1、目錄引 言 1摘 要 2關 鍵 詞 ： 2第 1 章 模 具 簡 要 概 述 . 31. 1 模 具 發 展 現 狀 及 發 展 趨 勢 31. 2 模 具 設 計 的 目 的 4第 2 章 沖 裁 模 具 設 計 過 程 52. 1 產 品 零 件 圖 52. 2 工 藝 分 析 52. 2. 1 沖 裁 工 藝 分 析 52. 2. 2 彎 曲 工 藝 分 析 62. 3 確 定 沖 壓 件 的 最 佳 工 藝 方 案 . 62. 4 主 要 工 藝 參 數 計 算 72. 4. 1 毛 坯 的 尺 寸 計 算 72. 4. 2 畫 出 排 樣 圖 102. 4. 3 計 算 沖 裁 單

2、件 材 料 的 利用 率 112. 4. 4 計 算 壓 力 中 心 112. 4. 5 各 部 分 工 藝 力 的 計 算 . 112. 5 沖 裁 間 隙 及 主 要 工 作 部 分 尺 寸的 確 定 . 182. 5. 1 確 定 沖 裁 間 隙 182. 5. 2 主 要 工 作 部 分 尺 寸 計 算. 212. 6 模 具 主 要 零 件 及 結 構 設 計 262. 7 鉸 鏈 支 撐 件 沖 裁 模 的 工 作 原 理 34結 論 . 36參 考 文 獻 37引言隨著科學技術的不斷進步和工業生產的迅速 發展，人們對工業產品的品種、數量、質量及款 式都有越來越高的要求。為了滿足人

3、類的需求， 世界上各發達國家都十分重視模具技術的開發， 大力發展模具工業，積極采用先進技術和設備， 提高模具制造水平，并取得了顯著的經濟效益。 我國對模具工業的發展也十分重視，國務院于 1989 年 3 月 頒 布 的 關 于 當 前 國 家 產 業 政 策 要 點 的決策中，就把模具技術的發展作為機械行業 的 首 要 任 務 。現 在 ，我 國 的 模 具 工 業 已 初 具 規 模 ， 全 國 已 有 200 多 個 模 具 專 業 廠 ， 6000 多 個 生 產 點 （ 附 屬 在 工 廠 內 的 模 具 車 間 或 模 具 加 工 班 組 ），年 產 模 架 30 多 萬 套 。此

4、外 ，還 有 數 以 萬 計 的 模 具 私 營企業和個體勞動者，在滿足模具需求方面，起 著不可忽視的作用。可以說，中國在模具技術方 面，已有一支較強的隊伍。模具的應用越來越廣 泛，其適應性也越來越強，它已成為衡量一個國 家產品制造水平的重要標志之一。模具屬于精密機械產品，因為它主要由機械 零 件 和 機 構 組 成 ，如 成 形 工 作 零 件（ 凸 模 、凹 模 ）， 導 向 零 件 有（ 導 柱 、導 套 等 ），支 承 零 件（ 模 座 等 ）， 定位零件等；送料機構，抽芯機構，推（頂）料 （件）機構，檢測與安全機構等。為提高模具的 質量、性能、精度和生產效率，縮短制造周期， 其零、部

5、件多由標準零、部件組成。所以，模具 應屬于標準化程度較高的產品。金屬板料沖壓是模具在工業生產中應用廣泛 的加工形式之一，隨著市場競爭日趨加劇，產品 質量不斷提高，對生產的安全性，操作的方便性 等要求也日益提高。模具作為沖壓生產的基本要 素，其設計制造技術受到普遍重視，因此學習模 具課程，進行模具設計也是適應現代化工業要求 的。設計一套完整的模具，要求設計者應具有扎 實的動手能力和廣闊的理論知識體系，如金屬材 料與熱處理知識、機械設計基礎知識、機械制圖、 機械工藝制造學、公差與配合等一系列的知識體 系。由于設計者知識水平有限，加上技術資料不 全，在設計過程中難免有一些不足之處，請老師 和讀者加以

6、批評和指正。摘 要 ： 本 模 具 是 采 用 成 形 和 分 離 兩 大 工 序 組合而形成的一套倒裝復合模具。通過對產品進 行綜合工藝分析，該模具選用了先彎曲、再落料、 后沖孔的三道基本工序。在沖床的一次行程中、 同一工位上完成這三種沖壓工序，使產品一次成 型，從而提高生產率、保證產品精度、節省制造 成本，而且簡化了模具結構。該模具結構采用了 彈性卸料和頂出件裝置，以確保制件的平整度。 關 鍵 詞 ： 復 合 模 結 構 特 點 彎 曲 沖 孔 落 料第 1 章 模 具 簡 要 概 述1. 1 模 具 發 展 現 狀 及 發 展 趨 勢從 20 世 紀 80 年 代 出 開 始 ， 工 業

