摘 要的裝配圖，非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖。采用CAD軟件繪制沖壓模具工作零件的零件圖。關(guān)鍵詞：方形墊圈;沖壓模具;設(shè)計(jì)PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 錄1緒論 12沖壓件工藝分析 32.1材料分析 32.2零件結(jié)構(gòu) 32.3尺寸精度 33沖裁方案的確定 53.1沖裁工藝方案的確定 53.2沖裁工藝方法的選擇 53.3沖裁結(jié)構(gòu)的選取 64模具總體結(jié)構(gòu)的確定 74.1模具類型的選擇 74.2送料方式的選擇 74.3定位方式的選擇 74.4卸料、出件方式的選擇 84.5導(dǎo)向方式的選擇 85模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算 105.1排樣方式的選擇 105.1.1搭邊值和條料寬度確定 5.1.2材料的經(jīng)濟(jì)利用率 125.2沖裁力的計(jì)算 125.3沖壓設(shè)備的選擇 145.4壓力中心的確定 156刃口尺寸的計(jì)算 176.1沖裁間隙的確 176.2刃口尺寸的計(jì)算及依據(jù) 187主要零部件設(shè)計(jì) 207.1凹模的設(shè)計(jì) 207.2凸模的設(shè)計(jì) 227.2.1凸模結(jié)構(gòu)的確定 227.2.2凸模材料的確定 227.2.3凸模精度的確定 237.2.4凸模高度的確定 237.3凸凹模的設(shè)計(jì) 247.3.1凸凹模外形的確定 247.3.2凸凹模材料的選取 247.3.3凸凹模精度的確定 247.3.4凸凹模壁厚的確定 257.3.5凸凹模洞口類型的選取 257.4卸料裝置的選用 267.4.1卸料裝置的選用 267.4.2卸料板外型的設(shè)計(jì) 267.4.3卸料板材料的選擇 267.4.4卸料板整體精度的確定 267.5卸料橡膠的選用 277.6固定板的設(shè)計(jì) 287.6.1凸模固定板的設(shè)計(jì) 287.6.2凸凹模固定板的設(shè)計(jì) 287.7墊板的設(shè)計(jì) 297.8擋料銷、導(dǎo)料銷、卸料螺釘?shù)倪x用 297.8.1擋料銷、導(dǎo)料銷的選用 297.8.2卸料螺釘?shù)倪x用 297.9上下模座、模柄、打桿的選用 297.9.1上下模座的選用 297.9.2模柄的選用 307.9.3螺釘、銷釘?shù)倪x用 308.1沖壓設(shè)備的校核 318.2沖壓設(shè)備的選用 31總 結(jié) 32致 謝 33參考文獻(xiàn) 34PAGEPAGE11緒論曲、壓延、壓印等，可以進(jìn)行復(fù)雜零件的立體精密成形。過(guò)去的精密沖裁只能對(duì)厚度為5~8mm以下的中板或薄板進(jìn)行加工，而現(xiàn)在可以對(duì)厚度達(dá)25mm的厚板實(shí)現(xiàn)精密沖裁，并可對(duì)σb>900MPa的高強(qiáng)度合金材料進(jìn)行精沖。由于引入了也開展了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以對(duì)排樣或壓延毛坯進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。科學(xué)階段，使沖壓成形走向計(jì)算機(jī)輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。成形和旋壓等簡(jiǎn)易模（如軟模和低熔點(diǎn)合金模等通用組合模具和數(shù)控沖壓設(shè)備等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既適合大量生產(chǎn)，也同樣適用于小批生產(chǎn)。不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高強(qiáng)度鋼板，用來(lái)生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。目前，國(guó)內(nèi)模具工業(yè)發(fā)展很快，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。我國(guó)模具工業(yè)作為一個(gè)獨(dú)立的新型的工業(yè)，正處于飛速發(fā)展階段，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一，其發(fā)展前景十分廣闊。據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)我國(guó)將成為世界的制造中心，這更加給模具工業(yè)帶來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇和空間。但由于我國(guó)模具工業(yè)起步較晚，底子薄“九五”期間雖有較快發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距還相當(dāng)大。許多模具還需要進(jìn)口，模具制造高級(jí)人才也供不應(yīng)求。為進(jìn)一步加快我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，基本任務(wù)之一就是加快人才的培養(yǎng)，普及先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，培養(yǎng)模具專業(yè)的高級(jí)人才。這種狀況顯然不利于該專業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)的規(guī)范性。2沖壓件工藝分析方形墊圈年產(chǎn)量為20萬(wàn)件，采用大批量生產(chǎn)，材料為20鋼，厚度為2mm，未注公差為IT14。零件如圖2-1所示：2.1材料分析

