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- 关 键 词：
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拖拉机
压板
连接
冲压
模具设计
- 资源描述：
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- 内容简介：
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I摘 要本 次 设 计 了 一 套 落 料 、 冲 孔 的 模 具 。 经 过 查 阅 资 料 ， 首 先 要 对 零 件 进行 工 艺 分 析 。 经 过 工 艺 分 析 和 对 比 ， 采 用 落 料 、 冲 孔 工 序 。 通 过 冲 裁 力 、顶 件 力 、 卸 料 力 等 计 算 ， 确 定 压 力 机 的 型 号 。 再 分 析 对 冲 压 件 加 工 的 模 具适 用 类 型 选 择 所 需 设 计 的 模 具 。 得 出 将 设 计 的 模 具 类 型 后 将 模 具 的 各 工 作零 部 件 设 计 过 程 表 达 出 来 。本 次 设 计 阐 述 了 冲 压 倒 装 复 合 模 的 结 构 设 计 及 工 作 过 程 。 本 模 具 性 能可 靠 ， 运 行 平 稳 ， 提 高 了 产 品 质 量 和 生 产 效 率 ， 降 低 劳 动 强 度 和 生 产 成 本 。关 键 词 ： 冲 压 模 ;复 合 模 ;连 接 片 ;冲 裁 间 隙 II目 录摘 要 I目 录 II前 言 .1第 1 章 冲 裁 工 艺 设 计 31.1 冲 裁 件 的 工 艺 分 析 31.1.1 工 件 材 料 .31.1.2 工 件 结 构 .31.1.3 尺 寸 精 度 .41.2 冲 裁 工 艺 方 案 的 确 定 4第 2 章 冲 裁 排 样 设 计 52.1 排 样 的 方 法 及 排 样 图 52.1.1 排 样 的 方 法 .52.1.2 排 样 图 .52.2 排 样 的 计 算 52.2.1 确 定 搭 边 值 .52.2.2 送 料 步 距 .62.2.3 条 料 宽 度 计 算 .62.2.4 材 料 利 用 率 .7第 3 章 冲 压 力 和 压 力 中 心 的 计 算 83.1 确 定 冲 压 力 83.1.1 冲 裁 力 的 计 算 .83.1.2 卸 料 力 、 推 件 力 及 顶 件 力 的 计 算 103.1.3 压 力 机 公 称 压 力 的 确 定 11III3.1.4 冲 裁 功 113.2 确 定 模 具 压 力 中 心 .123.3 冲 压 设 备 的 选 用 .14第 4 章 凸 凹 模 刃 口 尺 寸 的 确 定 154.1 确 定 凸 凹 模 刃 口 尺 寸 的 原 则 .154.1.1 凸 凹 模 刃 口 尺 寸 的 作 用 154.1.2 刃 口 尺 寸 计 算 原 则 154.2 凸 凹 模 刃 口 尺 寸 的 确 定 .16第 五 章 主 要 零 部 件 的 设 计 195.1 模 具 类 型 的 选 择 .195.2 定 位 方 式 的 选 择 .195.2.1 导 料 销 的 选 择 195.2.2 挡 料 销 的 选 择 205.3 卸 料 装 置 和 推 件 装 置 的 选 择 .205.4 工 作 零 件 的 设 计 .22第 六 章 压 力 机 的 选 取 .286.1 压 力 机 的 选 择 .285.2 装 模 高 度 的 校 核 .28第 七 章 模 具 总 装 图 .30结 论 31谢 辞 .32参 考 文 献 331前 言模 具 ， 作 为 高 效 率 的 生 产 工 具 的 一 种 ， 是 工 业 生 产 中 使 用 极 为 广 泛 与重 要 的 工 艺 装 备 。 采 用 模 具 生 产 制 品 和 零 件 ， 具 有 生 产 效 率 高 ， 可 实 现 高速 中 批 量 的 生 产 ； 节 约 原 材 料 ， 实 现 无 切 屑 加 工 ； 产 品 质 量 稳 定 ， 具 有 良好 的 互 换 性 ； 操 作 简 单 ， 对 操 作 人 员 没 有 很 高 的 技 术 要 求 ； 利 用 模 具 批 量生 产 的 零 件 加 工 费 用 低 ； 所 加 工 出 的 零 件 与 制 件 可 以 一 次 成 形 ， 不 需 进 行再 加 工 ； 能 制 造 出 其 它 加 工 工 艺 方 法 难 以 加 工 、 形 状 比 较 复 杂 的 零 件 制 品 ；容 易 实 现 生 产 的 自 动 化 的 特 点 。 冲 压 技 术 的 水 平 直 接 和 生 产 率 、 产 品 质 量（ 尺 寸 公 差 和 表 面 粗 糙 度 等 ） 、 一 次 刃 磨 的 寿 命 以 及 设 计 和 制 造 模 具 的 周期 紧 密 相 关 。2第 1 章 冲 裁 工 艺 设 计1.1 冲裁件的工艺分析图 1.1 拖 拉 机 压 板 连 接 板1.1.1 工 件 材 料 工 件 材 料 为 Q235， 具 有 良 好 的 冲 压 性 能 ， 适 合 冲 裁 。 工 件 结 构 相 对 简单 ， 有 2 个 5mm 的 腰 孔 ； 由 图 1.1 可 知 模 具 凸 凹 模 壁 厚 为 7mm， 普 通冲 裁 完 全 能 满 足 要 求 。