7、 發 達 國 家 的 模具工業，已從機床工業中分離出來，并發展成 為一個獨立的工業部門，而且其產值已超過機床 工業的產值。改革開放以來，中國的模具工業發 展 十 分 迅 速 ； 近 年 來 ， 一 直 以 每 年 15%左 右 的 增 長速度快速發展。目前，模具在汽車、拖拉機、 飛機、家用電器、工程機械、動力機械、冶金、 機床、兵器、儀器儀表、輕工、日用五金等制造 業中，起著極為重要的作用。國民經濟的高速發 展對模具工業提出了越來越多且越來越高的要 求，巨大的市場需求推動著中國模具工業更快地 發展。模具的未來的發展正朝以下幾個方面發展： 1. 1. 1 模 具 正 向 集 成 化 、 三 維

8、化 、 智 能 化 和 網 絡 化方向發展1 ) 模 具 軟 件 功 能 集 成 化2 ) 模 具 設 計 、 分 析 及 制 造 的 三 維 化3 ) 模 具 軟 件 應 用 的 網 絡 化 趨 勢1. 1. 2 模 具 檢 測 、 加 工 設 備 向 精 密 、 高 效 和 多 功 能方向發展1 ) 模 具 檢 測 設 備 的 日 益 精 密 、 高 效2 ) 數 控 電 火 花 加 工 機 床1. 1. 3 快 速 經 濟 制 模 技 術1. 2 模 具 設 計 的 目 的 工具鉗工技師是技術工人隊伍中具有高級技能的 人才，是生產第一線的一支重要隊伍，他們在設 計、分析工藝和加工、檢驗水

9、平等方面被要求很 高。這次的模具設計與制作正好在實物設計、工 藝分析和加工、檢驗等方面展現得淋漓盡致。在 生產的全過程中，專用工裝夾具，凸、凹模的設 計，模具材料與壽命，模具零件失效與修復技術 等，只要有一點點含糊，都會直接影響到模具設 計與制作的成功與否。所以說，通過這次畢業設 計（ 模 具 設 計 ），對 于 我 們 機 械 制 造 工 藝 教 育 專 業 ， 尤其是對工具鉗工技師培訓班的我來說，是對我 大學五年專業學習生活的一次總復習，也是一大 的總結具。第2章 沖裁模具設計過程2. 1產品零件圖2X ?5-0.03圖2- 1鉸鏈支撐件零件圖2. 2工藝分析沖壓件的工藝性是指沖件在沖壓加

10、工中的難 易程序。沖壓工藝性的好壞直接影響沖壓件的質 量、模具壽命、材料消耗、生產率和沖壓成本， 甚至影響到沖壓工藝的實施。因此，設計中應盡 可能提高沖壓件的工藝性。2. 2. 1沖裁工藝分析該制件形狀簡單，結構對稱，尺寸適中，除 孔中心距44 mm和孔徑2 X 5有公差要求外，其余 尺寸為I T1 2級精度。另外考慮到了制件的利用 率，避免造成大量浪費現象，因此，制件2個孔 的公差均為I T9且不允許變形。鉸鏈支撐件制件 的材料選用優質碳素結構鋼08冷扎鋼板，其力學性能分析見表2- 1 :表2-1 08F的力學性能分析代號材料狀 態力學性能抗拉強 度b/ Mpa抗剪強 度b/ Mpa伸長 率

11、(%)屈服強 度s/ Mpa08F已退火330260322004503602. 2. 2彎曲工藝分析鉸鏈支撐件制件彎曲部分形狀左右對稱，因 此毛坯受力均衡不產生滑動。該制件的生產采用 彎曲、落料、沖孔三道基本工序，生產批量較大， 而且彎曲半徑大于最小彎曲半徑 (0. 8t =0. 8 X 2 = 1. 6<2 mm),因此可以用冷沖壓加工成型。但在 加工時，應避免彎曲部分的回彈。2. 3確定沖壓件的最佳工藝方案根據制件工藝性分析，其基本工序有彎曲、 落料、沖孔三種。可用以下3種工藝方案：(1 )彎曲-落料-沖孔采用單工序模生產。(2 )彎曲-落料-沖孔復合沖壓，采用復合模生產。(3)彎曲

12、-落料-沖孔連續沖壓，采用級進模生產。方案(1)屬于單工序沖壓,模具結構簡單。但需三道工序三套模具(即彎曲模、落料模、沖孔模），生產效率低，難以滿足該制件的批量生產 要求。方案（3）只需一套模具，生產效率高，但 模具結構復雜且尺寸大，精度不是太高，而且模 具制造困難。方案（2）也只需一套模具，在沖床 的一次行程中，同一工位上完成這三種沖壓工序， 使產品一次成型，節省制造成本，生產效率高， 精度比級進模高且結構尺寸不是很大。盡管模具 結構較方案（1）復雜，但由于制件的幾何形狀對 稱，模具制造并不困難。另外，考慮到制件板料 容易竄動，為保證制件精度，采用先彎曲、后落 料、再沖孔的復合沖裁方法，選擇