圖2-1方形墊圈零件簡(jiǎn)圖表2-1部分碳素鋼抗剪性能材料名稱牌號(hào)材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度τ/MPa碳素結(jié)構(gòu)鋼20已退火300~360Q235303~372Q275392~490由上表2-1可知：20鋼具有較好的沖裁成形性性能，適合要求較高的零件。綜合評(píng)比均適合沖裁加工。故方形墊圈選用20鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼。2.2零件結(jié)構(gòu)小壁厚4.7mm，小于最小孔邊距7.5mm。所以，用倒裝式復(fù)合模沖壓這個(gè)零件。2.3尺寸精度0.52由于本零件給定的精度都按生產(chǎn)所需經(jīng)濟(jì)精度要求IT14查表2-2得：屬于A類尺寸的有：300.520屬于B類尺寸的有：150.430通過(guò)查公差等級(jí)表，我們發(fā)現(xiàn)普通沖裁能夠滿足零件精度要求。表2-2常見零件公差等級(jí)表公差等級(jí)IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/μm/mm≤334610142540600.100.140.25＞3~645812183048750.120.180.30＞6~1046915223658900.150.220.36＞10~18589182743701100.180.270.43＞18~306913213352841300.210.330.52＞30~50711162539621001600.250.390.62＞50~80813193046741201900.300.460.74＞80~1201015223554871402200.350.540.87＞120~18012182540631001602500.400.631.00＞180~25014202946721151852900.460.721.15＞250~31516233252811302103200.520.811.30＞315~40018253657891402303600.570.891.40＞400~50020274063971552504000.630.971.553沖裁方案的確定3.1沖裁工藝方案的確定在沖裁工藝分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定工藝方案。工藝方案分為沖裁工序的組合和沖裁順序的安排。3.2沖裁工藝方法的選擇沖裁工序分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁三種。單工序沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的沖壓工序。級(jí)進(jìn)沖裁是把沖裁件的若干個(gè)沖壓工序，排列成一定的順序，在壓力機(jī)的一次行程中條料在沖模的不同位置上，分別完成工件所要求的工序。其三種工序的性能見表3-1：表3-1單工序沖裁、級(jí)進(jìn)沖裁和復(fù)合沖裁性能比較項(xiàng)目單工序模復(fù)合模級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)批量小批量中批量和大批量中批量和大批量沖壓精度較低較高較高沖壓生產(chǎn)率低，壓力機(jī)一次行程內(nèi)只能完成一個(gè)工序內(nèi)可完成二個(gè)以上工序程內(nèi)能完成多個(gè)工序?qū)崿F(xiàn)操作機(jī)械化自動(dòng)化的可能性較易，尤其適合于多工位壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制件和廢料排除較復(fù)部分機(jī)械操作容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)通用性通用性好，適合于中小批量生產(chǎn)及大型零件的大量生產(chǎn)通用性較差，僅適合于大批量生產(chǎn)通用性較差，僅適合于中小型零件的大批量生產(chǎn)沖模制造復(fù)雜性和價(jià)格價(jià)格低沖裁較復(fù)雜零件時(shí)，比級(jí)進(jìn)模低沖裁較簡(jiǎn)單零件時(shí)低于復(fù)合模復(fù)合模的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對(duì)位置精度高，板料的定位精度要求比級(jí)進(jìn)模低，沖模的輪廓尺寸較小。由于零件的生產(chǎn)要求的是大批量生產(chǎn)、零件的尺寸較小，制造相對(duì)比較難，為提高生產(chǎn)率，根據(jù)上述方案分析、比較，宜采用復(fù)合模沖裁。3.3沖裁結(jié)構(gòu)的選取按照復(fù)合模工作零件的安裝位置不同，分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種，兩種的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍見表3-2：表3-2正裝式復(fù)合模、倒裝式復(fù)合模的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍比較項(xiàng)目正裝（順裝）式復(fù)合模倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)凸凹裝上料和沖孔凸模裝在下模凸凹模裝在下模，落料凹模和沖孔凸模裝在上模優(yōu)點(diǎn)沖出的沖件平直度較高結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)雜沖容被邊料中影響操作不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件適用范圍沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直要較的裁還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用十分廣泛通過(guò)對(duì)正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)及適用范圍的分析比較，正裝式復(fù)合模適合于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件而倒裝式復(fù)合模不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式冷沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以直接利用壓力機(jī)打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用十分廣泛。綜上所述，該制件結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單，精度要求較低，孔邊距較大，宜采用倒裝式復(fù)合模。