PAGE23第2章沖壓工藝設(shè)計(jì)和沖壓力的計(jì)算2.1沖壓件（右臺(tái)面）簡(jiǎn)介右臺(tái)面（如圖2.1所示）用于汽車(chē)制造。1）右臺(tái)面的特性如下：外形簡(jiǎn)單，近似于矩形。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，凹面形狀規(guī)則。圓角大小適合。（4）右臺(tái)面造價(jià)低，適于批量生產(chǎn)。2）產(chǎn)品加工材料的選擇根據(jù)上述介紹，選取工件的材料及特性如下：選取材料為：SPCC—SB（冷軋板），選用Q195號(hào)鋼，此種鋼材廣泛用于汽車(chē)制造業(yè)。材料的其它特征見(jiàn)表1：表1：材料的特性表1：材料的特性材料名稱(chēng)牌號(hào)狀態(tài)抗剪強(qiáng)度ζ/MPa抗拉強(qiáng)度σ1/MPa伸長(zhǎng)率δ（%）普通碳素鋼Q195未經(jīng)退火的260~320320~40028~33圖2.1工件圖圖2.1工件圖2.2沖壓工藝和工藝方案分析2.2.1沖壓的工藝分析工件形狀為矩形，形狀簡(jiǎn)單均勻，適合沖孔。工件的形狀和內(nèi)部形狀均勻分布，沒(méi)有銳角，且R＞0.5=0.5δ×1.5=0.75，符合沖裁要求?？走吘郺≥1.5δ（圓孔=1.5），符合沖裁要求。工件沒(méi)有臂和窄槽，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合沖孔。材料為普通碳素鋼，是一種常用的沖孔材料，沖孔性能好。工件尺寸是裝配所需的精確尺寸。7）成型件不需要過(guò)高的尺寸要求，不需要表面粗糙度，變形量小，不會(huì)產(chǎn)生裂紋，沒(méi)有預(yù)加工藝，一次成型。綜上所述，此工件適宜沖裁。2.2.2沖壓工藝方案的確定經(jīng)過(guò)工藝分析后，結(jié)合產(chǎn)品圖紙并計(jì)算，分析沖壓次數(shù)、沖壓工藝類(lèi)型、沖壓順序和工序組合方式的基礎(chǔ)上，提出幾種可能的沖壓分析方法。1）沖壓的幾種方案（1）沖裁，沖孔和彎曲的單步模具生產(chǎn)。（2）沖裁、沖壓復(fù)合模具，彎曲模具生產(chǎn)。（3）使用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)和彎曲模具生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行沖裁和沖孔。方案一：簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，只需要三道工序，三套模具可以完成工件的加工，但成本高。方案二：減少了多個(gè)加工步驟，縮減了工作時(shí)間，有較高的制造精度，成本相應(yīng)降低，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到了提高。方案三：在第二種選擇的基礎(chǔ)上，但加大了制造成本，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。一個(gè)工件通常需要經(jīng)歷多個(gè)過(guò)程才能完成，在準(zhǔn)備過(guò)程計(jì)劃時(shí)必須考慮兩種情況：采用復(fù)合模具連續(xù)沖壓的單步模具分散沖壓或工藝組合，主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量大小，尺寸和精度。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)率，設(shè)備條件，模具制造和壽命，操作安全性和經(jīng)濟(jì)效益的綜合分析，比較決定采用方法二。即：落料、沖孔→彎曲→成品。2）各加工工序次數(shù)的確定根據(jù)工件的形狀和尺寸以及極端變形程度，可以做出以下決定：落料、沖孔一次，彎曲一次。3）加工順序決定的原則（1）所有孔，只要它們的形狀和尺寸不受后續(xù)工藝的影響，應(yīng)在平板坯上沖孔，因?yàn)闆_壓模具結(jié)構(gòu)在成型后很復(fù)雜。定位困難并且操作不方便，并且沖孔有時(shí)不用作后續(xù)工藝的定位孔。（2）在相關(guān)的成形過(guò)程后，任何受后期某工位變形影響的孔（深拉伸構(gòu)件和變形釋放孔的底孔直徑除外）應(yīng)沖洗掉。（3）兩個(gè)孔彼此靠近或孔的邊緣非常小。在沖裁小孔和高精度孔或沖裁后沖孔后，盡量將可能的扭曲限制在最小。（4）多角度彎曲構(gòu)件主要從材料變形和彎曲材料運(yùn)動(dòng)兩個(gè)方面排列彎曲順序。（5）整型或壓平過(guò)程應(yīng)在沖壓件基本形成后進(jìn)行。4）成型過(guò)程根據(jù)加工順序的原則，確定成型過(guò)程如下：首先是沖裁和沖壓以形成精確的形狀;其次是彎曲，也就是折彎過(guò)程；之后是劃窩；最后出來(lái)的是成品。采用這種沖壓方案，從模具的結(jié)構(gòu)和壽命來(lái)看，有利于降低沖壓力并提高模具的使用壽命。同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，減少了不必要的工序，節(jié)省了生產(chǎn)資料，提高了經(jīng)濟(jì)效益。該解決方案適用于加工廠的加工，是最合適的。綜上所述，確定使用此方案。2.3工件的毛坯尺寸計(jì)算由于工件的主要成形過(guò)程是沖裁，沖孔，彎曲和挖掘，因此工件的變形量不是很大，，根據(jù)《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》可直接計(jì)算毛坯尺寸，如下：毛坯的長(zhǎng)度：L=110+8.5+0.4×2=119.3mmL1=112mmL2=7.3mm毛坯的寬度：B=50B1=45.9mmB2=4.1mm所以毛坯形狀及尺寸如圖2.2所示：圖2.2毛坯形狀及尺寸示意圖圖2.2毛坯形狀及尺寸示意圖2.4確定其搭邊值由于模具的成型范圍，有以下幾點(diǎn)因素：料的機(jī)械性能軟件邊緣和脆性部分的值較大，并且硬質(zhì)材料的邊緣值可以較小。2）沖件的形狀尺寸沖件的形狀和尺寸當(dāng)沖件的形狀復(fù)雜或尺寸大時(shí)，搭邊值更大。3）材料的厚度具有較大的邊緣值。4）材料及擋料方式手動(dòng)進(jìn)給，側(cè)壓裝置的搭邊值可以更小，側(cè)邊距的搭邊值更小。卸料方式剛性卸料比彈性卸料搭邊值要大一些。綜上，查找《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》確定搭邊值：兩工件間的搭邊值：a1=2.0工件側(cè)面搭邊值：a=2.2mm條料寬度：B=L+2a=119.3+2×2.2=123.7mm≈125mm根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，選取的板料是SPCCt2.0×1000×2000。