級進模模具設計

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1、編號： 時間：2021年x月x日 書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟 頁碼：第58頁 共58頁 目錄 第一章 工件的分析……………………………………………………………1 1.1 工件的用途……………………………………………………………………1 1.2沖裁的工序……………………………………………………………………2 1.3彎曲部位………………………………………………………………………2 1.4沖壓件的精度…………………………………………………………………4 1.5沖壓件尺寸標注………………………………………………………………5 1.6經濟分析…………

2、……………………………………………………………6 1.7材料的分析……………………………………………………………………6 第二章沖壓模具選型…………………………………………8 2.1模具的介紹…………………………………………………………8 2.2連續(xù)?！? 第三章 工件圖的確定排樣圖 ………………………………………… 13 第四章 主要計算與加工工藝設計………………………………………16 4.1沖裁間隙 ……………………………………………………………………16 4.2沖裁模刃口尺寸計算……………………………………

3、……………………16 4.3 沖壓力的計算 ………………………………………………………………21 4.4 彎曲力的計算 ………………………………………………………………22 4.5 壓凸力的計算 ………………………………………………………………25 第五章 主要零件的確定 …………………………………………………26 5.1 工件零件和定位零件，緊固零件 …………………………………………26 5.2 上模座 ………………………………………………………………………36 5.3 下模座 ………………………………………………………………………36

4、 5.4 矩形模板 ……………………………………………………………………37 5.5 壓入式模柄 …………………………………………………………………37 5.6 浮動模柄 ……………………………………………………………………38 5.7 錐面壓圈 ……………………………………………………………………39 5.8 凸球面墊塊 …………………………………………………………………39 5.9 導正銷 ………………………………………………………………………39 5.10側刃 …………………………………………………………………………40 5.11浮頂削 ……

5、…………………………………………………………………40 5.12擋料削 ………………………………………………………………………40 5.13導料板 ………………………………………………………………………40 5.14 卸料板 ……………………………………………………………………41 5.15 導套 ………………………………………………………………………41 5.16 保持圈………………………………………………………………………41 5.17 沖模導向裝置………………………………………………………………41 5.18 開式壓力機基本參數…………………

6、……………………………………42 5.19 凸模固定板…………………………………………………………………43 5.20 圓柱螺旋壓縮彈簧…………………………………………………………43 5.21 定位削………………………………………………………………………44 5.22 內六角螺釘…………………………………………………………………45 第六章 機械加工工藝工程 ……………………………………………47 第七章 數控編程……………………………………………………………50 第八章 裝配原理圖 ……………………………………………………51

7、 8.1 主視圖 ………………………………………………………………………51 8.2 俯視圖 ………………………………………………………………………52 8.3 側視圖 ………………………………………………………………………53 級進模模具設計 第一章 工件的分析 .1工件的用途 此工件是微型電動機、電器元件里的一個關鍵零件，在電器行業(yè)中作為一種連接件使用相當普遍，主要用在電動競技玩具、CPU風扇電機、錄音機機芯等機電傳動和微機控制中，承受的扭力和轉矩大，是磨損最快的部位，成形質量的優(yōu)劣直接影響電器元件的質量，其引腳部位與電機轉軸接觸是否良好將嚴重影響整臺設備

8、的正常運行。 該工件由圓弧與直線對稱組成，尺寸精度要求較高。如果尺寸滿足不了產品設計要求，將對產品整個傳動機構造成嚴重影響可能使傳動機構接觸不良，不能正常工作。其次本身的形狀較為復雜，多種不同性質的沖壓工藝為一身，因此形成具有一定難度。其厚度很薄，體積小，全長只有15mm。將外形視為沖孔，則其他需要沖的孔有4個，其中兩個1.2mm 的球形盲孔因材質薄可在沖U形槽時直接用球頭凸模局部脹形將板料拉伸成凸起或凹進形狀，起伏成形（又名壓肋、壓凸包、球包成形）。 2.沖裁工序 要求沖裁件形狀盡可能簡單、對稱、避免復雜形狀的曲線，并在許可情況下，把沖裁件設計成少、無廢料排樣的形狀以減少廢料。由上圖可

9、知，總長1.6mm和總長4mm的矩形孔兩端用圓弧連接，有利于模具加工。若工件的轉角處R小于0.5t或以尖角過渡時，不僅會使凹模熱處理時發(fā)生淬裂，而且沖壓時，在凸凹模尖角處也容易磨損，影響沖裁件的加工精度。該產品樣圖各直線或曲線連接處已盡量避免銳角和尖角，采用很多45°倒角，若采用鑲拼?？刹挥脠A角相連以免除其后附加工序，滿足圖紙要求并節(jié)省材料。為利于模具制造，提高模具壽命，在沖裁件未標注倒角的四周，線段夾角a>=90°時落料模最小圓角半徑取0.18t，沖孔模最小圓角半徑取0.20t；a<=90°時落料模最小圓角半徑取0.35t，沖孔模最小圓角半徑取0.50t。 另外，沖裁件的孔徑因受沖孔凸模強

10、度和剛度的限制，不宜太小，否則，容易折斷或壓彎，沖孔的最小尺寸取決于沖壓材料的力學性能，凸模強度和模具結構。如果采用帶保護套的凸模，穩(wěn)定性高，凸模不易折斷，最小沖孔尺寸可以減小。由表1及參考資料《沖壓工藝與模具設計》表2-18、2-19知d=1≥0.9×0.11，b=0.7≥0.6×0.11，因此孔能用無保護套的凸模沖出。 沖孔件上孔與孔、孔與邊緣之間的距離不能過小，以避免工件變形、模壁過薄或因材料易被拉入凹模而影響模具壽命。由《沖壓工藝與模具設計》表2-20最小圓孔間距為3.1t=3.1×0.11＜(2－1.2)/2,方孔為4.6t=4.6×0.11＜0.5,所以孔的結構是合理的。