4模具總體結(jié)構(gòu)的確定4.1模具類型的選擇按照復(fù)合模工作零件的安裝位置不同，分為正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模兩種，兩種的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍見表4-1。表4-1正裝式復(fù)合模、倒裝式復(fù)合模的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及適用范圍比較項(xiàng)目表正裝(順裝)式復(fù)合模倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)凸凹裝上料和沖孔凸模裝在下模凸凹模裝在下模，落料凹模和沖孔凸模裝在上模優(yōu)點(diǎn)沖出的沖件平直度較高結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)雜沖容被邊料中影響操作不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件適用范圍沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要較的裁以沖制孔邊距離較小的沖裁件不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用十分廣泛正裝式復(fù)合模適合于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距離較小的沖裁件。倒裝式冷沖模不宜沖制孔邊距離較小的沖裁件，但倒裝式冷沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以直接利用壓力機(jī)打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，故應(yīng)用十分廣泛。式復(fù)合模。由以上沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模沖壓，模具類型為倒裝式復(fù)合模。4.2送料方式的選擇由于零件的生產(chǎn)批量是大批量及模具類型的確定，合理安排生產(chǎn)可采用前后自動(dòng)送料方式。4.3定位方式的選擇因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，無(wú)側(cè)壓裝置。控制條料的送進(jìn)布局采用擋料銷定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)闂l料長(zhǎng)度有一定余量，可以靠操作工目測(cè)來(lái)定。4.4卸料、出件方式的選擇沖裁后卸料。當(dāng)卸料版只起卸料作用時(shí)與凸模間隙隨材料厚度的增大而增加，單邊間隙取（0.2～0.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙此時(shí)要求凸模卸料時(shí)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的材料。彈性卸料具有卸料與壓料的雙重作用，主要用在沖料厚在2mm及以下厚度的板料，卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.1～0.2）t，若彈性卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙性小于沖裁間隙，常用作落料模、沖孔模、癥狀復(fù)合模的卸料裝置。由于有壓料作用，沖裁件比較平整。彈壓卸料板與彈性元件、卸料螺釘組成彈壓裝置。工件平直度較高，料厚為2mm，工件尺寸較小，卸料力不大，由于彈性卸卸料板對(duì)工件施加的柔性力，不會(huì)損傷工件表面，故可采用彈性卸料。4.5導(dǎo)向方式的選擇方案一采用對(duì)角導(dǎo)柱模架由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，合模。具使用壽命有一定影響。方案三：采用四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。（a） （b） （c） （d）圖4-1導(dǎo)柱模架和左、右不受限制，能滿足工件成型的要求。即方案二最佳。PAGEPAGE105模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算5.1排樣方式的選擇沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方法稱為排樣。排樣的意義在于減小材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長(zhǎng)模具壽命，排樣是否合理將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。排樣的方法有：直排、斜排、對(duì)直、混合排，根據(jù)設(shè)計(jì)模具制件的形狀、厚度、材料等方面全面考慮。因此有下列三種方案：完全由沖模來(lái)保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。方案三無(wú)廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些但材料利用率最高。而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)降低沖裁力但受條寬度誤差及條料導(dǎo)向誤差的影響，沖裁件的尺寸精度不易保證，所以采用方案二。分析零件的形狀應(yīng)采用單直排的排樣方式零件的排樣方式如圖51所示。圖5-1豎排示意圖5.1.1搭邊值和條料寬度確定（1）搭邊值的確定緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命。由材料的性能、厚度和形狀可確定搭邊值。兩工件之間的搭邊：a1=1.8mm工件與側(cè)面的搭邊：a=2.0mm（2）條料寬度的確定裝置的作用是用于壓緊送進(jìn)模具的條料（從條料側(cè)面壓緊，使條料不至于側(cè)向料尺寸要求不高，所以選用無(wú)側(cè)壓裝置。故按以下公式計(jì)算：- 1-B0(D2a- 1-式中：B-條料寬度；D-條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a-側(cè)搭邊值，參照表5-1得：a=1.5mm；-條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，參照表5-2得：=0.5mm；表5-2剪切條料寬度偏差條料B/mm材料厚度t0~11~22~33~50～500.40.50.70.950～1000.50.60.81.0100～1500.70.70.91.1所以根據(jù)以上理論數(shù)據(jù)由公式（5-1）得出：-條料寬度：B-