2.5確定排樣圖2.5.1利用率的計(jì)算在沖壓零件的成本中，材料的花費(fèi)占比%60，材料的經(jīng)濟(jì)利用率是一個(gè)重要問(wèn)題。合理布局，充分利用材料，材料的利用率K表示為：(2.1)式中K—材料利用率（%）；n—條料上生產(chǎn)的沖件數(shù)；a—每一沖件的面積（mm2）；A0—條料面積（mm2）。由以上數(shù)據(jù)可確定兩工件之間的搭邊值：a1=2.85mm；工件側(cè)面搭邊值：a2=2.85mm。a=119.3×50-(2×5×5-1/2×л×52)-3×л×(3.1/2)2-7.3×4.1-(22-л)-2(32-1/4×л×32)=5906.363n=(1000-2.85)/52=19.18；取n=19K=(19×5906.363)/(125×1000)×100=89.78。2.5.2確定其排樣圖排樣圖如圖2.3所示：圖2.3排樣圖圖2.3排樣圖2.6計(jì)算各工序沖壓力1）沖裁力為了選擇正確的壓力機(jī)并且設(shè)計(jì)合理的模具需要計(jì)算沖壓力。計(jì)算公式如下：（2.2）式中P0—沖裁力（N）；—材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；L—材料輪廓長(zhǎng)度（mm）；t—材料厚度（mm）。本次設(shè)計(jì)中，工件的輪廓長(zhǎng)度：L1=50-3-5+119.3-10+л×5+45.9-5-3+7.3-3+л×3-3+4.1-1-1+л/2+112=331.3035mm；L2=3×л×3.1=29.2186mm；L=L1+L2=331.3035+29.2168=360.5203mm；已知t=2.0mm，則=300×360.5203×2.0=216312.18(N)；則P=1.3P0=1.3×216312.18=281205.834（N）≈281.206KN2）卸料力卸下在凸模周?chē)牟牧纤枰牧νǔ＝凶鲂读狭?。卸料力的?jì)算公式如下：（2.3）式中Px—卸料力（KN）；Kx—卸料力系數(shù)，查表取0.05；P—沖裁力（KN）。則Px=0.05×281.206=14.0603KN。3）推料力沿著沖裁方向?qū)⒖ㄔ诎寄＠锏膹U料推出所需的力，通常叫做推料力。推料力的計(jì)算公式如下：（2.4）式中PT—推料力（KN）；KT—推料力系數(shù)，查表取0.055；n—卡在凹模里的料的個(gè)數(shù)n=h/t，其中，h為凹模刃壁垂直部分高度（mm）；t為料厚（mm）；PT=2×0.055×281.206=30.9327KN4）頂料力沿著沖裁反方向?qū)⒖ㄔ诎寄＠锏膹U料頂出所需要的力通常叫做頂料力。頂料力的計(jì)算公式如下：（2.5）式中PD—頂料力（KN）；KD—頂料力系數(shù)，查表取0.06；PD=0.06×281.206=16.87236KN，則根據(jù)式2.6得出，總的沖壓工藝力為：（2.6）F=281.206+14.0603+30.9327+16.87236=343.07136KN沖裁和沖孔復(fù)合模具選擇沖孔機(jī)的總壓力為F總=1.3F=445.99276KN。5）彎曲力本次設(shè)計(jì)用校正彎曲，計(jì)算彎曲力如下：（2.7）式中P2—校正力（N）；g—單位校正力（MPa）；F—工件被校正部分的投影面積（mm2）。由于模具深度和沖壓件厚度的微小變化可能會(huì)極大地改變校正力的值，因此只能通過(guò)查表來(lái)獲得參考值。校正彎曲時(shí)，由于自由彎曲力、頂件力或壓料力比校正彎曲力的數(shù)值小得多，故壓料力P壓、頂料力P1可以忽略不計(jì)，即，經(jīng)查表得g=30~40MPa,取g=38MPa。則P彎曲==38×91.8=3488.4N=3.4884KN2.7本章小結(jié)本章介紹了沖壓件（右臺(tái)面）的主要特征，并通過(guò)分析確定合適的沖壓解決方案：分通過(guò)兩個(gè)工序進(jìn)行，分別為落料、沖孔復(fù)合模和彎曲模。根據(jù)部件的尺寸確定坯料的尺寸和形狀以確定其邊緣和種植，并繪制布局圖。每個(gè)過(guò)程的沖壓壓力由毛坯尺寸計(jì)算，為沖壓設(shè)備的選擇奠定了基礎(chǔ)。第3章落料、沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)3.1模具零件刃口尺寸計(jì)算3.1.1尺寸計(jì)算原則沖裁件尺寸精度主要的影響因素是刃口尺寸精度是，生產(chǎn)實(shí)踐中存在如下問(wèn)題：1）因?yàn)橥鼓：桶寄Ｖg存在間隙，所以沖出的孔落下的材料或帶有形狀錐形的。并且，坯料端部尺寸等是模具的尺寸，并且沖孔構(gòu)件的小端尺寸等于沖頭尺寸。2）在測(cè)量和使用中，大的端部尺寸是沖裁構(gòu)件的基礎(chǔ)，并且沖孔孔徑基于小的端部尺寸。3）沖裁時(shí)，凸凹模要與沖裁零件或廢料會(huì)有摩擦，導(dǎo)致凸模變小、凹模變大，結(jié)果使間隙愈變大。因此，在確定刃口尺寸和制造公差時(shí)，要考慮到：1）沖裁部分的尺寸由沖模的尺寸決定，沖孔的尺寸由沖頭的尺寸決定。因此，在設(shè)計(jì)沖裁模時(shí)，將間隙作為參考，并在模具上采用間隙。2）在設(shè)計(jì)沖裁模時(shí)，模具的基本尺寸應(yīng)在工件的公差范圍內(nèi)變小。在設(shè)計(jì)沖壓模具時(shí)，沖頭的基本尺寸應(yīng)在工件的尺寸公差范圍內(nèi)采用更大的尺寸。這樣，如果凸模和凹模在一定程度上磨損，仍然可以沖壓出合格的零件。凸凹模間隙選擇最小合理間隙值。3）在確定模具邊緣的制造公差時(shí)，應(yīng)考慮零件的精度要求。根據(jù)以上原則：基于沖裁模計(jì)算沖裁部分，并根據(jù)間隙值準(zhǔn)備沖裁沖頭。由于工件是薄板材料的坯料，因此通過(guò)凸凹模具加工。3.1.2模具間隙的選擇模具間隙是指凸模和凹模的邊緣之間的距離，其由C表示，通常稱(chēng)為單側(cè)間隙。雙面間隙用Z表示。當(dāng)彎曲V形工件時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)壓力閉合高度來(lái)控制凸模和凹模間隙，并且不必確定模具結(jié)構(gòu)中的間隙。以下是沖裁和沖孔復(fù)合模具間隙的確定：1）沖裁間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響沖裁部件的質(zhì)量是指切割表面的質(zhì)量，尺寸精度和形狀誤差。切割表面應(yīng)平直，即沒(méi)有裂縫，撕裂，夾層，毛刺等缺陷。零件表面應(yīng)盡可能平坦，即彎曲很小。尺寸應(yīng)不超過(guò)圖紙規(guī)定的公差。當(dāng)凸凹模具間隙值被控制在一定范圍內(nèi)時(shí)，沖孔構(gòu)件相對(duì)直，光滑，并且毛刺小，并且所需的沖壓力小。當(dāng)間隙太小時(shí)，橫截面上會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)毛刺。當(dāng)間隙過(guò)大時(shí)，材料的彎曲和加深增加，材料容易破裂，工件的亮帶減小，下垂角和斷裂坡度增大，毛刺大。