11、3. 彎曲部位 1）彎曲的圓角半徑 材料產生塑性變形才能形成所須的形狀，為了實現彎曲件的形狀，彎曲圓角半徑最大值是沒有限制的。例如，可以將0.3mm厚的鐵板卷成300mm 的圓桶，只需計算或試驗出其回彈量，就可制出所需的形狀。 板料彎曲的最小半徑是有限制的，如果彎曲半徑過小，彎曲時外層材料拉伸變形量過大，而使拉應力達到或超過抗拉強度 , 則板料外層將出現斷裂，至使工件報廢。因此，板料彎曲存在一個最小圓角半徑允許值，板料彎曲圓角半徑不應小于此值。最小彎曲半徑值可按下表2選用。 當彎曲件有特殊要求，其圓角半徑必須小于最小彎曲圓角半徑時，可設法提高材料的塑性，例如將材料退火或再加熱狀

12、態(tài)下彎曲。在沖壓工藝安排和模具設計上也可采取一些方法，如厚板彎曲時要求半徑小，可采用預先開槽或壓槽的方法，使彎曲部位的板料變薄，能防止彎曲部位開裂，如《沖模設計應用實例》圖3-4所示。 2）板料的纖維方向與彎曲線夾角 表1列出了彎曲線與纖維線之間的角度關系。用于冷沖壓的材料大都屬于軋制板材，軋制的板材在彎曲時各方向的性能是有差別的，纖維紋的方向就是軋制的方向。對于卷料或長的板料，纖維線與長邊方向平行。作為彎曲用的板料，材料沿纖維方向塑性姣好，所以彎曲線最好與纖維線垂直。這樣，彎曲時不易開裂，如圖3-5所示。 如果在同一零件上具有不同方向的彎曲，在考慮彎曲件排樣經濟性的同時，應盡可能使彎曲

13、件與纖維方向夾角不小于30o，如圖3-6所示。 3）最小彎曲高度 在進行直角彎曲時，如果彎曲的直立部分過小，將產生不規(guī)則變形，或稱為穩(wěn)定性不好，如圖3-7b 所示。為了避免這種情況，應當如圖3-7a 所示，使直立部分的高度H>2.5t。當H<2.5t時，則應在彎曲部位加工出槽，使之便于彎曲，或者加大此處的彎邊高度H，在彎曲后再截去加高的部分。 4）工藝孔、槽及缺口 在一些彎曲工件的工藝設計中，為了防止材料在彎曲出受力不均勻而產生裂紋、角部畸變等缺陷，應預先在工件上設置彎曲工藝所要求的孔、槽或缺口，即所謂工藝孔、工藝槽或工藝缺口。如圖3-8a所示，壓彎后難以形成理想的直角，甚至將產生裂紋

14、或使支架在H處變寬，若如圖所示在該處彎曲前加工出MN的缺口，則能得到較好的彎曲成形。圖3-8b所示為在彎曲處K預沖工藝孔可以防止偏移，得到正確的形狀和尺寸。 對于需經過多次彎曲才能成形的工件，如圖3-8c所示，可以在圖中D位置增加定位工藝孔，作為壓彎工序的定位基準，這樣雖然經過多次彎曲工序，仍能保證其對稱性和尺寸要求。 為防止毛坯的偏移，在設計模具時應該考慮增加壓料板、定位銷等定位元件。3.5mm引腳處可以以1.2的球形凹包為定位工藝孔來保證左、右引腳形狀與尺寸的對稱性要求。因為直立部分寬度為（2.4-1.7）/2=0.35mm＞2.5×0.11不需開工藝槽，且45°的倒角也有利于底側邊作

15、75°/2彎曲時的穩(wěn)定性。 5）孔與彎曲處的最小距離 工件在彎曲線附近有預先沖處的孔，在彎曲后由于彎曲時材料的流動，會使原有的孔變形。為了避免這種情況，必須使這些孔分布在變形區(qū)外的部位。如圖3-9所示，設孔的邊緣至彎曲半徑R中心的距離為L，則應滿足下列關系： 當t<2mm時，Lt。 當t>2mm時，Lt。 該工件t=0.11mm＜＜2mm，盲孔到彎曲半徑中心的距離為0.8－1.2/2=0.2＞0.11，彎曲后不會使原有的盲孔變形，滿足工藝要求 工件不能滿足上述要求時，可采用《沖模設計應用實例》圖3-10所示的方法，以保證孔的正

16、確性。 6）沖裁毛刺與彎曲方向 彎曲件的毛坯往往是經沖裁落料而成的。其沖裁的斷面以面是光滑的，另一面是有刺的。彎曲件應盡量使有毛刺的一面作為彎曲件的內側，如圖3-11a所示，當彎曲方向必須將毛刺面置于外側時，應盡量加大彎曲半徑，如圖3-11b所示。 參考《沖模設計手冊》圖4-22，由《沖模設計應用實例》表3-2中性層位置因數K與R/t比值的關系 105°處折彎處 垂直于纖維方向R=1t=0.11，K=0.31。對V形件，由表3-4V形彎曲回彈值，根據力學性能以30CrMnSiA近似計算。彎曲角度為105°時，回彈角度為1°30′ 75°處折邊處 平行于纖維方向R=3t=0.33

17、，K=0.42對兩個管腳的U形件，參照《沖模設計手冊》圖4-13鈍角U形彎曲模的尺寸差，R=0.2與折邊的圓角過渡可以有效的防止拉裂和截面畸變。為防翹曲可以采用帶側板的彎曲模，阻止材料沿彎曲線側向流動。 4.沖壓件的精度 沖壓加工與任何機械加工一樣，也有其自身的加工精度范圍。在實際生產中，由于影響加工精度的因素太多，因此對沖壓件的精度要求不宜太高。若精度要求過高勢必給工藝設計，模具設計和制造都帶來困難，有時則需增加整形，整修等沖壓工序，甚至機加工等工序才能達到工件的要求。 對沖壓件進行設計要根據其功用和要求標注尺寸公差、形位公差等質量指標；在對沖壓件進行工藝過程設計時，必須考慮這些質量指

18、標。 沖壓件的精度主要從其尺寸精度，沖截斷面粗糙度，毛刺高度三個方面的指標來衡量，在不影響沖壓件使用要求的前提下，應采用經濟級尺寸精度，以便簡化模具結構，方便模具制造與維修，從而降低生產成本。 錫青銅帶的厚度偏差由《沖模設計手冊》表D-19,厚度＞0.09~0.12時普通級偏差為±0.010,基本尺寸為2的寬邊,公差為0.02mm=20um,查《機械設計手冊·軟件版R2.0》精度高于IT8,為精密級要求 錫青銅線的抗拉極限強度據GB/T 1239.6-1992直徑(mm)=＞0.1～2.5時抗拉強度σb=550 MPa.作為寬度很小,精度很高的異形件,級進沖裁可達到IT5~8級精度，可以