(D2a)0

＝(30+4)0-0.50＝340-0.501-送料步距A1-每次沖1個(gè)零件的步距按式：A＝D＋a1，A＝30+1.8＝31.8mm。5.1.2材料的經(jīng)濟(jì)利用率用率材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。一個(gè)步距內(nèi)的材料利可用下式表示用率：ABS

100%

（5-2）式中：A-一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；B-條料寬度；S-步距。計(jì)算沖壓件的面積（ad測(cè)量： 900mm2根據(jù)公式（5-2）得一個(gè)步距的材料利用率為：=S100%=AB

900mm234mm31.8mm

100%≈83.24%最終選用排樣圖如圖5-2所示：圖5-2排樣示意圖5.2沖裁力的計(jì)算計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合理的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具以及檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁工藝的需求。一般可按下公式計(jì)算：FPLt?式中--沖裁力（；沖裁周邊長(zhǎng)度（mm；t沖裁料厚(mm)；b抗剪強(qiáng)度（MP；（1）落料力計(jì)算 按上式：F落Lt?式中： F落――落料力（；――工件外輪廓周長(zhǎng)（mm；――材料厚度（mm，t2mm；――材料抗剪強(qiáng)（MP材料為20鋼由查表?340Pa。根據(jù)零件圖可算落料輪廓長(zhǎng)度L=120mm則 120mm2mm340MPa81.6kN（2）沖孔力

F沖孔Lt?式中 沖孔――沖孔力（；――工件外輪廓周長(zhǎng)（mm；――材料厚度（mm，t2mm；――材料抗剪強(qiáng)度（MP。由查表，?340Pa。根據(jù)零件圖可算沖孔輪廓長(zhǎng)度L=47.12(mm)則 47.12mm2mm340MPa2.落料時(shí)的卸料力的計(jì)算

F卸=KXF落式中

-卸料力（；落料力（N）KX卸料系數(shù)，查《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-11，P57其值為0.03～0.04，取K=0.04。則F卸=KXF落=0.04×81.6=3.3（KN）3.沖孔時(shí)的推件力的計(jì)算

F推=nkTF沖式中 推--推料力（；K1推料系數(shù)，查《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表0.05；n梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，n=h/t，h為刃口部分的高（mm，t為材料度（mm，其中，h5mm，t2mm，取n3，則F推=nkTF沖=3×0.05×32.1=4.8(KN)沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各沖裁工藝力的總和F總=