2）間隙對(duì)沖裁力的影響當(dāng)間隙小于合理間隙時(shí)，不僅增加了沖壓力，而且減小了剪切力。3）間隙對(duì)模具壽命的影響為了延長(zhǎng)模具的壽命，通常使用大的間隙。如果使用小間隙，則必須提高模具硬度和模具制造光潔度，精度，并改善潤(rùn)滑條件以減少磨損。4）凸、凹模間隙的確定根據(jù)以上條件綜合確定：間隙選擇：選擇Ⅲ型間隙，α保持正常值，R減小，拉毛正常。查表《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》，沖裁和沖壓復(fù)合模具邊緣的起始間隙為：2Cmax=0.26mm，2Cmin=0.22mm1/2Zmax=0.13mm，1/2Zmin=0.11mm3.1.3尺寸分類(lèi)工件毛坯尺寸，如圖2.2所示，工件尺寸分類(lèi)如下：1）外形尺寸A類(lèi)：刃口打磨后，凹模兩邊尺寸增大，作產(chǎn)品零件圖尺寸A0-△，△為工件公差；119.3±0.1=119.40-0.2mm50±0.2=50.20-0.2mm112±0.5=112.50-1mma類(lèi)：刃口打磨后，凹模一邊尺寸增大，作產(chǎn)品零件圖a0-△；16±0.2=16.20-0.4mmC類(lèi)：刃口打磨后，凹模尺寸不變，作產(chǎn)品零件圖尺寸L±△/2；4.1±0.5=4.1±0.52）內(nèi)形尺寸E類(lèi)：刃口打磨后，凹模兩邊尺寸增大，作產(chǎn)品零件圖尺寸E+△03.10+0.2=3.10+0.2mm3）中心距尺寸L類(lèi)：中心距尺寸與刃口打磨無(wú)關(guān)，作產(chǎn)品零件圖L±△/240±0.5mm3.1.4凸、凹模尺寸計(jì)算圓形沖頭和孔Φ3.10+0.2mm的模具分開(kāi)加工，其余尺寸匹配和加工。首先，將沖頭用作模具，并用復(fù)合模具沖壓工件，坯料的坯料壁是垂直的。1）分開(kāi)加工的尺寸先計(jì)算分開(kāi)加工的尺寸：E0+△=3.10+0.2mm根據(jù)《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表得：當(dāng)t=2.0mm時(shí)，2Cmax=0.26mm，2Cmin=0.22mm即1/2Zmax=0.13mm，1/2Zmin=0.11mm查《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得δ需滿(mǎn)足以下兩式：δ≤0.4（2Cmax-2Cmin）即δ≤0.016mmδ≤△-Ms△=0.2mm；查表取Ms=0.05mm,即δ≤0.15mm比較δ≤0.016mm與δ≤0.15mm，取δ=0.016mm=0.26-0.22-0.016=0.024mm（3.1）其中，E=3.1，N7查表按△=0.2，δ=0.016mm得N7=0.145mm,因Ms=0.05mm，查表得N2=0.015。故dE=3.1+0.145+0.015=3.26mm（3.2）=3.26+0.22=3.48mm。故凸模為Φ3.260-0.016，凹模為Φ3.480+0.024。2）配合加工尺寸配合加工的尺寸計(jì)算如下：（1）①119.40-0.2mm（A類(lèi)）△=0.2，查表得δ=0.04mm，MS=0.05mm；即≤0.26-0.22=0.04mm即≤0.2-0.05-0.04=0.11mm綜合以上兩式取=0.04mm。（3.3）dA=119.4-0.22-0.112-0.02=119.048mm（3.4）DA=119.048+0.22=119.268mm故凸模尺寸為=119.0480-0.04mm；凹模尺寸為=119.2680+0.04mm。②50.20-0.4mm△=0.4，查表得δ=0.06mm，MS=0.05mm；即≤0.26-0.22=0.04mm即≤0.4-0.05-0.06=0.29mm綜合以上兩式取=0.04mm。由式5.3得：dA=50.2-0.22-0.22-0.02=49.74mm；由式5.4得：DA=49.74+0.22=49.96mm。故凸模尺寸為=49.740-0.06mm；凹模尺寸為=49.960+0.04mm。③112.50-1mm△=1，查表得δ=0.1mm，MS=0.05mm；即≤0.26-0.22=0.04mm；即≤1-0.05-0.1=0.85mm，綜合以上兩式取=0.04mm。由式5.3得：dA=112.5-0.22-0.556-0.02=111.704mm；由式5.4得：DA=111.704+0.22=111.924mm。故凸模尺寸為=111.7040-0.1mm；凹模尺寸為=111.9240+0.04mm。（2）16.20-0.4mm(a類(lèi))△=0.4，查表得δ=0.06mm，MS=0.05mm；即≤0.13-0.11=0.02mm；即≤0.4-1/2×0.05-0.06=0.315mm，綜合以上兩式取=0.02mm。（3.5）則da=16.2-1/2×0.22-0.212-1/2×0.02=15.868mm（3.6）則Da=15.868+0.11=15.978mm故凸模尺寸為15.8680-0.06mm；凹模尺寸為15.9780+0.02mm。（3）4.1±0.5mm(C類(lèi))△=0.1mm，δ=0.02mm，=0.012mm，故凸模尺寸為=4.1±0.01mm；凹模尺寸為=4.1±0.006mm。（4）40±0.05mm(L類(lèi))△=0.1mm，δ=0.02mm，=0.012mm,故凸模尺寸為=40±0.01mm；凹模尺寸為=40±0.006mm。3.2沖模工作零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.2.1凸模的計(jì)算和校核1）凸模的結(jié)構(gòu)形式?jīng)_裁和沖壓復(fù)合模具的沖壓沖頭選自帶肩部的沖頭，沖頭與固定板緊密配合。上端有一個(gè)肩部，以防止它下拉，基本形狀如圖3.1所示：2）凸模的長(zhǎng)度計(jì)算根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)形式，沖孔沖頭固定板的厚度為h1=20mm；落料凹模厚度取h2=28mm；凸模進(jìn)入凹模的深度為1mm。則沖孔凸?？傞L(zhǎng)為：L=h1+h2+1=20+28+1=49mm，取l0/lmax=0.8,d0/d=1.8，則l0=0.8L=0.8×49=39.2mm；d0=1.8d=1.8×3.25=5.85mm。則根據(jù)《模具設(shè)計(jì)大典》，選擇沖裁沖頭和沖模作為凸沖頭6×3.25×49-T10A代號(hào)為JB/T5826。圖3.1沖孔凸模圖3.1沖孔凸模3）凸模強(qiáng)度校核在確定沖頭長(zhǎng)度后，為了防止縱向不穩(wěn)定和斷裂，應(yīng)檢查沖頭的沖壓能力和抗彎性。在沖壓過(guò)程中施加在沖頭上的應(yīng)力有兩種平均壓縮應(yīng)力和切削刃的接觸應(yīng)力k。