19、滿足上述要求 圓球凹進部位尺寸0.45在材料厚度0.11＜1，零件尺寸介于10~50之間時偏差在IT10級以上。對于普通沖裁件，其經濟精度不高于IT11級，沖孔件比落料件高一級，如果工件精度高于上述要求，則需要在沖裁后整修或采用精密沖裁 錫青銅帶的長度15.2±0.1,基本尺寸大于10至18mm,IT10級精度.折彎部位處9.7±0.1為IT10級, 其它尺寸精度均未作要求，可采用普通經濟沖裁。對于沖壓件中未注公差的尺寸，可有兩種方法確定其公差等級：按國標（GB）IT12～IT14標準公差等級選?。换虬葱袠I(yè)標準（JB）A、B、C、D四個精度等級選取。 5.沖壓件尺寸標注 沖壓件的尺寸

20、標注應符合沖壓工藝的要求。一般情況下，在標注沖壓件時應遵循以下原則： （１）沖壓件的各尺寸數值，若在結構使用上沒有特殊要求時，應選用整數或偶數，以有利于沖壓工藝計算及模具設計。 （２）沖壓件在使用上如果沒有配合尺寸要求，其尺寸盡量不要標注公差，一般可按自由公差處理。 （３）對彎曲或拉深成形的工件，應允許其壁部有變薄現象。 （４）沖壓件的尺寸基準應盡可能與沖壓加工的定位基準重合，這可避免尺寸的加工誤差。 （５）沖壓件上孔的位置尺寸基準應盡可能選擇在沖壓過程中自始至終不參加變形的面或線上。 （６）拉深件的徑向，只允許標注外形尺寸或內形尺寸，不允許兩者同時標注。 本沖裁件的尺寸基準與制

21、造模具時的定位基準重合,1.9mm的凹孔中心距不會隨模具磨損增大,避免產生基準不重合的誤差,比較合理 6.經濟分析 所謂經濟性，就是以最小的耗費取得最大的經濟效果。也就是生產中的“最小最大”原則。在沖壓生產中，保證產品質量，完成產品數量，品種計劃，勞動安全，環(huán)境保護的前提下，產品成本越低，說明企業(yè)經濟效果越大。 由以上技術分析，僅需要在精度高于1T10的沖裁部位2±0.02與0.5±0.02處局部加以整修或采用精密沖裁工藝，對板料施加測向壓力，使變形達三向壓力狀態(tài)。（1）采用V型齒圈壓板（2）采用極小的沖裁間隙（3）具有反向頂力的頂板（4）落料凹模或沖孔凸模做成R0.01-0.03的圓

22、角，獲得純剪切分離的沖裁斷面。從經濟角度考慮，采用（2）光潔沖裁的方法；其他部位的尺寸精度要求可以通過普通沖裁達到生產工藝要求. 采取一沖三的結構,多個工件同時成形。 本產品的材料是QSn6.5-0.1 。 我國的材料基本上采用前蘇聯的標號。 7.材料的分析 錫青銅有較好的機械性能；耐磨、耐低溫、耐蝕、可焊，工業(yè)上變形錫青銅多可用作彈性元件以及耐磨抗磁零件。磷能有效的進行脫氧增加合金的流動性。錫青銅是工業(yè)上廣泛使用的彈性材料。 而國標中： 厚度0.05~0.15mm時，寬度容許20~300mm 電刷作為永磁直流微電機的關鍵零件，起導電和換向作用。其所選材料要求不但

23、要有較好的導電性、彈性和抗疲勞性，而且要有較好的沖壓成形性能。為此，本文選用材料QSn6.5~1，厚度為0.1mm的帶料,剪床下料 選取材料=錫青銅QSn6.5-0.1 彈性模量\E\Gpa=113 切變模量\G\Gpa=41 泊松比\=0.32～0.35 抗剪強度\\MPa=480 抗拉強度\b\MPa=650 屈服強度\s\MPa=546 特性及應用=錫青銅、磷青銅，有高的強度、彈性、耐磨性和抗磁性，在熱態(tài)和冷態(tài)下壓力加工性良好，對電火花有較高的抗燃性，可焊接和釬焊，切削性好，在大氣和淡水中耐蝕。用于制作彈簧和導電性好的彈簧接觸片，精密儀器中的耐磨零件

24、和抗磁零件，如齒輪、電刷盒、振動片、接觸器。 由《工程材料及應用》表8-8常用青銅的牌號、成分、性能及用途： QSn6.5-0.1屬于壓力加工錫青銅，第一主加元素錫含量Wsn=6.0~7.0，具有很好的冷變形塑性，其他Wp=0.5~1.0，余量為Cu 加工硬化狀態(tài)的力學性能：b=400Mb，=65℅ 硬度80HB；600℃退火狀態(tài)下的力學性能：b=600Mb，=180℅ 硬度180HB 由生產加工圖紙，緯氏硬度為HV=P/S，由于不同硬度法測得的硬度無可比性，據《工程材料及應用》附錄A，GB1172-74，HV160~200換算應相當HBS148~181，為半硬（Y2）錫青銅

25、 第二章 沖壓模具選型 1.模具的介紹 模具是指制造零部件時使用的各種剪切沖裁、成型用的“模型工具”。換句話說，能夠按照預先設計好的圖樣或格式，制造出固定形式的制品式樣模型或工具，皆屬于模具的范疇。 在鈑金沖壓加工模具（Dies for Sheet Metal Working）方面，其應用的模具泛稱“沖壓模具”（Stamping Dies）或“沖床模具”（Press Dies），因而簡稱為沖模。其加工內容以薄金屬板的沖裁與成型為主要加工對象。同時，塑料板、皮革、紙板、布料、橡膠、軟木(Cork)、云母(Mica)等非金屬板的剪切沖裁、落料及沖孔等

26、方面也常使用。 沖壓模具的主要類型見表 類型 模具名稱 沖裁加工用模具 Dies for Shearing&Cutting 落料模具（Blanking Dies） 沖孔模具（Punching Dies;Piercing Dies） 模具（Shearing Dies;Cutting Dies） 沖孔落料模具（Punching&Blanking Dies） 復合落料模具(Compound Blanking Dies) 沖切模具(Hollow Cutting Dies) 多列落料模具(Multi-Row Blanking Dies) 剪切模具(Trim