+

+F卸+F推式中：沖裁力

=81.6KN，=32.1KN，卸料力=3.3KN，推料力F推=4.8KN，則:F總=F落

+

+F卸+F推=121.8kN5.3沖壓設(shè)備的選擇計(jì)算得總沖壓力是力的1.3倍。所以選用公稱壓力為160KN的機(jī)械壓力機(jī)J23-16。壓力機(jī)主要參數(shù)經(jīng)查《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)《沖壓模具設(shè)計(jì)師手冊(cè)《沖壓手冊(cè)》得表54。表5-4J23系列開式可傾壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)型號(hào)J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40J23-63滑塊公稱壓力31.563100160250350400630滑塊行程2535455565100100120封閉高度120150180220270290330360連桿調(diào)節(jié)量2530354555606570滑塊中心線至機(jī)身距離90110130160200200250300滑塊地面尺寸左右100140170200250250300300前后90120150180220220260260模柄孔尺寸直徑2530304040405050深度4055556060607080墊塊厚度3030354050656590最大傾斜角4545353530303030工作臺(tái)尺寸左右250310370450560610700710前后1602002403003703804604805.4壓力中心的確定速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。沖模的壓力中心，可按下述原則來(lái)確定：（1）對(duì)稱形狀的單個(gè)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(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。（3）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。該軸的力矩求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置0（x00即為所求模具的壓力中心。單個(gè)零件的壓力中心計(jì)算如下：X0＝(L1X1+L2X2+……LnXn)／(L1+L2+……Ln)Y0＝(L1Y1+L2Y2+……LnYn)／(L1+L2+……Ln)式中：X0-壓力中心的橫坐標(biāo)；Y0-壓力中心的縱坐標(biāo)；L-各線段的長(zhǎng)度；X-各線段重心的橫坐標(biāo)；Y-各線段重心的縱坐標(biāo)。由圖5-2分析壓力中心，工件關(guān)于中心對(duì)稱，所以工件的幾何中心即是工件的壓力中心。6刃口尺寸的計(jì)算設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。6.1沖裁間隙的確6-1所示。設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件為（10%~15%）t時(shí)的磨損最小，模具壽命較高。圖6-1沖裁間隙圖模具采用查表法予以確定其間隙值。根據(jù)實(shí)用間隙表6-1查得材料20鋼的最小雙面間隙Zmin=0.246mm，最大雙面間隙Zmax=0.36mm。

表6-1 沖裁模初始雙邊間隙值 mm材料厚度08、10、20、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5極小間隙(或無(wú)間隙)0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0920.1260.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.3802.10.2600.3800.2800.4000.2800.4002.50.2600.5000.3800.5400.3800.5402.750.4000.5600.4200.6000.4200.6003.00.4600.6400.4800.6600.4800.660.3.50.5400.7400.5800.7800.5800.7804.00.6100.8800.6800.9200.6800.9204.50.7201.0000.6800.9600.7801.0405.50.9401.2800.7801.1000.9801.3206.01.0801.4400.8401.2001.1401.5006.2刃口尺寸的計(jì)算及依據(jù)差，是沖裁模具設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。配作法。該沖件尺寸較多，若采用分開加工法計(jì)算，計(jì)算繁瑣，且計(jì)算量較大，不宜采用，故采用第二種算法：凸模與凹模配作法。（1）凸模或凹模磨損后會(huì)增大的尺寸第一類尺寸A14△Aj=(Amax-x△14△（2）凸模或凹模磨損后會(huì)減小的尺寸第一類尺寸B1Bj=(Bmin+x△)01△4（3）凸模或凹模磨損后基本不變的尺寸第一類尺寸C1 1Cj=(Cmin+△) △2 8其中，x為磨損系數(shù)。查表得：工件精度IT10級(jí)以上 x=1工件精度 IT1-IT13 x=0.75工件精度 IT14 x=0.5未注公差按IT14查表，x=0.5。在所有的尺寸中，0.52屬于A類尺寸的有：300.520屬于B類尺寸的有：150.430注：①凸模或凹模磨損后將會(huì)增大的尺寸——第一類尺寸A。②凸模或凹模磨損后將會(huì)減小的尺寸——第二類尺寸B。③凸模或凹模磨損后會(huì)基本不變的尺寸——第三類尺寸C。其中，x為磨損系數(shù)。具體計(jì)算如表6-1。表6-1工作零件刃口尺寸計(jì)算尺寸類型公稱尺寸公式計(jì)算后尺寸備注落料3000.52Aj(Amaxx)(1/4)029.740.130雙邊間隙為0.246-0.36。沖孔150.430Bj(Bminx)0(1/4)15.2200.11PAGEPAGE207主要零部件設(shè)計(jì)雖然各類沖裁模的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度不同，但組成模具的零件種類是基本相同的，根據(jù)它們?cè)谀＞咧械墓τ煤吞攸c(diǎn)，可以分為工藝零件和結(jié)構(gòu)零件兩類。個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法。7.1凹模的設(shè)計(jì)凹模的外形一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來(lái)確定的，如圖7—1所示。凹模各尺寸計(jì)算公式如下：凹模厚度