當(dāng)孔徑大于沖頭材料的厚度時(shí)，接觸應(yīng)力大于平均壓縮應(yīng)力，因此強(qiáng)度計(jì)算條件是接觸應(yīng)力小于或等于沖頭材料的允許應(yīng)力[]當(dāng)孔徑小于或等于沖頭材料的厚度時(shí)，強(qiáng)度計(jì)算條件可以是平均壓縮應(yīng)力小于或等于沖頭材料[]的容許應(yīng)力。在該設(shè)計(jì)中，沖壓材料選自Cr12MoV，HRC58~60由于孔徑小于沖件材料的厚度。則采用以下公式進(jìn)行校核：（3.7）式中t—沖件材料的厚度（mm）；d—凸?；驔_孔直徑（mm）；—沖件材料抗剪強(qiáng)度（MPa）；—凸模平均壓應(yīng)力（MPa）；[]—普通合金模具鋼的沖頭材料允許的壓縮應(yīng)力為1800~2200MPa。則=4（2.0/3.25）×300=738.46MPa<[]。在中心軸向壓力的作用下保持穩(wěn)定（不彎曲）的沖頭的最大長(zhǎng)度與引導(dǎo)模式有關(guān)。本設(shè)計(jì)中使用的肩式?jīng)_頭的最大允許長(zhǎng)度計(jì)算如下：（3.8）式中C—系數(shù)（查表）；d0—凸模大端直徑（mm）；E—凸模材料彈性模量，對(duì)于鋼材可取210000MPa。按l0/lmax=0.8,d0/d=1.8，查表得C=0.239，將t=2.0mm，=300MPa，d0=5.85mm代入公式得lmax=63.265mm。總之，沖頭結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。3.2.2凹模的計(jì)算和校核可以根據(jù)沖壓力P選擇模具的厚度h，已知t=2.0mm，=300MPa。（3.9）根據(jù)式3.9，則P0=1.3×300×360.5203×2.0=281205.834（N）≈281.206KN根據(jù)《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》，經(jīng)過(guò)查表得：h=30mm。又根據(jù)沖件料寬（>40~50mm），沖件料厚（>1.5~3mm），經(jīng)查表取壁厚為35mm。則凸模長(zhǎng)L=119.3+2×35=189.3mm；寬B=50+2×35=120mm。則凹模外形尺寸為L(zhǎng)×B×h=189.3×120×30對(duì)照矩形落料凹模外形尺寸表，將上述尺寸改為200mm×125mm×28mm。3.2.3凸凹模的計(jì)算和校核凸凹模為復(fù)合模，可作為沖孔凹?；蚵淞贤鼓?，它內(nèi)邊緣和外邊緣均為刃口，且沖裁件的尺寸由內(nèi)邊緣和外邊緣間的壁厚決定，因此，從強(qiáng)度的觀點(diǎn)來(lái)看，壁厚受到最小值的限制。沖模結(jié)構(gòu)影響凸凹模的最小壁厚。復(fù)合模裝上模時(shí)，內(nèi)孔不積廢料，鼓脹程度小，最小壁厚可以減??；復(fù)合模裝下模時(shí)，如果為柱形孔口，則內(nèi)孔積廢料，鼓脹程度大，最小壁厚要加大。當(dāng)用作沖壓模具時(shí)，它被選擇為具有高切削刃強(qiáng)度和磨削后孔口尺寸相同的圓柱形孔口錐形模具，但是工件和廢料可能積聚在孔口中。增加沖孔力和孔壁的磨損。該凹?？捎眯螤顝?fù)雜、精度高的工件沖裁。它通過(guò)2個(gè)沉頭螺釘固定復(fù)合模，保證卸料精度。其結(jié)構(gòu)形式如下圖3.2所示：圖3.2凸凹模結(jié)構(gòu)圖圖3.2凸凹模結(jié)構(gòu)圖根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造》，查表得：。其材料為Cr12,熱處理硬度為HRC60~62,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選取凸凹模的厚度為48mm。3.3本章小結(jié)本章討論了沖裁和沖孔復(fù)合模具尺寸的計(jì)算。主要是沖孔凸模，沖裁模和凸凹模的切削刃尺寸。通過(guò)計(jì)算進(jìn)行檢查，以確保其精度。第4章彎曲模的設(shè)計(jì)與分析4.1彎曲變形分析彎曲是一種沖壓過(guò)程，其中材料塑性變形以形成具有特定角度形狀的部件。彎曲過(guò)程使模具在傳統(tǒng)的壓力機(jī)上進(jìn)行，或者在特殊的彎曲機(jī)或彎曲設(shè)備上進(jìn)行。4.1.1彎曲過(guò)程分析存在許多形式的彎曲變形，例如V形彎曲，并且彎曲的材料是平板。當(dāng)模具受到壓力時(shí)，片材首先與沖頭有三個(gè)接觸點(diǎn)。此后，降低沖頭，減小彎曲面積，并且未成形構(gòu)件的兩側(cè)逐漸附接到模具的工作表面，直到彎曲構(gòu)件與沖頭和模具緊密接觸。在凸凹模分離之后，工件成φ彎曲。成形部分的角度通常略大于角度φ。彎曲分自由彎曲和校正彎曲。所謂的自由彎曲意味著當(dāng)彎曲完成時(shí)，沖頭，坯料和模具沒(méi)有被按壓，并且沖頭沒(méi)有被壓下。彎曲的校正意味著在上述基礎(chǔ)上壓下沖頭，并且校正彎曲構(gòu)件以引起工件的進(jìn)一步塑性變形。4.1.2彎曲變形分析為了分析材料的變形規(guī)律，通常采用在材料輪廓上設(shè)置方形網(wǎng)格的方法。在彎曲之前，材料輪廓的線(xiàn)是直線(xiàn)，并且網(wǎng)格都是正方形;在變形之后，未變形區(qū)域的圖案仍然是直線(xiàn)，并且變形區(qū)域的圖案是弧形，并且它們之間的正方形格子變?yōu)樘菪?。在?nèi)弧附近的方格中，垂直方向上的線(xiàn)是傾斜的，但是長(zhǎng)度沒(méi)有變化，并且水平方向上的直線(xiàn)縮短了，也就是說(shuō)，壓縮區(qū)形成在內(nèi)弧的內(nèi)??側(cè)。同樣分析外弧，可以看出該部分是伸長(zhǎng)區(qū)。從外弧向內(nèi)，弧逐漸縮短，并且在基本中間位置，弧的一部分不會(huì)伸長(zhǎng)或縮短。通常，中性層位于材料厚度的中間部分壓縮區(qū)域中。4.2寬板彎曲與窄板彎曲應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析在彎曲變形的情況下，由于內(nèi)金屬材料的縱向壓縮，內(nèi)層材料在寬度方向上移動(dòng)，從而增加了工件的橫向?qū)挾取Ｔ谕鈱硬牧辖?jīng)受切向拉伸之后，材料的不足被寬度和厚度方向補(bǔ)充，使得寬度變窄，從而導(dǎo)致彎曲表面的橫截面變形。對(duì)于窄板（b\\t），彎曲截面變形明顯，但當(dāng)寬板彎曲時(shí)，橫向變形阻力大，因此，橫截面的形狀變化不大，可以看出，當(dāng)窄板和寬板彎曲時(shí)的應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)是不同的。4.3彎曲力的計(jì)算為了選用壓力機(jī)的合理噸位，需要計(jì)算彎曲力。彎曲力受很多因素影響，彎曲力隨材料的抗拉強(qiáng)度的增加而增加。對(duì)于自由彎曲，對(duì)于自由彎曲，彎曲力與材料的寬度成比例并且與厚度的平方成比例。增加模具半徑的半徑并增加模具的開(kāi)口距離可以減小彎曲力。另外，模具間隙和模具工作表面質(zhì)量也會(huì)影響彎曲力的大小。