27、ming Dies) 刮邊模具(Shaving Dies) 沖口模具(Notching Dies) 其他 彎曲加工用模具 Dies for Blending 普通彎曲模具(Reglar Bending Dies) 凸輪彎曲模具(Cam Action Bending Dies) 剪開彎曲模具(Slitting&Bending Dies) 彎曲落料模具(Bending&Blanking Dies) 彎床用彎曲模具(Bending Dies for Press Brake) 其他 類型 模具名稱 拉深加工用模具 Dies for Drawin

28、g 普通拉深模具(Regular Drawing Dies) 再拉深模具(Redrawing Dies) 普通再拉深模具(Regular Redrawing Dies) 反向再拉深模具(Reverse Redrawing Dies) 組合模具(Combinatiom Dies) 落料拉深模具(Blanking&Drawing Dies) 拉深剪邊模具(Drawing&Trimming Dies) 成型模具 Dies for Forming 普通成型模具(Common Forming Dies) 卷邊模具(Curling Dies) 矯平模具(Flat

29、tening Dies) 頸縮模具(Necking Dies) 壓印模具(Coining Dies) 擠壓模具(Extrusion Dies) 橡膠墊模具(Rubber Pad Dies) 簡易凸緣模具(Simple Flanging Dies) 凸脹成型模具(Bulging Dies) 圓緣成型模具(Beading Dies) 液力成型模具(Hydro-Forming Dies) 孔凸緣成型模具(Hole Flange Forming Dies) 高速度成型模具(High Speed Forming Dies) 連續(xù)模 Progressive Dies 沖剪

30、落料式連續(xù)模(Progressive Blanking Dies) 剪斷成型式連續(xù)模(Progressive Cutoff&Forming Dies) 剪送成型式連續(xù)模(Cut&Carry Progressive Dies) 剪開拉深式連續(xù)模(Progressive Drawing Dies) 落料壓回式連續(xù)模(Cut&Push-Back Progressive Dies) 傳送模具 Transfer Dies 傳送模具(Transfer Dies) 2.連續(xù)模 1）連續(xù)模的定義 連續(xù)模是指，能在沖床一個工序中完成兩個以上的一系列薄鈑金加工作業(yè)。在各種類

31、型的沖床模具中，連續(xù)模因為具備可確保高效率及高經濟價值，所以最適合大量連續(xù)生產之用。其所適用的沖壓制品是單純的兩工序制品，乃到非常復雜的多工序零部件，幾乎都可以利用連續(xù)模加以制造。 “連續(xù)?！保≒rogressive Dies,也稱“級進模具”或“順送模具”）都是板帶材料（條料）一站一站向前移送，含有強烈的連續(xù)推進的意思。又因為它在各個站點配置著各種不同形式的模具，而也稱為“多級工具”（Multistage Tools）。之外，本類型的模具又依其加工性質，及模具形狀的特征，有時也稱為“剪送模具”（Cut-and-Carry Dies）、“從動模具”（Follow Dies）或“多排模

32、具”（Gang Dies） 條料在沖床每一個沖程中向前移動的距離稱為“步距”（progressive，進度），也稱“躍距”（Advance，躍度），或“節(jié)距”（Pich），這個距離即為模具中各相鄰站點的站間距離。 2）連續(xù)模結構特點 （1）結構組成與特點 ①結構組成 沖模的主要零部件可分為工藝構件和輔助構件兩部分。一般沖裁模由以下6個部分組成,但不是所有的沖裁模必須具備這6個部分。沖裁模的結構多種多樣,有些模具比這個模具結構復雜,有些模其結構卻十分簡單,這要決定于沖裁工件的要求、生產批量的大小、制模條件等因素。 ②與單工序模和復合模相比，連續(xù)模的結構有以下特點： 1. 構

33、成連續(xù)模的零件數量多，結構復雜。 2. 模具制造與裝配難度大，精度要求高，步距控制精確，且要求刃磨、維修方便。 3. 剛度大。 4. 對有關模具零件材料及熱處理要求高。 5. 一般應采用導向機構，有時還采用輔助導向機構。 6. 自動化程度高，常設有有自動送料、安全檢測等機構，以便實現高效自動化生產。 2）結構設計方法 ①設計原則 連續(xù)模設計應遵守以下原則： 1. 盡量選用成熟的模具結構或標準結構。 2. 模具要有足夠的剛性，以滿足精度和壽命要求。 3. 模具應有良好的加工工藝性。 4. 送料方便，操作簡便安全，易于出件。 5. 要考慮廢料處理和安全性的問題。

34、 6. 模具有關零件之間的安裝要準確可靠、聯接牢靠。 7. 模具結構與現有沖壓設備要協(xié)調匹配。 8. 模具易損壞件更換、維修方便。 第三章 工件圖和確定排樣圖 本零件是一體積小、質量輕、精度高的產品。下面是零件圖： 本零件是有許多種排樣方式： 由于零件的體積小、寬度只有2mm多，所以1出1、1出2兩種排樣方法不適合這個零件的生產。 1出4的排樣圖如下： 1出4的排樣圖由于采用的是兩邊沖導正孔的方法導正，材料的利用率不高，精度沒有側刃定位高。在工位5必須完成成形彎曲和切斷（否則，摸具的設計將更加復雜和難加工），對摸具的制造精度有很高的要求。

35、 1出6的排樣方法如下： 1出6的排樣方法的模具的設計比較緊簇，對安裝和修模都比較困難。 1出3直排方法如下： 1出3斜排方法如下： 在上面的排樣中，要求模具的精度很高，模具的加工曲面比較復雜，本排樣方法在要求產品精度特高的時候（如照相機的電機刷片時）使用。 通過比較和分析，本排樣方式為最佳方法 第四章 主要計算與加工工藝設計 1.沖裁間隙 一、沖裁間隙指凸模刃口與凹模刃口之間的間隙。有單邊間隙與雙邊間隙之分。 　　　　　　 Z=Da—dt Z正常：上下微裂紋重合。 　　　　　　　Z ——沖裁間隙 　　　　　　　Da ——凹模刃口尺