13、方案（2 ）。2. 4主要工藝參數計算2. 4. 1毛坯的尺寸計算該毛坯的工件展開圖如圖2-2所示圖2- 2毛坯展開圖按彎曲件展開來計算，由沖壓工藝與模具書 中的公式，中性層半徑為r 0 = r +Xtr中性層半徑(m )；r彎曲內半徑(m )；X中性層位置因數，由下表2- 2查出；t材料厚度(mm )；表2-2中心層位置因素X與r/t比值關系r / t0. 70. 811. 21. 522. 53K0. 2 70. 30. 3 10. 3 30. 3 60. 3 70. 40. 4 2依據表 2- 2和毛坯展開圖尺寸可知，圓弧部分r =2 mm ,X=0. 31 , t =2mm則中性層半徑

14、 r o = 2 mm+ 0. 31 x 2 mmF 2. 6 2 mm中性層長度 L=2 n r ( 90/ 360) =2 x 3. 1 4 x2. 62 mm/ 4=4. 1134mm直線部分長度 a = ( 52- 26- 2- 1 3) mm=1 1 mmb = ( 1 6- 2- 2- 2- 2) mm= 8mmc = ( 26- 2- 2- 2- 2) mm= 1 8 mm由于圓弧r =2mm>0. 5 x 2 mm= 1 mm, 所以為有圓角半 徑彎曲。則 L =刀l直+刀l圓弧=2a + 2b + c +41=2 x 1 1 +2 x 8 + 1 8+4 x 4. 1

15、134 = 72. 4536 mm沖裁件在板料上的布置叫排樣。它是制定沖 壓工藝不可缺少的內容，直接影響著材料的利用 率、沖模結構、制件質量和生產率等，條料沖裁 時所產生的廢料分為兩種情況：(1 )工藝廢料：工件之間和工件與條料邊緣 之間存在的搭邊，定位需要切去 的 料 邊 ，與 定 位 孔 不 可 避 免的料頭和料尾廢料。（ 2 ） 結 構 廢 料 ： 由 于 工 件 結 構 的 需 要 ， 如 工 件內孔的存在而產生的廢料。排樣方法主要有三種：有搭邊排樣 ： 無 搭 邊 排 樣 ： 少 搭 邊 排 樣 合理排樣并充分利用材料具有重大意義。此模具設計時，由于采用先彎曲的基本工序， 因 此 寬

16、 度 方 向 采 用 精 裁 方 法 ，（ 即 寬 度 方 向 不 落 料），使模具簡單化，故條料寬度為1 0 mm,公差 為 I T12 。 另 外 ， 考 慮 操 作 方 便 及 模 具 結 構 簡 單 ， 故采用直排設計。排樣中相鄰沖裁件間的余料或沖裁件與條料 邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊用以防止送料發生 偏 差 時 , 沖 出 殘 缺 的 廢 品 。 由 表 2- 3 可 查 得 沖 裁 時的搭邊值：表2-3沖裁金屬材料的搭邊值料厚手工送料自動送料圓形非圓形aa1aa1aa111. 51. 521. 5>1221. 52. 5232>232. 5232. 5> 3432

17、. 53. 5343> 45435454搭邊值 a1=2伽,則條料的送進步距為h =72. 4536 mm +2 mm =74. 453 6 mm ,女口 圖所示,2. 4. 2畫出排樣圖如圖2- 3所示圖2-3 排樣圖2. 4. 3計算沖裁單件材料的利用率單件材料的利用率n二Fo/F X 100 %式中n材料利用率；Fo制件面積(mm2);F沖裁所需板料面積(mm2);貝卩 n二7 4. 4536 X 20/ ( 7 6. 4536 X 20) X 1 00 % =97 %2. 4. 4計算壓力中心為了保證壓力機和模具正常地工作必須使沖 模的壓力中心與壓力機滑塊中心線相重合。否則 在沖

18、壓時會使沖模與壓力機滑塊歪斜，引起凸、 凹模間隙不均勻和導向零件加速磨損，造成刃口 和其它零件的損壞，甚至還會引起壓力機導軌磨 損，影響壓力機精度。形狀簡單而對稱的工件，如圓形、正多邊形、 矩形，其沖裁時的壓力中心與工件的中心重合。 由于該零件彎曲、落料、沖孔均為軸對稱形狀， 其中心便是壓力機的壓力中心，故不必進行壓力 中心的計算。2. 4. 5各部分工藝力的計算(1 )沖孔力計算按沖壓工藝與模具結構書中公式計算：P=L Xt X c b式中 P沖裁力（N）;L沖裁線長度（m）t制件的厚度（m）(T b材料的抗拉強度（Pa）,可從有關手冊中查得 此零件厚度為2 mm,查表2-1抗拉強度。b 3