H

（7-1）凹模邊壁厚

c

（7-2）凹模板邊長(zhǎng)

L2c

（7-3）凹模板邊寬

Bb22c

（7-4）式中：b1-沖裁件的橫向最大外形尺寸；b2-沖裁件的縱向最大外形尺寸；K-系數(shù)，考慮板料厚度的影響，查表7-1。表7-1系數(shù)K值材料料寬s/mm材料厚度t/mm≤1>1～3>3～6≤500.30～0.400.35～0.500.45～0.60>50～1000.20～0.300.22～0.350.30～0.45>100～2000.15～0.200.18～0.220.22～0.30>2000.10～0.150.12～0.180.15～0.22查表7-1得：K=0.4根據(jù)公式（7-1）可計(jì)算落料凹模板的尺寸：HKb1根據(jù)公式（7-2）可計(jì)算凹模邊壁厚：

=0.4×30=12(mm)取凹模邊壁厚c=30mm

C=(1.5～2)H=(1.5～2)×12=18～24(mm)根據(jù)凹模厚度和邊壁厚可確定凹模板長(zhǎng)、寬的尺寸。根據(jù)公式（7-3）可計(jì)算凹模長(zhǎng)：根據(jù)公式（7-4）可計(jì)算凹模寬：

L=b1+2c=30+2×30=90(mm)L=b2+2c=30+2×30=90(mm)查表7-2選用凹模尺寸為100mm×100mm×20mm表7-2矩形和圓形凹模外形尺寸 mm矩形凹模的長(zhǎng)度和寬度L×B矩形和圓形凹模厚度圓形凹模直徑d63×50、63×6310、12、14、16、18、206380×63、80×80、100×63、100×80、100×100、125×8012、14、16、18、20、2280、10014、16、18、20、22、25125（140）×125、（140）×（140）、160×100、160×125、160×（140）、200×100、200×12516、18、20、22、25、30（140）250×（140）16、20、22、25、28、32160200×200、250×160、250×200、（280）×16018、22、25、28、32、35200250×250、（280）×200、（280）×25020、25、28、32、35、40250315×25020、28、32、35、40、45（280）、315凹模圖如圖7-1所示：圖7-1凹模圖7.2凸模的設(shè)計(jì)7.2.1凸模結(jié)構(gòu)的確定與凸模固定板的配合按H7/m6。7.2.2凸模材料的確定該模具要求有較高的壽命和較高的耐磨性，并能承受沖裁時(shí)的沖擊力,所以凸模的材料應(yīng)選Cr12，熱處理58～62HRC。7.2.3凸模精度的確定IT7Ra1.6um，同軸度為0.02。7.2.4凸模高度的確定的總和，如圖7-3所示。凸模高度為：