36、寸 　　　　　　　dt ——凸模刃口尺寸 二、本次設計查表根據《沖模設計手冊》表3-5 材料名：磷青銅（軟），力學性能：HBS=148~181 b=400~600Mb 料厚=0.11 始用間隙2c=Zmin=0， Zmax數據無據可查，從趨勢看應該＜0.035,由于高速沖裁模具易發(fā)熱，按照生產要求每日生產10萬件，每分鐘沖程為10×10000/24×60=70次；采用硬質合金沖模；沖小孔且凸模導向較差，凸模易折斷，結合對沖裁件尺寸與形狀、模具材料和加工方法、沖壓工藝和生產率的分析可適當增大間隙，采用插值法，取《沖壓工藝與模具設計》電器儀表行業(yè)表2-6中的Zmax=0.014 初

37、始間隙的最小值相當于間隙的標稱數值，最大值是考慮到凸凹模制造公差所增加的數值，由于模具使用過程中的磨損，間隙有所增加，因而間隙的使用最大值要超過以上數值 2 此處省略?NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和設計圖紙等.請聯系?扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設計下載！該論文已經通過答辯 凹模刃壁每側斜度為10’以便于落廢料, 由表3-9查得: M’=0.0275,N3=0.009 N6=0.012 則≤0.04-0.01-0.0275 =0.0025 凸模da=A-2Cmin-N4-N6 =2.02-0.036-0.012

38、 =1.972 凹模Da=da+2Cmin =A-2Cmin-N4-N6+2Cmin N4按及從表3-11選取0.036 =2.02-0.036-0.012 =1.972 因此B的設計尺寸應為3.5-1.972=1.528 , db=1.528 Db=1.972 為保證懸出凸模的強度,經強度校核可取，具體計算附后 15.2±0.1先通過切廢料確定以下底邊基準,因為該尺寸兩側刃磨量相等,以圖3-14的外形C類尺寸計算,需要先化為L±的形式 由表3-7凸凹模的尺寸計算第5欄有 按△從表3-11選取, △=0

39、.2, =0.04, =△/4=0.05 D=d=L 凹模尺寸為D±/2 =15.2±0.05/2 =15.2±0.025 凸模配合尺寸為D±/2 =15.2±0.04/2 =15.2±0.02 在實際生產中，由于底邊廢料已經被側刃切除，沖廢料凸、凹模3.5mm的長度尺寸可適當增大，由兩個導正銷精定位 3.沖壓力的計算 　　沖壓力是指在沖裁時，壓力機應具有的最小壓力，是選擇沖床噸位，進行模具強度、剛度校核依據。 1、沖裁力：使板料分離的力稱作沖裁力. 用平刃模具沖裁時，沖裁力F（N）可按下式進行計算：P沖=Lt

40、σb 　　其中：P沖—沖裁力 　　 L—沖裁件周邊長度 　　 t—板料厚度 　　 b—材料抗拉強度極限 由上圖知 L為2個孔的總周長與工件外輪廓線周長之和的3倍，一次沖三個 即L=（15.75×2+1.59+3.18+0.6×2+3.3×2+2∏×0.5+2∏×0.35）×3 =（43.77+5.338）×3 =143.33 沖孔力P =Ltσb =143.33×0.11×600 =9459.8N 　2、 卸料力：把工件或廢料從凸模上卸下的力 　　Px=KxP沖 其中Kx—卸料力系數 由《沖壓工藝與模具設計》表2-2

41、查得 料厚（mm） Kx Kt 紫銅、黃銅等 0.02~0.06 0.03~0.09 參考《沖模設計手冊》表3-15、3-16取Kx=0.06 Px=0.06×9459.8=567.6N 　3、 推件力：將工件或廢料順著沖裁方向從凹模內推出的力Pt=KtPn 　　Kt—推件力系數 n—卡留于凹模洞口內的件數，n=h\t h—查表 采用錐形出口無工件卡住，則Pt=0，不計算推件力。 4、總的沖壓力選擇 壓力機噸位時，沖壓力計算要根據沖模的具體結構考慮其計算方法。在級進沖模中,Pz——總的沖裁力即是壓力機在沖裁工序段需要提供的最小壓力. 　　采用彈性卸裝置和

42、自然落料方式：Pz=P+Px+Pt=P+KxP+KtPn 所以完成沖廢料這一工步所需要的沖壓力 Pz=P+Px+Pt=P+KxP+KtPn =9459.8+567.6+0 =10027N=1.0027×10N 4.彎曲力的計算 回彈的計算:電刷片有3處彎曲,用計算法或查表法計算回彈量,都要已知道彎曲的圓角半徑,對于t＞1mm較厚的板料,當工件對圓角半徑沒有要求時,可選取較小的圓角半徑,使其回彈最小.因此,如果工件圖上沒有標注圓角半徑時,在設計時應盡量取小值 電刷片的厚度是0.11mm,圓角半徑定為0.1mm,可以在Auto CAD中用三點定圓的方法,選取圓弧連接

43、的兩條邊求得較小的圓角半徑 參考《沖模設計手冊》圖4-22，由《沖模設計應用實例》表3-2中性層位置因數與R/t比值的關系 垂直于纖維方向R=1t=0.11，=0.31;平行于纖維方向R=3t=0.33，=0.42 對V形件，由《沖模設計應用實例》表3-4,3-5 V形彎曲回彈值，表中所列鋼材品種有限,根據力學性能,以30CrMnSiA近似計算，彎曲角度為105°時，回彈角度為1°30′。 因為105°±2°對回彈的要求不高,故不再采取消除回彈的措施 自由彎曲力的計算F==0.6×1.3×2×0.11×600/（0.11+0.11）=51.48 K—安裝系數，一般取1.3； B—

44、料寬（mm）,B=2mm； t—料厚（mm）,t=0.11mm； r—彎曲半徑（mm）,r=1mm； σb—材料的強度極限強度（Mpa）； τ—材料的抗剪強度（MPa） 對于r＞0.5t=0.5×0.11=0.055的彎曲件,零件變薄不嚴重且斷面畸變較輕,可以按照中性層長度等于毛坯長度的原則來計算: 毛坯長度 L= =9.7+5.5+[(180°-105°)/180°]×(0.11+0.11×0.31)×∏ =15.38mm 對兩個管腳的U形件部位，可采取兩次彎曲成形等方法消除回彈。參照《沖模設計手冊》圖4-13鈍角U形彎曲模的尺寸差，R=0.2 彎曲有色金屬時=+nt