重要的是，在普通機(jī)械壓力機(jī)上，校正力和校樣深度（即，壓力機(jī)閉合高度的調(diào)節(jié)）與沖頭材料的厚度有很大關(guān)系。模具的淺深度與沖壓厚度的微小變化之間存在很大關(guān)系。模具深度和沖頭厚度的較小變化將極大地改變校正力的值。該設(shè)計(jì)中的彎曲屬于校正彎曲，并且已經(jīng)在前面計(jì)算了彎曲力：P彎曲==38×91.8=3488.4N=3.4884KN4.4最小彎曲半徑rmin/t的確定材料塑性變形以形成所需形狀，并且為了實(shí)現(xiàn)彎曲構(gòu)件的形狀，彎曲圓角的半徑的最大值不受限制。片材的最小彎曲半徑是有限的。當(dāng)拉伸應(yīng)力達(dá)到或超過(guò)拉伸強(qiáng)度時(shí)，片材的外層將破裂，導(dǎo)致工件報(bào)廢。因此，紙張彎曲的最小圓角半徑允許值，并且紙張彎曲圓角半徑不應(yīng)小于該值。根據(jù)材料特性，通過(guò)查找表選擇最小彎曲半徑rmin/t=0.1mm。4.5回彈量的計(jì)算零件圖不需要彎角半徑的大小。通過(guò)查找表來(lái)選擇圓角半徑的值。材料經(jīng)過(guò)冷硬化處理，工作臺(tái)的最小彎曲半徑為0.1t=0.1×2=0.2mm，使用查找表方法確定彎曲線(xiàn)上的回彈，彎曲角度為90°，R/t值為0.1，回彈角小于0°30′。校正方法用于克服回彈，如沖頭所示，圓形部分突出，并且當(dāng)進(jìn)行校正時(shí)材料首先與沖頭的突出部分接觸，使得校正力集中在增加每單位面積的力可以促進(jìn)工件圓形部分的材料變薄，以消除回彈效應(yīng)。4.6彎曲工作尺寸的計(jì)算凹模工作深度要適當(dāng)。如果太小，工件兩端會(huì)有太多的自由零件，彎曲的零件會(huì)大幅反彈而不會(huì)直，會(huì)影響零件的質(zhì)量;如果它太大，它將消耗更多的模具鋼并需要更長(zhǎng)的沖壓行程。因此，對(duì)于本次設(shè)計(jì)中彎曲件平直度要求較高，且壓力機(jī)行程夠大的。設(shè)計(jì)較大的凹模深度，彎曲時(shí)，彎曲件全被壓入凹模中，且頂端低于凹模2mm（根據(jù)板厚查表取得）。4.7本章小結(jié)本章講了彎曲變形的分析和寬窄板的彎曲應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析，并且計(jì)算了彎曲了，以便選擇合適的工序壓力機(jī)。第5章模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)5.1確定模具的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)沖壓工藝中選擇的模具類(lèi)型，該工藝選擇沖裁沖孔復(fù)合模具和彎曲模具的結(jié)構(gòu)。在確定模具形狀時(shí)，綜合考慮沖壓件的形狀特征，尺寸，精度要求，沖壓設(shè)備和成型條件，操作方便，安全。應(yīng)解決模具正反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的選擇以及卸載和引導(dǎo)方法的選擇。5.1.1正、倒裝結(jié)構(gòu)的選擇復(fù)合模具的結(jié)構(gòu)特征主要表現(xiàn)在具有復(fù)合形式的凸凹模具中，其既用作沖裁沖頭又用作沖模。當(dāng)凹凸模具安裝在下模具上時(shí)，沖裁凹模安裝在上模具上，成為倒裝復(fù)合模具。反之稱(chēng)為正裝復(fù)合模。在這種設(shè)計(jì)中，沖裁和沖孔復(fù)合模具采用倒裝復(fù)合模具的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的沖孔廢料泄漏在凸凹模孔下，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。5.1.2定位方式的選擇為了確保沖壓質(zhì)量并穩(wěn)定沖壓過(guò)程，沖壓坯料（條帶，條帶，單個(gè)坯料等）必須在模具中具有正確的位置。因此，定位方法的選擇是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分。根據(jù)坯料的形狀，尺寸和模具結(jié)構(gòu)，可以采用不同的定位方法，各種定位方法應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：保證定位的可靠性定位應(yīng)至少有三個(gè)支撐點(diǎn)（通常帶有支撐面），兩個(gè)導(dǎo)向點(diǎn)和一個(gè)固定點(diǎn)。在支承點(diǎn)和引導(dǎo)點(diǎn)之間應(yīng)該有足夠的距離，以確保坯料的穩(wěn)定定位。保證操作的穩(wěn)定性如果條帶從右向左進(jìn)給，則引導(dǎo)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在右側(cè);如果條帶從前向后進(jìn)給，則引導(dǎo)點(diǎn)應(yīng)位于左側(cè)。保證定位的精確性當(dāng)多步聯(lián)合沖壓時(shí)，應(yīng)有初始定位和最終定位位置。保證定位基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性當(dāng)在多個(gè)模具上沖壓多個(gè)工藝時(shí)，前后工藝的定位標(biāo)準(zhǔn)是一致的，這有利于沖壓的質(zhì)量和模具的設(shè)計(jì)和制造。根據(jù)定位零件的功能不同，常見(jiàn)的定位方式有以下幾種：1）模具中條帶的定位方法，以控制條帶的進(jìn)給距離。零件包括固定銷(xiāo)，固定側(cè)葉片和導(dǎo)銷(xiāo)。止動(dòng)銷(xiāo)分為三種類(lèi)型：固定型，可動(dòng)型和初始止動(dòng)銷(xiāo)，可用于各種類(lèi)型的模具。墊片側(cè)邊緣和導(dǎo)銷(xiāo)主要用于級(jí)進(jìn)模，起到初始定位和精確定位的作用。2）控制條料的送進(jìn)方向。定位部分包括引導(dǎo)板和側(cè)壓板。導(dǎo)板可用于各種模具，有時(shí)帶有兩個(gè)導(dǎo)銷(xiāo)。側(cè)壓板通常用在級(jí)進(jìn)模中，以確保條帶沿導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向平面進(jìn)給。5.1.3卸料、出件方式的選擇在確定模具結(jié)構(gòu)的形狀時(shí)，有必要選擇卸載和卸載模具的方式。模具的卸載方法包括三種類(lèi)型：剛性卸載，彈性卸載和廢料刀具卸載，輸出方法包括兩種類(lèi)型：剛性推動(dòng)器和彈性推動(dòng)器。選擇卸載方式時(shí)，應(yīng)綜合考慮模具類(lèi)型，工件質(zhì)量要求和操作方便，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件安全可靠。