19、30450 Mpa。取(T b =330Mpa則 P=Lt (T b = ( 3. 14 x 5 x 2) x 2 x330 = 20724N=20. 72KN（2 ）落料力計算由于制件寬度方向采用精裁方法，故工件外輪 廓周長不包括制件兩個長度方向上的尺寸。抗拉 強度（T b仍取330 Mpa。貝卩 P =Lt（T b=20 x 2 x 330 = 20724N=13. 2KN（3）彎曲力計算1 ）自由彎曲力按 沖壓工藝及模具結構書中公式計算 F自2=0. 7 kbt （T b/ r +t式中F自沖壓行程結束時的自由彎曲力；k安全系數，取1. 01. 3 ;b彎曲材料的寬度（mm）;t彎曲材料

20、的厚度（mm）;r彎曲件的內彎曲半徑 （mm）;(T b材料的強度極限（MPa）抗拉強度根據表 2- 1可知，(T b = 3 3 0450Mpa ,取(T b=450Mpa。貝UF 自=0. 7 x 1. 3 x 20x 4 x 450/ 2 + 2 = 81 90N=8. 2KN2 )校正彎曲力按沖壓工藝及模具結構書中公式計算F校=Aq 式中F校校正彎曲時的彎曲力（N）;A校正部分垂直投影面積（mm2）；q單位面積上的校正力（Mpa），取 q = 30Mpa貝卩 F 校二Aq = 26 X 20 X 30=1 5. 6 KN(4)推件力計算按沖壓工藝與模具結構書中推件力的計算公式為Q 推=

21、K 推 X PX n式中Q推推件力；K推推件力系數；般取0. 05-0. 08 ;這里取K推=0. 05P沖裁力；n冋時卡在凹模洞口的件數，n = h/ t（h為凹模刃口直壁高度，t為制件厚度）；一般卡23件這里取n = 3貝卩 Q 推=0. 05 X 20. 72 X 3 = 3. 1 08 KN（5 ）卸料力計算按沖壓工藝與模具結構書中卸料力的計 算公式為Q卸二K卸X P式中K卸卸料力系數一般取 0. 050. 08這里取K卸0. 05;P沖裁力；貝卩 Q 卸二K 卸 X P 沖孔力=0. 05 X 20. 72=1. 036 KNQ 卸 / = K 卸 X P 落料力=0. 05 X 1

22、 3. 2=0. 6 6 KN則總沖壓力為P總=P沖孔力+ P落料力+ P總彎曲 Q推+ Q卸+ Q卸=20. 72+13. 2+15. 6+8. 2+3. 108+1. 036+0. 66=62. 524 KN( 6 ) 回 彈 壓彎過程并不完全是材料的塑性變形過程， 其彎曲部位還存在著彈性變形，所以壓彎后零件 形狀與模具的形狀并不完全一致，這種現象稱為 回彈。回彈的大小通常用角度回彈 0和曲率回 彈 p 來表示。影 響 回 彈 的 因 素1 ) 材 料 的 力 學 性 能 。 材 料 的 屈 服 點 越 高 ， 彈 性 模 量 越 小 ， 回 彈 越 大 。2 ) 材 料 的 相 對 彎

23、曲 半 徑 R/ t 。3 ) 彎 曲 工 件 的 形 狀 。4 ) 模 具 尺 寸 。5 ) 模 具 間 隙 。6 ) 校 正 力由 于 影 響 回 彈 數 值 的 因 素 很 多 ， 而 且 各 因 素 往 往 有 相 互 影 響 ，故 難 以 進 行 精 確 的 計 算 或 分 析 。 在 一 般 情 況 下 ， 設 計 模 具 時 對 回 彈 量 確 定 大 多 按 照 經 驗 數 值 ，或 計 算 后 在 實 際 試 模 中 再 進 行 修 正 。只有當彎曲工件的圓角半徑R > ( 58 ) t時， 計算才近似正確。當R V ( 58) t時，工件的彎 曲 半 徑 一 般 變

24、化 不 大 ， 只 考 慮 角 度 回 彈 。 角 度 回 彈 的 經 驗 數 據 值 見 表 2- 4：表 2- 4 自 由 彎 曲 是 90° 的 平 均 回 彈 角 0材料r / t材料厚度t / mm<0.80. 8 2>2軟鋼<14 °2 °0 °(T b = 3 5 0 M155 °3 °1 °pa中硬鋼<15 °2 °0 °(T b = 40 0156 °3 °1 °5000Mpa由上表可知，制件角度回彈為3 °。在設