45、=0.10+0.11×0.05=0.1055mm --凸、凹模的單面間隙 --材料的最小厚度 t-材料的公稱厚度 n—因數，其與彎曲件高度H和彎曲線長度B有關，查《沖模設計應用實例》表3-6因數n值有 n=0.05 彎曲件高度H/min ＞0.5~2，B≤2H 10 0.05 查《沖模設計應用實例》表3-5并且采用插值法，當R\t=0.2\0.11=1.82,U形彎曲回彈角為±1°，回彈量的計算可參考《沖模設計應用實例》圖3-23。參照《沖模設計手冊》圖4-13鈍角U形彎曲模的單面差值為x=tA=0.456×0.11=0.0502mm 式中x—凸模和凹模的單面偏差值

46、t-材料厚度（mm） A-系數， 在AutoCAD中量得θ=41°由《沖模設計手冊》表4-20，A=0.456 1凸凹模的圓角半徑 凸模的圓角半徑rP應等于彎曲件內側的圓角半徑r，但不能小于材料允許的最小曲半徑rmin。如果r10），則必須考慮回彈，修正凸模圓角半徑。 凹模的圓角半徑rd可根據板料的厚度t來選取；t≥2mm, rd=(3～6)t凹模的圓角半徑不宜過小，以免彎曲時擦傷毛坯表面，同時凹模兩邊的圓角半徑一致，否則在彎曲時毛坯會發(fā)生偏移。 對于V形件彎曲

47、凹模的底部可開退刀槽或取圓角半徑rd=（0.6～0.8）（rp+t）。 2 凹模深度 凹模深度可按《沖壓工藝與模具設計》表3-6～表3-8選取。彎曲U形件時，若直邊高度不大或要求兩邊平直，凹模深度應大于零件的高度；否則，凹模深度可小于零件高度。 3 凸、凹模間隙 彎曲V形件時，凸、凹模之間的間隙是靠壓力機的閉合高度來控制的，但設計中必須考慮在合模時使毛坯完全壓靠，以保證件的質量。 對于U形件彎曲，必須合理選擇凸、凹模間隙。間隙過大，則回彈也大，彎曲件尺寸和形狀不易保證；間隙過小，會使零件邊部壁厚減小，降低模具壽命，且彎曲力大。生產中常按材料性能和厚度選?。簩τ猩饘貱=（1.0～1.

48、1）t。 4模具寬度尺寸 彎曲寬度尺寸標注在外側時，應以凹模為基準，先確定凹模尺寸。如果考慮到模具磨損和彎曲件的回彈，凹模寬度尺寸應為 Bd=(B-0.75Δ)凸模尺寸按凹模配制，保證單邊間隙C，即Bp= Bd-2C。 彎曲件寬度尺寸標注在內側時，則應以凸模為基準，先計算凸模尺寸；BP=，凹模尺寸按凸模配制，保證單邊間隙C,即Bp= Bd+2C。 式中 B—彎曲件基本尺寸； Δ—彎曲件制造公差； δp,δd—凸，凹模制造公差，按IT6～8級公差選取。 5.壓凸力的計算 球頭凸包的計算： 先計算它的變形程度，若當變形程度超過規(guī)定值時，將產生裂

49、紋而不能成形 變形程度可粗略的用下式驗算 ≤（0.70~0.75） 其中-工件的變形程度 -變形后沿截面的材料長度（mm） L-變形前材料的原有長度（mm）,在PRO\E中量得1.16mm -材料的伸長率（%），據《模具設計與制造簡明手冊》表1-59，錫青銅的延伸率約為10~40%，由Y2插值法取30%進行計算 因數（0.70~0.75）視局部成形的形狀而定，半球形取最大值，梯形取最小值，此處取0.75 第五章 主要零件的確定 一.工作零件和定位零件、緊固零件 本產品的1出3斜排排樣圖的尺寸為154*18

50、*0.1，單位為mm。根據排樣圖，選用滾動導向模架中的后側導柱模架。模具零件尺寸如下：（標準零件） 設計主要零部件時，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配的方法。結合模具的特點，本模具適宜采用線切割機床加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡化。 1.工作零件 1） 凸、凹模的固定形式 如果采用整體結構，在零件大批量生產中，模具如有操作不妥和正常磨損，這將給模具的維修處理帶來困難，所以在該模具設計過程中對上下模多處采用鑲拼結構，鑲拼位置選在定伸彎處，這樣有利于型孔的加工和改善型孔的應力分布，提高模具壽命，也利于模具的維

51、修處理。 多工序級進沖模的前段工位是采用凸模分解沖裁。用壓板緊固凸模，裝卸方便。為保護細小凸模采用如左圖的結構。 ? 對于變形力較小的成形凸模直接裝在彈壓卸料板上，便于修磨其他沖裁凸模。由于沖壓小件，且是多凸模沖裁，其中個別凸模特別易磨損，需快速、經常的更換，而且廣泛采用低熔點合金或防氧樹臘等高分子塑料澆注的結合方法，使模具的制造和裝配大為簡化。 磨削拼合式凹模適用于精密沖件，對于強度薄弱的凹模拼塊，可在凹模底面增加淬硬墊塊。對于中、小型鑲拼模，鑲塊的固定可采用框套螺釘固定法，圓形鑲拼?？刹捎每蛱谉釅悍ā? ? 布置螺孔、銷孔時，使鏍釘接近刃口和接合面。銷釘離刃口遠些?，F將《沖壓工

52、藝與模具設計》、《沖模設計應用實例》上可行的相關資料匯總于下表： 凸模形式簡圖 特??????? 點 適? 用? 范? 圍 下端為工作部分，中間的圓柱部分用以與固定板配合（安裝），臺肩承受向下拉的卸料力 ? 沖圓孔凸模，用以沖裁（包括落料、沖孔） 直通式凸模，便于線切割加工，如凸模斷面足夠大，可直接用螺釘固定 ? 各種非圓形凸模用以沖裁（包括落料、沖孔） 斷面細弱的凸模，為了增加強度和剛度，上部放大。要保證凸模的剛性及強度，增加過渡段及采用滑過渡。 ? 凸模受力大，而凸模相對來說強度、剛度薄弱 凸模固定結構? 特?????? 點 凸模與固定板緊配合，