根據(jù)上述原理，采用彈性排出和彈性推動(dòng)器。5.1.4導(dǎo)向方式的選擇通常，對(duì)于單步模具，彎曲模具，深拉模具和其他簡(jiǎn)單的成形模具，因?yàn)橥拱寄＞叩膯蝹?cè)間隙很大，壓力機(jī)滑軌的導(dǎo)向精度一般可以滿(mǎn)足凸模和凹模定心的要求，因此導(dǎo)軌不用于各種模具。對(duì)于具有小批量生產(chǎn)，低工件精度和沖裁厚材料的單步模具，不考慮引導(dǎo)裝置。但是，由于沖裁間隙小，所以壓力機(jī)的滑塊軌道的引導(dǎo)精度的精度高。非導(dǎo)向模具的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單且模具成本低。缺點(diǎn)是模具在壓力機(jī)上的安裝調(diào)整是不方便的，并且模具壽命和工件質(zhì)量不如定向模具那么高。對(duì)于復(fù)合模具，漸進(jìn)式模具和具有高質(zhì)量要求的模具或大批量生產(chǎn)，使用導(dǎo)向器。模具的導(dǎo)向模式主要分為三種：滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)向套，滾動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)向套和導(dǎo)向板導(dǎo)向。5.2沖模零件的設(shè)計(jì)5.2.1導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)引導(dǎo)部件用于確保上模相對(duì)于下模的正確移動(dòng)，引導(dǎo)方式主要是滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套，滾動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套和導(dǎo)板導(dǎo)。在該設(shè)計(jì)中，為兩組模具選擇滑動(dòng)導(dǎo)向襯套。1）安裝尺寸要求導(dǎo)柱直徑通常在16~60mm之間，長(zhǎng)度在90~320mm之間。選擇導(dǎo)柱時(shí)，常常要應(yīng)考慮到模具的閉合高度。也就是說(shuō)，當(dāng)模具處于最低工位時(shí)，導(dǎo)柱的上端表面與上模板之間的距離不能小于10~15mm之間，為了確保凸模和凹模多次刃磨而使模具閉合高度變小時(shí)，導(dǎo)柱也能正常工作，并且導(dǎo)柱下端面與下模板下端面的距離一般取2~3mm，用來(lái)保證下模板在壓力機(jī)工作臺(tái)上安裝和牢靠。導(dǎo)套上端面與上模板的上平面的距離應(yīng)大于3mm.根據(jù)上述原理，沖裁，沖壓和彎曲模式均由滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)向套筒引導(dǎo)。如圖5.1、5.2所示。落料、沖孔復(fù)合模采用：A型導(dǎo)柱25×190GB/T285528×190GB/T2855；A型導(dǎo)套38×80GB/T285542×80GB/T2855。彎曲模采用：A型導(dǎo)柱25×130GB/T285528×130GB/T2855；A型導(dǎo)套38×80GB/T285542×80GB/T2855。圖5.2導(dǎo)套圖5.1導(dǎo)柱圖5.2導(dǎo)套圖5.1導(dǎo)柱在落料、沖孔復(fù)合模中又采用了小導(dǎo)套和小導(dǎo)柱，根據(jù)《模具設(shè)計(jì)大典》（第583頁(yè)），小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套都選擇A型，材料均為20號(hào)鋼，熱處理?xiàng)l件為：滲碳深度0.8~1.2mm，硬度為HRC58~62，技術(shù)條件按JB/T7653-1994的規(guī)定，分別為：A型小導(dǎo)柱16×70JB/T7645.1；A型小導(dǎo)套22×20JB/T7645.3。2）尺寸配合要求導(dǎo)柱壓入下模板安裝孔中，導(dǎo)套壓入上模板安裝孔中，采用過(guò)盈配合為H7/r6。導(dǎo)柱和導(dǎo)套間隙采用H7/h6或H6/h5配合。其配合精度，主要取決于沖壓件工序性質(zhì)、精度和模具壽命等。對(duì)于一般模具，通常取間隙配合H7/h6。沖裁件間隙較小的模具，或復(fù)雜模具，或者要求壽命高的模具，應(yīng)選用間隙配合H6/h5。3）材料及熱處理要求導(dǎo)柱和導(dǎo)套通常由20號(hào)鋼制成。滲碳層深度為0.8~1.2mm，滲碳后的淬火硬度為58~62HRC。配合表面粗糙度應(yīng)不大于0.8μm。5.2.2卸料裝置1）卸料板尺寸卸料板結(jié)構(gòu)形式的合理性在模具工作中作為重要環(huán)節(jié)之一。除卸載外，卸載板在保護(hù)某些結(jié)構(gòu)的模具中的沖頭方面起著重要作用。沖裁和沖孔復(fù)合模具的尺寸為200mm×125mm×20mm，在彎曲模中的卸料板尺寸為200mm×125mm×20mm。2）卸料螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式在該設(shè)計(jì)中，卸載螺釘采用圓柱頭的六角形卸載螺釘，查閱《模具設(shè)計(jì)大典》（第619頁(yè)）選取的卸料螺釘為M6和M8兩種，如圖5.3所示，材料為45鋼，熱處理硬度為35~40HRC。3）卸料螺釘?shù)某叽绺鶕?jù)以上，選取卸料螺釘為：M6×55JB/T7650.6M8×55JB/T7650.6圖5.3圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘圖5.3圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘5.2.3承料裝置接收板的作用是擴(kuò)大被支撐的沖壓材料的部分，以便可以進(jìn)給。在這種設(shè)計(jì)中，彎曲模具的設(shè)計(jì)采用了進(jìn)給裝置，以確保彎曲過(guò)程中的定位精度。通過(guò)一個(gè)墊塊固定在卸料板上。其具體尺寸為：6×63×72，材料為Q235-A.F。5.2.4擋料和導(dǎo)正裝置接收板的作用是擴(kuò)大被支撐的沖壓材料的部分，以便可以進(jìn)給。在這種設(shè)計(jì)中，彎曲模具的設(shè)計(jì)采用了進(jìn)給裝置，以確保彎曲過(guò)程中的定位精度。通過(guò)一個(gè)墊塊固定在卸料板上。其具體尺寸為：6×63×72，材料為Q235-A.F。5.2.4擋料和導(dǎo)正裝置進(jìn)料裝置的基礎(chǔ)是提供手動(dòng)進(jìn)料的進(jìn)料量。當(dāng)材料與保持裝置的定位表面（邊緣）接觸時(shí)，停止進(jìn)給。當(dāng)材料需要更精確地定位在模具中時(shí)，應(yīng)使用導(dǎo)銷(xiāo)來(lái)引導(dǎo)材料。