25、計時， 可采用校正彎曲力代替自由彎曲力；另外在毛坯 直邊部分彎曲凹模與卸料板之間留有比毛坯直邊 部分大的余量。這些措施可避免回彈。（7）沖壓設備的選擇1） 沖壓設備類型的選擇根據所要完成的沖壓工 藝的性質，生產批量的大小，沖壓件的幾何尺寸 和精度要求等來選擇設備的類型。i、考慮沖壓件的大小 在中小型的沖壓件、彎 曲件或拉深件的生產中，主要采用開式機械壓力 機。因為它提供了極為方便的操作條件，模具也 容易安裝；在大中型沖壓件生產中，多采用閉式 結構形式的機械壓力機；對于大型拉伸件的生產 中，則應盡量選用雙動壓力機，使所用模具結構 簡單，調整方便。ii、考慮沖壓件的生產批量 在大批量生產或形 狀復

26、雜零件的大量生產中，應盡量選用高速壓力機或多工位自動壓力機；在小批量生產中，尤其 是大型厚板沖壓件的生產中，多采用液壓機，由 于液壓機沒有固定的行程，不會因為板料厚度變 化而超載；對于小批量生產的彎曲、成型、校平 或校形等工序可選用摩擦壓力機，因為它具有行 程自動調節，不易發生超負荷損壞的特點。iii、考慮壓力機設備的精度和剛度 壓力機的剛度由床身剛度、傳 動 剛 度 和 導 向 剛 度 3 部 分 組 成 ，如果剛度較差，負 載 終 了 和 卸 載 終 了 時 模 具 間 隙會發生很大變化，影 響 沖 壓 件 的 精 度 和 模 具 壽 命 ，設備的精度也有類 似 的 問 題 。 沖 壓 設

27、 備 規 格 的 選 擇在沖壓設備的 類 型 選 定 之 后 ， 應 該 進 一 步 根據沖壓件的大小、 模 具 的 尺 寸 和 沖 壓 力 來 確 定 設備的規格。i、所選壓力機的公稱壓力必須大于沖壓所需的 總沖壓力，即：F壓機F總ii、壓力機的行程大小要適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖裁、彎曲等模具，其行程不宜過大，以免發生凸模與導板分 離（ 導 模 板 ）或 滾 珠 導 向 裝 置 脫 開 的 不 良 后 果 。i、所選壓力機的閉合高度應與沖模的閉合高度相適應。即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機的最 大 閉 合 高 度 和 最 小 閉 合 高 度 之 間 的 要 求

28、。iv、壓力機工作臺面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受力條件也是不利的。16 / 38在實際生產中，為了防止設備的超載，可按 F > （1.61. 8） F來估算壓力機的公稱壓力F。參 照開式雙柱可傾壓力機，規格見表2-5 :表2- 5 開式雙柱可傾壓力機主要技術規格型號J23-10J23-16J23-25J23-40公稱壓力/kN100160250400滑塊行程/ mm455565100滑塊行程次數/ （次/ mm）1451201 0545最大閉合高度/ mm180220270330最大裝模高度/ mm

29、145180220265連桿調節長度/ mm35455565滑塊中心線至床身距離/ mm130160200250床身兩立柱間距離/ mm180220270340工件臺尺寸/ mm、八 刖后240300370460左右370450560700墊板尺寸/ mm厚度35405065孔徑17021 0200220模柄孔尺寸/ mm直徑30404050深度55606070最大傾斜角度（0）35353030電動機功率/ Kn1. 1 01. 502. 205. 5機床外形尺寸/ mm、八 刖后8951 1301 3351 685左右65192111121 325高 度1673189021202470機床總

30、質量/ kg57610551 7803540參照表2-5,選用公稱壓力為160 kN的壓力 機，其型號為J23-16。該壓力機與模具設計的有 關參數為：公稱壓力：160kN；滑塊行程：55 mm；最大閉合高度：220mm;封閉高度調節量：45mm;工作臺尺寸：300 x 450 mm;模柄孑L尺寸:40 mmx 60mm。2. 5沖裁間隙及主要工作部分尺寸的確定2. 5. 1確定沖裁間隙沖裁間隙是指沖裁模中凸凹模刃口部分尺寸 之差，其雙面間隙用Z表示。Z = D凹-D凸中Z雙面間隙；D凹凹模刃口尺寸；D凸凸模刃口尺寸；當沖裁間隙過下來時，雖然毛刺很淺，光亮帶 面積較大，斷面質量較高，當過小的間