53、上端帶臺肩，以防拉下。圓凸模大多用此種形式固定 直通式凸模，上端開孔，插入圓銷以承受卸料力 護套式，用于沖小孔（孔徑與料厚較接近） 2.凹模刃口形式 簡??????? 圖 特?????? 點 適 用 范 圍 ? 凹模厚度即有效刃壁高度。刃壁帶有斜度，沖件或廢料不易滯留在刃孔內，因而刃壁磨損小，一次刃磨量少。α一般取5′～15′ ? 適用于凹模較薄的小型薄料沖裁模 ? 凹模硬度較低，一般為40HRC左右，可借敲擊調整模具間隙 ? 適用于軟而薄的金屬沖裁模和非金屬沖裁模 3.凹模外形和尺寸的確定 <1>厚度　Ha=Kb, 　其中：b—沖裁件的最大外形尺

54、寸　　 K-系數見左表 <2>壁厚 小凹模 C=（1.5-2）Ha 大凹模 C=（2-3）Ha 其中Ha一般為15-20mm　　　　C一般為26-40mm 　　　 凹模刃口間最小壁厚（mm） 沖 件 材 料 材??? 料??? 厚??? 度??? t 硅鋼、磷銅、中碳鋼 1.2～1.5 1.5～2.0 (2.0～2.5)t <3>凹模尺寸的確定： 式中 F——最大沖裁力（N）。 A． 如果計算出Ha〈10mm，則可取Ha=10mm B． 如果沖裁輪廓長度大於50mm。則需以修正系數K． C. 模具材料是碳素工具鋼時，應把計算結果乘以1.3 <4> 凹模刃口

55、輪廓線與凹模邊緣尺寸的確定。 A） 凹模刃口輪廓線是平滑曲線時 C≥1.2 Ha B） 刃口輪離為直線時 C≥1.5 Ha C） 刃口為復雜開頭或夾角時 C≥2.0 Ha 4.凸模長度確定及其強度核算 凸模的長度　　　L=h1+h2+h3+(10～20)mm 其中 h1--導尺厚度 　　　 h2--卸料板厚度　　　 h3 --凸模固下板厚度 　　　 10～20mm--包括凸模伸進凹模的涂度，修磨量及模具在閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板之間的距離。 細小凸模工作中容易折斷，設計時應認真校核其強度，并且選擇合適的安裝方法。其主要的損壞方式是受壓失穩(wěn)而折斷，在《材料力學

56、》中屬于壓杠穩(wěn)定的問題，一般不會因為壓應力達到破壞值而壓碎，主要是產生彎曲變形而折斷。 無導向裝置的細小凸模比有導向裝置的細小凸模更容易折斷 防止失穩(wěn)破壞，主要應計算出失穩(wěn)段長度L值，當L小于一定數值時就不會折斷。參考《沖模設計應用實例》P44頁以上型孔為例,校核彎曲應力如下： 使用左圖所示帶導向裝置的非圓形凸模 查機械設計手冊軟件版R2.0, Ix=0.34 cm, Iy=0.13cm,I=bH/12=1.6/12=0.13 Lmax≤1200（mm） =1200 =1200=25.56mm 式中Lmax－允許的凸模最大自由長度（mm） d－凸模的最小直徑

57、（mm） F-沖裁力（N） I-凸模最小橫截面的慣性距（mm） 通過以上計算,凸模允許的自由長度不大于25.56mm,可采取上圖所示的結構.在凸模固定板和卸料板上裝上保護套.上邊的保護套與凸模間隙H7/m6,起固定凸模的作用,下邊的保護套與凸模是間隙配合H7/h6,同時L也必須大于卸料板的工作行程2.5mm. 保護套中的矩形孔可以采用電火花機床加工,采用這種結構的凸模易于制造,折斷后更換也很方便 0.7mm×4mm凹?？子镁€切割很難加工，必須要在窄孔的側面打3mm穿絲孔，在線切割加工時，切割出4mm×8mm的矩形孔，然后再鑲上鋼塊.鋼塊的一側就是沖裁的刃口.為便于制造

58、加工和更換修配,本人采用了“工”字形的凹模剪口鑲件 5.定位零件 1）導正銷 結? 構? 簡? 圖 特????????? 點 ? 一般適用于＜φ5mm孔的導正。采用彈簧壓住導正銷，在送料不正常的情況下可避免損壞導正銷和模具 導正銷導正材料位置的方式有兩種，即利用沖件孔直接導正及利用條料上另外設置的工藝孔間接導正。導正銷的結構形式、導正銷和孔間的空隙、導正銷工作高度可查表。導正銷工作部位直徑為3mm，制造偏差為（按照GB286.4-81制造），直接裝在凸模固定板上，制造卸料板時導正銷的位置偏差不應大于0.005mm 連續(xù)模上用來對條料精確定位。保證工件內形與外形相對位置精度。裝

59、于廢料凸模上，落料前進行內孔導向，清除送料步距的誤差。 　　結構：頭部有錐形的導入部分和柱形的定位部分。 　　柱形定位部分：高：h=(0.5-0.8)t　 t--料厚度 　　　　　　　　　垂直：Dx=dt-2a ②導尺（導料板） 　　對板料送料起導向作用，防止送料傾斜。 　　常用于簡單沖裁模與連續(xù)沖裁模中。 　　結構：可與卸料板合為體或與卸料板分離。 　　尺寸：高h=4-8mm,寬A=B+(0.5-1.5)mm ?、蹅热小　热袛嗝娴拈L度等于進料步距基本尺寸加上±O.Olmm,側刃切掉條料寬一般為(1～1.5)t為宜.但不應小干1mm,因為切去料邊過寬,材料浪費大.過窄則不