導(dǎo)銷(xiāo)不僅可用于手動(dòng)進(jìn)給，還可用于自動(dòng)進(jìn)給。材料阻擋裝置用于單工藝沖裁或復(fù)合模具，其主要功能是保持沖壓件邊緣的完整性和適當(dāng)?shù)牧?。根?jù)模具的結(jié)構(gòu)形式，在該設(shè)計(jì)的沖裁和沖孔復(fù)合模具中，當(dāng)模具閉合時(shí)，保持銷(xiāo)的頂端不允許高于材料。因此，可動(dòng)止動(dòng)銷(xiāo)用于這組模具中。其結(jié)構(gòu)形式如圖5.4所示。為彎曲模具選擇的固定銷(xiāo)是固定的固定銷(xiāo)。根據(jù)上述原則，參考《模具設(shè)計(jì)大典》，確定沖裁和沖壓復(fù)合模具中的定位銷(xiāo)和固定銷(xiāo)，這是彈簧頂部阻擋裝置。選擇技術(shù)條件按JB/T7653-1994的規(guī)定，分別為：擋料銷(xiāo)6×26JB/T7649.5，材料為45鋼；彈簧0.8×9×30GB/T2089。圖5.4擋料裝置圖5.4擋料裝置5.2.5定位裝置定位裝置確保處理部件在隨后被沖壓時(shí)處于正確的位置。常用的定位裝置包括定位銷(xiāo)和定位板。定位銷(xiāo)沿工件外形布置。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)需要，采用銷(xiāo)對(duì)卸料板、凸模固定板進(jìn)行定位，查閱《模具設(shè)計(jì)大典》，選擇銷(xiāo)Ф6×80GB/T19.1。如圖5.5所示。圖5.5銷(xiāo)圖5.5銷(xiāo)5.2.6出件裝置根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，噴射裝置選擇彈性排出，并且兩組模具由頂蓋排出。1）高度計(jì)算頂蓋的功能是將彎曲的工件推出模具，并且所需的彈出力很小。選用聚氨酯橡膠彈出工件，由于橡膠高度過(guò)大，容易彎曲失穩(wěn)，所以將橡膠分成兩塊，選擇標(biāo)準(zhǔn)件，在沖裁和沖孔復(fù)合模具中使用上模和下模的下模和下模，采用卸料方法。選擇的彈性體為：聚氨酯彈性體25×8.5×20JB/T7650.9-1995；聚氨酯彈性體25×8.5×16JB/T7650.9-1995。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，選擇沖裁和沖孔復(fù)合模具的下模作為兩個(gè)高度為20mm的聚氨酯彈性體;選擇沖裁和沖壓復(fù)合模具的上模與兩個(gè)高度為20mm和16mm的聚氨酯彈性體一起工作;通過(guò)組合兩個(gè)20mm高的聚氨酯彈性體來(lái)選擇彎曲模具的下模。在彎曲模中，卸料板位于上止點(diǎn)時(shí)與凸模的矮平面等高，上模壓下時(shí)，彈頂器的工作行程f=7.3mm+2mm=9.3mm，（5.1）由式4.1得，最大變形量=40×（35%-5%）=12mm頂層的預(yù)壓縮量選擇為2mm。2）受力計(jì)算橡膠受壓時(shí)，應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系也可用彈性模量表示，即（5.2）式中E—彈性模量（MPa）；P—壓力（N）；F—承壓面積（cm2）；ε—壓縮應(yīng)變（%）。然而，橡膠的彈性模量不是恒定的，而是隨材料等級(jí)，應(yīng)變?chǔ)藕托螤钜蜃覭而變化。形狀因子是橡膠承載面積與自由膨脹表面積的比率。對(duì)于具有外徑D，內(nèi)徑d和高h(yuǎn)的空心圓柱體，形狀因子是（5.3）則經(jīng)過(guò)計(jì)算得出=0.20625，查表取彈性模量為30MPa。承壓面積F=4.34cm2，壓縮應(yīng)變?chǔ)?25%。則壓力P=100×30×4.34×25=325500（N）。5.2.7固定板固定板有圓形和矩形兩種固定板。應(yīng)用于凸模結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)中注明以下幾點(diǎn)：1）沖孔板的厚度通常為凹模厚度的0.6至0.8倍，并且平面尺寸可與凹模和排放板的平面尺寸相同。但還應(yīng)考慮緊固螺釘和銷(xiāo)釘?shù)奈恢谩?）固定板的上表面和下表面應(yīng)該是平坦的并且垂直于沖頭安裝孔的孔軸線(xiàn)，并且固定板基準(zhǔn)表面的粗糙度是1.6至0.8μm。3）沖孔和沖頭由過(guò)渡H7/r6制成，壓制后端面應(yīng)平整。4）固定板材料一般由Q235或45鋼制成，不需要熱處理和硬化。在該設(shè)計(jì)中，彎曲模具的模具支架選擇為200mm×125mm×15mm，模固定板選擇200mm×125mm×25mm；落料、沖孔復(fù)合模中凸模固定板選擇200mm×125mm×20mm。5.2.8墊板墊的功能是直接承受和擴(kuò)散由沖頭傳遞的壓力，以降低模板的單位壓力并防止模板被部分壓下。最常見(jiàn)的模具類(lèi)型是壓花墊，它放置在模板固定板和模板之間，以及是否將板坯添加到模板中。根據(jù)模板的壓力，模板的單位壓力計(jì)算公式為：(5.4)式中—模板承受的壓應(yīng)力（MPa）；F—沖裁力（N）；A—凸模固定端面積（mm2）；—模板材料的許用壓力（MPa）；對(duì)于HT250，=90至140MPa,對(duì)于ZG310—570，=110至150MPa。當(dāng)時(shí)，必須使用墊板。背板的外形可以與固定板的外形相同，其厚度通常為3-10mm。墊板材料為45鋼或T8A鋼，淬火硬度為43至48HRC。墊的上表面和下表面應(yīng)平滑，表面粗糙度Ra應(yīng)為1.6至0.8μm，以確保平行度。墊的設(shè)計(jì)厚度為20mm，材料為T(mén)8A矩形墊。5.2.9模柄在這種設(shè)計(jì)中，由沖裁和沖壓復(fù)合模選擇的模柄是自行設(shè)計(jì)的，規(guī)格為Φ50×60。材料是Q235-A。具體尺寸見(jiàn)圖5.6。彎曲模具中使用的模具柄是旋入式模具柄，材料是Q235-A。直徑為30mm的A型模柄，代號(hào)為A50JB/T7646.2。圖5.6模柄圖5.6模柄5.3螺釘?shù)倪x擇緊固螺釘是內(nèi)六角圓柱頭螺釘，螺紋尺寸d=M6，標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度l=20，性能等級(jí)8.8。表面氧化A級(jí)內(nèi)六角螺釘，代號(hào)為GB/T70.1。在這種設(shè)計(jì)中，螺釘?shù)臉?biāo)準(zhǔn)部件是M4，M6和M8。如圖5.7所示。在沖裁和沖孔復(fù)合模具中，固定凸模和凹模選自開(kāi)槽沉頭螺釘，如圖5.8所示，性能等級(jí)為4.8。無(wú)表面處理的分級(jí)開(kāi)槽沉頭螺釘，代號(hào)為GB/T65M8×25。圖5.8開(kāi)槽沉頭螺釘圖5.7圖5.8開(kāi)槽沉頭螺釘圖5.7內(nèi)六角圓柱頭螺釘5.4上下模板（模座）上模板和下模板用于安裝固定模具的所有主要部件，其用作支撐件并傳遞壓力。該模板可與或不與引導(dǎo)列一起使用。