T7647.1 94和JB/T7647

58、.294選定。導正銷的結構形式查手冊2  （GB）選用如圖圖13 導正銷 D=d­2a D導正銷直徑的基本尺寸 d沖孔凸模直徑 2a導正銷與孔徑兩邊的間隙沖裁2.6mm孔的導正銷 查表得 h=t  2a=0.04mm D=d­2a=2.75­0.04=2.71mm h=1×0.5=0.5mm 經查表分析得  導料板長度L=100mm，寬度 B=32mm ，厚度 h=6mm圖14

59、導料板6.2 標準模架的選用由凹模周界選用標準模架凹模周界3B100mm380mm,閉合高度 h1=155mm 材料為ZG45(ZG310­570),0I級精度的對角導柱模架。導柱標記：283170  GB/T2861.190（先寫GB，再選具體數值，下 同） 323170  GB/T2861.190 導套標記：283100338  GB/T2861.690 323100338  GB/T2861.690 上模座標記：2003160340

60、0;  GB/T2855.190 下模座標記：2003160345        GB/T2855.290 模柄標記：JB/T7646.11994    A503110   JB/T 7646.1 6.3 卸料裝置的設計與標準化在前面已經確定了采用彈性卸料板。本模具的卸料板不僅有卸料作用， 還具有外形凸模的導向作用，并能對小凸模起保護作用。卸料板的邊界尺寸 經查手冊2  表15.28得：卸料板長度L =100mm,寬度B=80mm厚度 h0=11mm 此模具中，卸料板對沖孔落料凸模起導向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合 制造 1、聯接件的選用與標準化本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講內六角螺釘標記：35鋼M8365  GB7085（先寫GB，再選具體數值，下同）螺釘標記：35鋼M8330  GB6876 圓柱銷釘標記：35鋼f6365 &