60、易切掉,易產生卷邊，影響送進和定位。 2）浮料及卸料零件 卸料裝置 卸料裝置由卸料板、導板、卸料彈性元件和卸料螺釘等組成，除卸料作用外，對于不同的沖壓工序還有不同的作用。在沖裁工序中，可起壓料作用；在彎曲工序中，可起到局部成型作用；在拉深工序中同時起到壓邊圈的作用。卸料板在級進模具中要求卸料平穩(wěn)，有足夠的卸料力。 卸料板對各凸模還可起到導向和保護作用。在級進模中經常要使用細小的凸模，有的凸模厚度不足5mm，為保護這些小凸模在高速連續(xù)沖裁中確保有足夠的使用周期，則主要是依靠卸料板對小凸模的保護。 級進模上常采用的是彈壓卸料板，只有當工位數較少及料厚大于1.5mm的沖件，或是在某些特

61、定條件下才采用固定卸料裝置。 此外，本設計中最后一道工序處采用的廢料切刀也是卸料的一種形式 彈性卸料板結構如左圖所示，此形式卸料力量小，但有壓料作用，沖裁質量好，多用于薄料的沖裁。有敞開的空間，操作方便，生產效率高等優(yōu)點。 卸料板和凹模的單邊間隙一般取0.1~0.5mm，但不小于0.05mm。 卸料板各工作型孔與對應凸模的徑向配合間隙0.005～0.02mm（根據沖裁間隙的大小），應該是凸模與凹模間隙的～才能起到對凸模的導向和保護作用。 卸料裝置的設計，要注意以下原則： 1. 在多工位連續(xù)模中，卸料板一般采用鑲拼結構。這有利于保證孔型精度、孔距精度、配合間隙、熱處理等要求。它的

62、鑲拼原則是在卸料板基體上加一個通槽，各拼塊對通槽按基孔制配合加工。所以基準好。鑲拼塊用螺釘、銷釘固定在基體上 2. 卸料板各工作形孔與凹模形孔同心。卸料板的各形孔與對應凸模的配合間隙只有凸凹模沖裁間隙的1/3～1/4，一般與凸模按H7/h6。高速沖壓時，卸料板與凸模間隙要求取較小值。參照表20.4-6-B。 3. 卸料板各工作型孔應較光潔，其表面粗糙度值一般取Ra0.4～0.8μm。沖裁速度越高，表面粗糙度值越小。 4. 多工位連續(xù)模應具有良好的耐磨性能。卸料板采用高速鋼或合金鋼制造，淬火硬度56～58HRC。一般速度沖壓時，卸料板可選用中碳鋼或碳素工具鋼制造，淬火硬度40～45HRC。

63、 5. 卸料板應具有必要的強度和剛度。為保護細小的凸模，要求有很高的運動精度。 6. 卸料螺釘的工作長度L在一副模內應嚴格一致，以免造成不平衡卸料，因為卸料板偏斜而損壞凸模。 7. 卸料螺釘沉孔深度應有足夠的活動量。 8. 卸料彈簧的選用。根據所需要的壓力，并考慮一定的預壓力選用彈簧。 9. 卸料板各工作型孔應與凹模型孔、凸模固定板的型孔保持同軸，為確保同軸度的要求，可以采用慢走絲數控線切割機床加工。 卸料板結構簡圖 特????????? 點 彈壓式導板，導板由獨立的小導柱導向，用于薄料沖壓。導板不僅有卸料功能，更重要的是對凸模導向保護，因而提高了模具的精度和壽命 ?

64、 當沖件材料厚度＞0.8～3mm時，導板孔與凸模配合為H7/h6 無導向彈壓卸料板，廣泛應用于薄材料和沖件要求平整的落料、沖孔、復合模等模具上的卸料。卸料效果好、操作方便。彈壓元件可用彈簧或硬橡膠板，一般以使用彈簧較好 3）浮料裝置 級進模中若存在拉深、彎曲等工序，條料的下面必然不平整，落在凹模面之下的模腔內，送進有障礙。對此有兩種措施，一是在凹模上開槽，二是每次沖壓后都用彈頂器將條料抬高，使條料在浮頂器上送進，不會卡入凹模，從而避開了障礙。 提升裝置常采用浮動頂料釘。當沖壓結束后上模隨機床滑塊上升，安裝在下模上的頂料釘在下方彈簧力的作用下彈起，頂到的最高位置則是條料的送料平面，

65、頂起的高度應保證條料在送進過程中不會因有彎曲等形成的凸起而受到阻礙，并在導料板上設置限位臺階，以防止條料有可能跟著凸模上行，造成模具損壞。 浮頂器的作用就是將條料提升到一定高度，以保證連續(xù)模沖壓時，條料順暢送進。浮頂器的提升高度取決于制品的最大成型高度。 圖a，b標準彈頂器，圖c，d為導向槽浮頂器 a)頂料銷直接頂料? b)頂料銷不直接接觸料 c)頂料銷直接頂料導料? d)頂料銷間接頂料 導料在級進模中導向槽浮頂器有浮頂和取代導料板導向的雙重作用，可減少送進阻力 在本次設計中，采用圖a標準彈頂器。因為巧妙的把彎曲工序排在后，然后切斷即得到工件，因此只要提升0.45mm以上，以免

66、凸包被卡住。若彎曲工序在前將需要提高9.45mm，也不利于后續(xù)孔的加工，由此可見合理安排工序的重要性 條料浮頂器與帶臺式導料板配合使用構成多工位連續(xù)模的導料系統(tǒng)。它的作用只起托頂條料浮離凹模平面，因此可以設置在任何位置，但應盡量設置在靠近成型部分的材料平面上，浮頂力大小要均勻、適當。 6.固定及緊固零件 ①凸模固定板 ???? 凸模固定板的外形大小根據沖壓工件大小而定，與卸料板外形尺寸相同或稍小，并考慮緊固螺釘與銷釘的位置。 ?????厚度：h3=(0.6～0.8)Ha其中：h3--凸模固定板厚（mm)　　Ha--凹模厚度。(mm) ?????要求:凸模固定板的上下中面要磨平并與型孔中心線垂直 材料A3，A5。 ②墊板 當凸模與上模座接角面上的壓力超出模座材料的許用壓力需要在以模與模座之間加上主要度較高的墊塊 其開頭與凸模固定板一樣。 厚度是H為3～10mm　材料：45，T8。HRC48～52 ，淬火后墊板兩平面應磨平。 ③模柄模架 模炳的作用是固定上模座于壓力機滑塊上時，使模具的壓力中心與壓力機的壓力中心保證一致。所以模柄的長度不得大于壓力機滑塊里模柄孔的深