有許多類(lèi)型的模座，例如斜模底座，四柱模座，后導(dǎo)柱模座等。對(duì)角模板的特征在于，導(dǎo)向柱與模具的中心對(duì)稱(chēng)且對(duì)角地布置，使得力平衡。延長(zhǎng)模具的壽命是有益的。然而，由于導(dǎo)柱之間的距離的限制，當(dāng)使用條帶材料時(shí)，條帶寬度不能太大，因此它通常用在級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模中，并且更多地用于生產(chǎn)中。中間導(dǎo)柱模架和導(dǎo)柱設(shè)置在模板中部?jī)蓚?cè)，力平衡，吃水方便，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。導(dǎo)向精度高，模具面積是導(dǎo)套之間的有效區(qū)域，僅適用于側(cè)向進(jìn)給。適用的模具凹模周界的范圍是63×50mm2至500×500mm2。缺點(diǎn)是它只能從一個(gè)方向進(jìn)給，并且通常用于彎曲和拉伸模具。后導(dǎo)柱模架可以從三個(gè)方向進(jìn)給，操作方便，但由于導(dǎo)柱設(shè)置在后側(cè)，因此，沖壓過(guò)程中的力不平衡會(huì)影響模具的壽命，主要用于一般精度的模具。四柱模架采用力平衡，導(dǎo)向精度高，適用于大型精密模具?；瑒?dòng)導(dǎo)柱模板，由于導(dǎo)柱和導(dǎo)套由滾珠的滾動(dòng)摩擦引導(dǎo)，導(dǎo)向精度高。壽命長(zhǎng)，主要用于薄料沖。根據(jù)《模具設(shè)計(jì)大典》，聯(lián)系實(shí)際,凹模周界為200mm×125mm，選擇的中間導(dǎo)柱模架代號(hào)為GB/T2851.5，其技術(shù)條件按照J(rèn)B/T8050-1999的規(guī)定，材料為45鋼。選取的中間導(dǎo)柱上模座和下模座為：200×125×35的中間導(dǎo)柱上模座，代號(hào)為GB/T2855.9；200×125×40的中間導(dǎo)柱下模座，代號(hào)為GB/T2855.10。技術(shù)條件均采用JB/T8070-1995的規(guī)定。5.5本章小結(jié)本章介紹了模具設(shè)計(jì)的各個(gè)部分及其結(jié)構(gòu)和參數(shù)。卸載和輸送方式選擇彈性卸載方法;以及其他零部件的確定。第6章設(shè)備的選擇6.1模具的壓力中心一對(duì)模具的壓力中心是模具的每個(gè)壓力的關(guān)節(jié)作用點(diǎn)，并且通常是指平面投影。模具的壓力中心應(yīng)與壓力機(jī)滑塊的中心位于同一垂直線(xiàn)上。否則，在沖壓過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生偏心載荷，導(dǎo)致模具和滑塊以及導(dǎo)軌的急劇磨損，這不僅降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。它還會(huì)影響沖壓件的質(zhì)量，因此必須計(jì)算其壓力中心。對(duì)稱(chēng)形狀的壓力中心是其幾何中心。壓力機(jī)中心的計(jì)算是求解平行力系統(tǒng)的動(dòng)作線(xiàn)，即某一點(diǎn)“合力對(duì)某軸的力矩之和”的力學(xué)原理求得。本次設(shè)計(jì)采用計(jì)算法求得壓力中心，計(jì)算方法如下：選定坐標(biāo)系xOy，如圖6.1所示。圖6.1落料、沖孔壓力中心示意圖圖6.1落料、沖孔壓力中心示意圖將工件輪廓分成若干基本線(xiàn)段，長(zhǎng)度分別如下：l1=9.738937；l2=9.738937；l3=9.738937；l4=4.7123889；l5=42；l6=785398；l7=109.3；l8=7.85398；l9=37.9；l10=4.7123889；l11=4.3；l12=3.1；l13=1.57；l14=108。2)計(jì)算各基本線(xiàn)段的重心位置到y(tǒng)軸的距離和到x軸的距離，距離大小分別如下：x1=16；x2=56；x3=96；x4=1.09；x5=0；x6=1.8169；x7=59.65；x8=1178309；x9=119.3；x10=118.20985；x11=114.15；x12=112；x13=111.45；x14=57。y1=15.8；y2=18；y3=15.8；y4=1.09；y5=24；y6=48.183；y7=50；y8=48.183；y9=31.75；y10=5.39014；y11=4.1；y12=2.55；y13=0.55；y14=0。3）力矩原理得到壓力重心點(diǎn)c到x軸和y軸的距離公式如下：（6.1）（6.2）分別代入式7.1、式7.2得：xc=25763.236/360.52034=71.461255mmyc=8751.7593/360.52034=24.830108mm6.2模具閉合高度的確定模具的閉合高度是指當(dāng)模具處于最低工作位置時(shí)上模板的上平面與下模板的下平面之間的距離，并且由H模式表示。當(dāng)滑塊處于下死點(diǎn)位置時(shí)，壓力機(jī)的高度是滑塊的底平面和桌墊上的平面之間的距離。通常，壓力機(jī)的連桿具有一定的調(diào)節(jié)量，當(dāng)連桿調(diào)節(jié)到最短時(shí)間時(shí)，它成為壓力機(jī)的最大夾緊高度。在Hmax中，當(dāng)連桿調(diào)節(jié)到最長(zhǎng)時(shí)，稱(chēng)為壓力機(jī)的最小夾緊高度。由于可以調(diào)節(jié)壓力機(jī)連桿的長(zhǎng)度，因此模具的閉合高度被分成最大閉合：（6.3）其中Hmax—壓力機(jī)最大的閉合高度（mm）；Hmin—壓力機(jī)最小的閉合高度（mm）；h1—壓力機(jī)墊板厚度（mm）；h—模具的閉合高度（mm）。當(dāng)模具的閉合高度大于壓力機(jī)的最大閉合高度時(shí)，模具不能安裝在壓力機(jī)上，模具不能在機(jī)器上使用，必須選擇其他壓力機(jī)。當(dāng)模具的閉合高度小于壓力機(jī)的最小閉合高度時(shí)，可以將墊添加到壓力機(jī)的墊上以供使用。本次設(shè)計(jì)的落料、沖孔模具下模座厚度為40mm；下墊板厚度為10mm；凸凹模固定板厚度為20mm；凸凹模厚度為48mm；卸料板厚度為20mm；上模座厚度為35mm；上墊板厚度為20mm；凸模固定板厚度為20mm；落料凹模厚度為29mm，所以?xún)商啄＞叩拈]合高度分別為：落料、沖孔復(fù)合模具的閉合高度為：H模=40+10+20+48+35+20+20+29=222mm同理計(jì)算彎曲模具的閉合高度為：144mm另外，模具的其他結(jié)構(gòu)尺寸也必須與壓力機(jī)配合。6.3壓力機(jī)的選取6.3.1設(shè)備類(lèi)型的選取沖壓的工藝要求和生產(chǎn)批量決定了設(shè)備類(lèi)型的選取，通常有如下原則：對(duì)于中小型沖裁件，彎曲部件或深沖件，