圖7-2凸模高度尺寸

(7-5)式中：h1-凸模固定板厚度，可得：h1=15mm；h2-凹模厚度，可得：h2=20mm；附加長(zhǎng)度包括凸模的修磨量，凸模進(jìn)入凸凹模的深度（附加長(zhǎng)度取1mm）由公式(7-5)得： L=15+20+1=36(mm)由以上可得凸模簡(jiǎn)圖如圖7-2所示：圖7-3凸模圖7.3凸凹模的設(shè)計(jì)7.3.1凸凹模外形的確定形尺寸來(lái)確定的，與落料凹模配合確定，其內(nèi)孔尺寸與沖孔凸模配合確定。7.3.2凸凹模材料的選取好的抗疲勞性、熱處理工藝性等。Cr12剛具有較好的淬透性，很高的耐磨性，凹模材料選用Cr12鋼。7.3.3凸凹模精度的確定零件精度：由于該零件為工作零件，起主要成型的作用，對(duì)精度要求較高，外形精度公差為IT7。7.3.4凸凹模壁厚的確定一些。壁厚見表7-3。正裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚可比倒裝的小一些。表7-3凸凹模的最小壁厚材料厚度t/mm0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚mm1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚t/mm2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚mm6.46.77.17.68.18.58.89.19.49.710凹模內(nèi)外刃口間壁厚校核：根據(jù)沖裁件結(jié)構(gòu)凸凹模內(nèi)外刃口最小壁厚為4.9mm，該壁厚為4.9mm即可，本設(shè)計(jì)中凸凹模的壁厚為7.5mm，故該凸凹模的側(cè)壁強(qiáng)度要求足夠。7.3.5凸凹模洞口類型的選取計(jì)凸凹模洞口類型，排出積存廢料。凸凹模洞口的類型如圖7-5所示，其中型為直筒式刃口凹模，其特較小形狀復(fù)雜的精密制件但因廢料的聚集而增大了推件力和凸凹模的漲裂力，給凸、凸凹模的強(qiáng)度都帶來(lái)了不利影響。一般復(fù)合模和上出件的沖裁模用a、c型，下出件用b、d型其中d型是錐筒式刃口，在凸凹模內(nèi)不聚集材料，側(cè)壁磨損小，但刃口強(qiáng)度差，刃磨后刃口徑向尺寸略有增大。綜上所述，本設(shè)計(jì)選用a型洞口。(a)直通式 (b)直通式 (c)直通式 (d)錐筒式 (e)錐形式圖7-4凸凹模洞口的類型7.4卸料裝置的選用7.4.1卸料裝置的選用彈性卸料裝置由卸料板、彈性元件、卸料螺釘?shù)攘慵M成。彈性卸料起導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與凸模按7/h6配合制造但其間隙應(yīng)比凸、凹間隙小，此時(shí)，凸模與固定板以H7/h6配合。此外，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)高出模具工件零件刃口0.3～0.5mm，以便順利卸料。7.4.2卸料板外型的設(shè)計(jì)尺寸與凹模的邊界尺寸相等卸料板與凸凹模的間隙值由表74確定取0.15mm。而確定卸料板的尺寸。卸料板厚度為取為14mm。7.4.3卸料板材料的選擇卸料板主要是起卸料的作用，對(duì)它的強(qiáng)度和硬度要求較高，所以材料選擇是45鋼。45鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，它的質(zhì)量較好，含碳量（0.45%）波動(dòng)小，性能較穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)熱處理（調(diào)質(zhì)）后具有良好的綜合力學(xué)性能，即具有較高的強(qiáng)度、硬度，又具有較好的塑性、韌性。7.4.4卸料板整體精度的確定卸料板外輪廓的精度要求不高，所以選IT14級(jí)，粗糙度為Ra3.2；而內(nèi)輪廓的精度要求比外輪廓的要求稍高，所以選IT11級(jí)，粗糙度為Ra1.6；四個(gè)螺紋孔R(shí)a3.2。7.5卸料橡膠的選用在沖裁模卸料與出件裝置中，常用的元件是彈簧和橡膠，考慮模具的結(jié)構(gòu)，該模具采用的彈性元件為橡膠。橡膠允許承受的負(fù)載較大，占據(jù)空間尺寸較小，安裝調(diào)整較方便靈活，而且成本低，是中小型沖模中彈性卸料、頂件及壓邊裝置常用的彈性元件。