31、隙將增大 沖裁力和退料力，加快模具的磨損，降低模具壽 命。而沖裁間隙過大時，會產生很深的毛刺，斷 面錐度大、粗糙，嚴重時還會使沖裁件產生彎曲 變形。實踐證明，沖裁模的間隙在一個適當的范 圍內可得到合格的沖裁件，并使沖裁力降低，延 長模具的使用壽命。這一間隙范圍稱為沖裁的合 理間隙。合理間隙的最大值稱為最大合理間隙間 隙，用Zmax表示，其最小值用Zmin表示。合理間隙 的取值與諸多因素有關，其中最主要的是材料的 力學性能和板料厚度。考慮到模具在使用過程中 的磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時先采 用最小合理間隙值Zmin。確定合理間隙的方法有經 驗確定法和查表法。下表2-6提供了落料、沖孔

32、模初始雙面間隙的經驗數據：表2- 6落料、沖孔模初始雙面間隙落料、沖孔磨刃口始用間隙材料45 T7、T81 0、1 5、20冷軋Q215A. Q2 35 A鋼板H62、H68（軟）純名（退火）鋼帶300 8. 10. 15銅（軟）稱65 Mn（退鋼板H6 2、鋼板防銹鋁火）磷青H68(硬）H62.H68(LF21、LF2銅（硬）Ly12（硬半硬）純銅軟鋁鈹青銅鋁）硅鋼（硬）磷青L2L6Ly1（硬）片銅（軟）鈹2 （退火）青銅（軟）銅母線鋁母線厚始用間隙度ZmiZmaZmiZmaZmiZmaxZmiZmatnxnxnnx1.0. 10. 20. 10. 10. 10. 130. 00. 0070

33、36065951.0. 20. 20. 10. 10. 10. 160. 00. 121469375051.0. 20. 30. 20. 20. 10. 190. 10. 1571155041.0. 30. 30. 20. 30. 20. 240. 10. 1848710372.0. 30. 40. 30. 30. 20. 260. 10. 108204248因該沖件的材料為08鋼，厚度t =2 mm ,查表2-6 可彳得 Zmin = 0. 22 , Zmax = 0. 26。2. 5. 2 主 要 工 作 部 分 尺 寸 計 算沖裁件的尺寸精度取決于凸模與凹模的 刃口部分的尺寸。沖裁的合理

34、間隙也要靠凸模與 凹模刃口部分的尺寸來實現和保證.所以正確的 確定刃口部分尺寸是相當重要的。在決定模具刃 口尺寸及制造公差時，需考慮下述原則： （ 1）落 料 件 的 尺 寸 取 決 于 凹 模 尺 寸 ，沖 孔 件 的 尺 寸取決于凸模尺寸。因此，設計落料模時，以凹 模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模時，以 凸模為基準，間隙取在凹模上。（ 2）考 慮 到 沖 裁 時 凸 、凹 模 的 磨 損 ，在 設 計 凸 凹 模刃口尺寸時，對基準件刃口尺寸在磨損后增大 的，其刃口的公稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內 較 小 的 數 值 ；對 基 準 件 刃 口 尺 寸 在 磨 損 后 減 小 的 ， 其刃

35、口的公稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內較大 的數值。這樣在凸、凹模磨損到一定程度的情況 下，仍能沖出合格的零件。（ 3）在 確 定 模 具 刃 口 制 造 公 差 時 ，要 既 能 保 證 工 件的精度要求，又能保證有合理的間隙數值。1 ） 落 料 刃 口 尺 寸 計 算表 2-7 規 則 形 狀 （ 圓 形 、 方 形 件 ） 沖 裁 時 凸 模 、凹模的制造公差基本尺寸凸模公差5凸凹模公差5凹W 1 80. 0200. 020> 1 8 300. 0200. 025> 30 800. 0200. 030工件尺寸520 - 0. 25伽的凸凹模制造公差由 表2- 7查得 5凸=0.

36、02 mm ,5 凹=0. 03 m。由于 5凸 +5 凹 =0. 02 + 0. 0 3 = 0. 05>Zmax-Zmi n = 0. 2 6 - 0. 22 = 0. 0 4 mm ,5 凸 W 0. 4( Z ma x - Zmi n )=0. 4 x 0. 04=0. 016 ,5 凹 W 0. 6 ( Zmax- Zmi n )=0. 6X 0. 04=0. 024。因數由表 2- 9 查得 X =0. 5 , D 凹=(D- x A )0 凹表2- 8因數x材料厚度t / mm圓形x值0. 7 50. 5工件公差 / mV 1V 0. 16> 0. 1612V 0.

37、20> 0. 2 024V 0. 24> 0. 2 4其中D凹落料凹模基本尺寸(m )A 工件制造公差 (m )X 因數則 D 凹=(Dmax- x A ) + 5 凹0=( 52- 0. 5 X 0. 25)+ 0. 024 0=51. 875 + 0. 024 0D 凸=(Dmax-X A - Zmi n )0- 5 凸=(5 2-0. 5 X0. 25- 0. 22)0 - 0. 01 6 = 51. 6550 - 0. 0162 )沖孔刃口尺寸計算對于孔 5 00.03的凸凹模制造公差由表2 - 7查得8凸=3凹=0.02 mm。8凸 +3凹=0. 02+0. 02=0.

38、04=Zmax- Zmin=0. 26- 0. 22=0. 04 m , 采用凸模與凹模分開加工方法。因數由表2- 9查 得 X =0. 75 , d 凸=(d + x A )0 凸其中d凸沖孔凸模基本尺寸(m )A 工件制造公差 (mm )X 因數貝y d 凸=(dmin + x A )0 凸=(5 + 0. 75 X 0. 03)。任=5. 0 2 2 5 00.02 mmd 凹 二(d mi n + x A +Zmi n ) + 8 凹0 = (5 + 0. 75X 0. 03 +0. 2 2) 00.03 =5. 2425 00.03mm3 ) 彎曲部分尺寸計算凸模的圓角半徑與零件的彎

39、曲半徑相同，R凸 =2 mm ；凹模的圓角半徑，生產中常根據材料的厚度 來選擇凹模的圓角半徑當 t < 2 mm 時，r 凸二(3 6 ) t ;當 4 mmt > 2 mm 時,r 凸=(2 3) t ;當 t > 4 mm 時，r 凸=21。凹模兩邊的圓角半徑應當一致，否則 彎曲時毛坯會發生偏移。凹模的圓角 半徑可查表2 1 0。表2-9凹模圓角半徑與凹模深度的 對應關系（單位：mm）料0. 50. 52. 02. 04. 04.0 7. 0厚t邊1111長Llr凹lr凹lr凹lr凹1 0631 031 042 082 0831 241 552 583 51 241 55

40、2063 01 05 01 552062583 51 27 52 06258301 04 01 51 0 0301 0351 25 02 01 5 0351 2401 56 52 520 0451 55520由表2- 9查得r凹=4 mm ,凸模、凹模的工作 尺寸計算與彎曲件的標注尺寸有關。其原則是：當彎曲件標注的是外形尺寸時，以凹模為設計基準件間隙取在凸模上當彎曲件標注的是內形尺寸時選擇凸模為設計基準件間隙取在凹模上。因J | A零件外形有尺寸要求則L 凹出=(L maX -0.75 )+ 5凹0般可按下式計L 凸=(L 凹-2c)0- 3 凹其中z為凸凹模單邊間隙，-算 c =t + nt

41、式中Lmax 彎曲件寬度尺寸；彎曲件的尺寸偏差 (mm);L凹彎曲凹模寬度的基本尺寸(mm);L凸彎曲凸模寬度的基本尺寸(mm);3凸，3凹彎曲凸模，凹模制造公差，一般選I T7I T9 ;2c凸模與凹模的雙面間隙(mm);t材料厚度基本尺寸n間隙系數，見表 2-11 , 此處c =0. 05由標準公差數值表(GB1 800- 79) 得 3凸=0.021 ,3 凹=0. 033貝卩 c =t + nt =2 + 0. 05 x 2 = 2. 1L 凹=(Lmax- 0. 7 5 ) + 3 凹0 = ( 2 6 - 0. 7 5 X0. 2) +0. 033 0 = 25. 85 + 0.

42、033 0L 凸二(L 凹-2c )0- 3 凹二(25. 85- 2 X 2. 1 )0 -0. 021 =21. 650 - 0. 021表2-11間隙系數n彎曲件材料厚度t / mm、k1、<咼度>0. 5 2> 24>0. 5 2>24H/ mmL < 2HL > 2H100. 0 50. 040. 100. 08200. 0 50. 040. 100. 08300. 0 50. 040. 100. 08500. 0 70. 050. 150. 102. 6模具主要零件及結構設計這套模具主要由上模座、下模座、落料凹模、 彎曲凸模、沖孔凸模、凸凹

43、模、墊板、固定板、 卸料板等零件組成。（1）卸料零件該模具才用橡膠卸料（2）定位零件的確定定位零件的作用，是使條料或毛坯在精沖在確 定正確的位置，從而保證沖出合格的制件，根據 毛壞和模具不同的特點，必須采用不同形式的定 位裝置，沖模中常見的定位零件有定位板、定位 銷、擋料銷、導料銷，側壓板等。而在該聯接件的模具設計中，采用了擋料銷 定位零件進行定位，如圖2-4。圖2-4擋料銷(3) 導向裝置的種類及標準的確定模具中導向副的作用是保證上模相對于下模 有一定位置關系，分為滑動導向副和滾動導向副 兩類。滑動導向副由導柱，導套組成，在中、小型 模具中應用廣泛。滾動導向副由導柱、導套和鋼球保持圈組成，