卸料橡膠的選用與計(jì)算步驟：（1）確定自由高度H自H自=L工/(0.25~0.30)+h修模 （7-7）式中：L工-沖模的工作行程，對(duì)沖裁模而言，L工=t+1；h修模-預(yù)留的修模量，根據(jù)模具設(shè)計(jì)壽命一般取4~6mm。根據(jù)公式（7-7）得：H自=L工/（0.25~0.30）+h修模=3/（0.25~0.30）+（4~6）=（6.7~8）+（4~6）=14~18=18（mm）（2）確定L預(yù)和H裝L預(yù)=（0.1~0.15）H自 （7-8）式中：L預(yù)-橡膠的預(yù)壓縮量。根據(jù)公式（7-7）得：L預(yù)=(0.1~0.15)×18=1.8~2.7=2.0（mm）H裝=H自-L預(yù) （7-9）（3）確定橡膠橫截面積AA=F/g （7-10）式中：所需的彈壓力（9885.564；g-橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的單位壓力：g=0.26~0.50MPa。根據(jù)公式（7-10）得：A=F/g=17264.988/0.5=34529.976（mm2）7.6固定板的設(shè)計(jì)7.6.1凸模固定板的設(shè)計(jì)凸模固定板主要是固定凸模，保證凸模有足夠的強(qiáng)度，使凸模與落料凹模、上模座、墊板更好的定位。凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍。則凸模固定板的厚度：H凸固=（0.6~0.8）H凹 （7-11）式中：H凸固-凸模固定板厚度；H凹-凹模厚度；根據(jù)公式（7-11）得凸凹模厚度為：H凸固=（0.6~0.8）H凹=（0.6~0.8）×20=12~16mm凸模固定板厚度取15mm。凸模固定板如圖所示：7.6.2凸凹模固定板的設(shè)計(jì)料版、下模座、墊板更好的定位。凸凹模與凸凹模固定板的配合按H7/m6。凸凹模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍。則凸凹模固定板的厚度為：H凸凹固=（0.6~0.8）H凹 （7-12）式中：H凸凹固-凸凹模固定板厚度；H凹-凹模厚度；根據(jù)公式（7-12）得凸凹模固定板厚度為：H凸凹固=（0.6~0.8）H凹=（0.6~0.8）H凹=（0.6~0.8）×20=12~16mm凸凹模固定板厚度取20mm。7.7墊板的設(shè)計(jì)超過(guò)材料的許用壓力，需在凸模端部與模座之間加上墊板防止模具損壞。墊板外形尺寸可與固定板相同，其厚度一般取3~10mm，查參考文獻(xiàn)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造22.5-17JB/T7643.3-1994，墊板尺寸為100mm×100mm×8mm。7.8擋料銷、導(dǎo)料銷、卸料螺釘?shù)倪x用7.8.1擋料銷、導(dǎo)料銷的選用設(shè)計(jì)擋料銷時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）工件外形簡(jiǎn)單時(shí)，應(yīng)以外形定位，外形復(fù)雜時(shí)以內(nèi)孔定位。（2）定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，確保操作安全。（3）若工件需要經(jīng)過(guò)幾道工序完成時(shí)，各套沖模應(yīng)盡可能利用工件上同一位基準(zhǔn)，避免累積誤差。在此選用機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T7649.10-94中的A型擋料銷，作為該模具中的擋料銷和導(dǎo)料銷。選取該模具的擋料銷和導(dǎo)料銷的直徑d=6mm的A型固定擋料銷。7.8.2卸料螺釘?shù)倪x用根據(jù)復(fù)合模具典型組合尺寸查得卸料螺釘選擇為：圓柱頭卸料螺釘M5×50mmJB/T7650.57.9上下模座、模柄、打桿的選用7.9.1上下模座的選用本模具采用后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套來(lái)保證模具上、下模的精確導(dǎo)向。后側(cè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套都是圓柱形的，其加工方便，裝配容易。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證上模座最底位置時(shí)（閉合狀態(tài)