44、適于要求精度高壽命長的模具，如高速沖裁模、 精密沖裁模、硬質合金沖裁模等。由于滾動導向副與滑動導向副相比，在滾動 式導套、導柱間多了 一層裝在保持圈內的鋼球作 為滾動體，使原來的滑動磨擦變為滾動磨擦，磨 擦系數小，提高模具導向副的使用壽命，但是滾 動導向副的價格高，對于大批量生產的托架來說， 滑動導向副就能滿足生產要求，與滾動導向副相 比，成本低。因此，采用滑動導向副。(4) 固定與支承零件的確定1) 模柄的確定模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的 滑塊上，常用的模柄形式有整體式、旋入式、壓 入式、凸緣式、浮動式。壓入式模柄通過配合與 上模座聯接固定，適用于模板較厚的中校型模具 中，而且可以

45、保證較高的同軸度和垂直度。此套 模 具 選 用 壓 入 式 模 柄 ， 它 與 模 座 安 裝 孔 用 H7/ n6 配合。2 ） 固 定 板 的 設 計 與 標 準固定板按外形分為圓形和矩形兩種，其平面 輪廓尺寸除應保證凸、凹模安裝孔外，還應考慮 螺釘和銷釘孔的定位，厚度一般取凹模厚度的 60%80%。固定板孔與凸、凹模采用過渡配合 （ H7/ k6 ）。 壓 裝 后 端 面 磨 平 ， 以 保 證 沖 模 垂 直 度 。3 ） 墊 板 的 設 計 與 標 準墊 板 主 要用于 直 接承受 和 擴散 凸 、 凹模 傳 來的 壓 力 ， 防 止模座 承 受過大 壓 力而 出 現 凹坑 ， 影響

46、 模 具 正 常 工作。 模 具是否 用 墊板 ， 根 據模 座 承受 壓 力 大 來 確定， 凸 （凹） 模 支承 端 面 對模 座 的單位壓力為：（T = P / A式 中 ： P 沖 裁 力A 凸 （ 凹 模 ） 支 承 端 面 面 積。小于等于（T 模座許用應力則應在凸（凹） 模與模座間加經淬硬磨平的墊板，墊板厚度一般 取 6 12mm， 外 形 尺 寸 按 固 定 板 形 狀 決 定 。 如 圖 2- 5、 圖 2- 6(5 )凸凹模的設計根據墊板、固定板、卸料板、橡膠的厚度及 模具結構，可選取凸凹模的高度為45.5伽。如圖 2- 731 635&x(6)沖孔凸模凸模可分為直

47、通式和臺階式。在刃口斷面形狀小卜時考慮到凸模強度，中間段和固疋段要粗些所以凸模變為臺階狀。三段形狀相同凸模呈直通式。與直通式相比，臺階式具有更好的剛性。如圖2-81II丄 -'T)1.cjIDf心0J L.圖2-8沖孔凸模(7) 彎曲凸模一般r凸等于彎曲件內側彎曲半徑r。如果r小于最小 彎曲半徑rmin，則先彎曲一個大于rmin的角度，然后 增加整形工序。如果彎曲半徑比較大，則應考慮 回彈因素適當修正凸模圓角半徑。如圖2-9Mi丄 I- :-山圖2- 9 彎曲凸模（8）落料凹模根據落料和沖孔的特點，落料件的尺寸取決于凹 模尺寸，因此落料模應先決定凹模尺寸，用減小 凸模尺寸來保證合理間隙

48、。根據凸、凹模刃口的 磨損規律，凹模刃口磨損后使落料件尺寸變 大，其刃口的基本尺寸應取接近或等于工件的 最小極限尺寸。如圖2- 10圖2- 10 落料凹模（9）推件零件的設計彈簧是模具中廣泛應用的彈性零件，主要用于卸 料、推件和壓邊等工作，模具設計時，彈簧一般 是按標準選的。（10）模架零件的設計模架按照凹模周界選取沖壓模具標準模架凹 模周界 L=160B=100H=212模架 1 60 X 1 00 X 1 90 225律記杲*hOH嵐界 £=卻伽g 5=l25npn -就合®ffLM度的后#1帶柱樓翅e暢舉 2MX 125X170-205 I GB/T知HlDflXiC

49、H)X25uo145IdOXlDOXiO135X100X301C5140170125XlWX3j11盹l?0IfiDX 100X35IfiOX 100X40mx 100X35±MX1MX4OIM125X125X301&5ITO125X125XJBMIM170140H0XJ25X351901GC曲5160X125X0ZODX1ZSX35l tic1旳17GZOOX1?5X4Q19C1?0130IM而I4«140ISOHOISO1401214上樓產GB/T烈弱，$知下模康GEmass- *90»牲G/TEBibl9C鼻«t/TSB61- iM« 1)12g零腎件號喀IML柝準癲號S5X 23I0QX1MX3O?U x恥100X100X40S<1X2R1Z5X1CWX3525X103X4580X138X33IWX100X4DMX脫|fiX>XlOTX.5O?OOX1CH&g