1.1.2 工 件 结 构该 零 件 形 状 简 单 。 边 孔 距 远 大 于 凸 、 凹 模 允 许 的 最 小 壁 厚 （ 见 表1.1） ， 故 可 以 考 虑 采 用 复 合 冲 压 工 序 。表 1.1 倒 装 复 合 模 的 冲 裁 凸 凹 模 最 小 壁 厚 （ 单 位 ：mm）材 料 厚度 t0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4最 小 壁厚 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6材 料 厚度 t1.6 1.8 2 2.2 2.5 2.8最 小 壁 4 4.4 4.9 5.2 5.8 6.43厚 材 料 厚度 t3 3.2 3.5 3.8 4 4.2最 小 壁厚 6.7 7.1 7.6 8.1 8.5 8.81.1.3 尺 寸 精 度零 件 图 上 所 有 尺 寸 按 IT13 级 设 计 .由 表 1.1 和 表 1.2 查 得 ， 冲 裁 件 内 外 形 达 到 的 经 济 精 度 为IT13， 工 件 尺 寸 的 公 差 ， 一 般 冲 压 均 能 满 足 其 尺 寸 精 度 要 求 。表 1.2 冲 裁 件 内 外 形 所 能 达 到 的 经 济 精 度 基 本 尺 寸 / mm材 料 厚 度t / mm 3 36 610 1018 18500 1 IT12IT13 IT1112 IT14 IT12IT13 IT1123 IT14 IT12IT1335 IT14 IT12IT131.2 冲 裁 工 艺 方 案 的 确 定该 零 件 包 括 落 料 、 冲 孔 两 个 基 本 工 序 ， 可 以 有 以 下 三 种 工 艺 方 案 ：方 案 一 ： 先 落 料 ， 后 冲 孔 。 采 用 单 工 序 模 生 产 。 即 先 用 一 副 模 具 进 行落 料 ， 后 用 一 副 模 具 冲 5 的 孔 ， 该 方 案 模 具 结 构 简 单 ， 但 需 要 两 副 模 具才 能 完 成 零 件 的 加 工 ， 效 率 低 ， 生 产 过 程 精 度 也 不 容 易 保 证 ， 且 操 作 也 不方 便 ， 不 符 合 中 批 量 生 产 的 要 求 。方 案 二 ： 落 料 冲 孔 复 合 冲 压 ， 采 用 复 合 模 生 产 。 复 合 模 是 一 种 多 工序 冲 模 ， 是 压 力 机 的 一 次 工 作 行 程 中 ， 在 模 具 同 一 工 位 同 时 完 成 数 道 分 离的 模 具 ， 其 生 产 效 率 高 ， 冲 裁 件 内 孔 与 外 缘 相 对 位 置 精 度 高 ， 可 以 借 模 具精 度 来 保 证 零 件 精 度 ， 但 复 合 模 结 构 复 杂 ， 制 造 精 度 要 求 高 ， 成 本 高 ， 而且 带 狭 窄 面 的 工 件 受 到 凸 凹 模 强 度 限 制 而 不 能 用 复 合 模 加 工 。4方 案 三 ： 冲 孔 落 料 连 续 冲 压 ， 采 用 级 进 模 生 产 。 在 级 进 模 中 ， 整 个冲 件 的 成 型 是 在 连 续 过 程 中 逐 步 完 成 的 ， 是 一 种 工 位 多 ， 效 率 高 的 冲 模 。该 方 案 也 只 需 要 一 副 模 具 ， 生 产 效 率 也 高 ， 但 为 了 满 足 精 度 要 求 ， 有 必 要增 加 两 个 导 正 销 ， 这 样 模 具 制 造 、 安 装 较 复 合 模 复 杂 。根 据 上 述 分 析 ， 采 用 复 合 模 进 行 生 产 。 且 由 于 该 零 件 的 最 小 壁 厚（ 24/2-10/2=7mm） 大 于 倒 装 式 复 合 模 所 要 求 的 最 小 壁 厚 （ 5.8mm） ， 故可 以 采 用 倒 装 式 复 合 模 进 行 生 产 ， 以 提 高 生 产 效 率 。5第 2 章 冲 裁 排 样 设 计2.1 排 样 的 方 法 及 排 样 图2.1.1 排 样 的 方 法根 据 材 料 的 利 用 情 况 ， 排 样 的 方 法 可 分 为 三 种 ：（ 1） 有 废 料 排 样（ 2） 少 废 料 排 样（ 3） 无 废 料 排 样采 用 少 、 无 废 料 排 料 可 以 简 化 冲 裁 模 结 构 ， 减 少 冲 裁 力 。 但 是 条 料 导向 与 定 位 所 产 生 的 误 差 影 响 ， 冲 裁 件 公 差 等 级 低 。 同 时 ， 由 于 是 模 具 单 面受 力 （ 单 边 切 断 时 ） ， 不 但 会 加 剧 模 具 磨 损 ， 降 低 模 具 寿 命 ， 而 且 也 直 接影 响 冲 裁 件 的 断 面 质 量 。 因 此 选 择 有 废 料 排 样 ， 虽 然 材 料 利 用 率 低 ， 冲 裁件 质 量 及 模 具 寿 命 高 。根 据 零 件 结 构 形 状 采 用 有 废 料 排 样 中 直 对 排 的 排 样 形 式 。2.1.2 排 样 图排 样 图 见 图 2.1。6图 2.1 排样图2.2 排 样 的 计 算2.2.1 确 定 搭 边 值查 表 2.1， 确 定 搭 边 值 a、 a1,由 t=2mm， 采 用 手 工 送 料 ， 取 工 件 间a1=2mm， 侧 搭 边 a=2.2mm。表 2.1 最 小 工 艺 搭 边 值 （单位：mm）材料厚度 手 工 送 料t / mm 圆 形 非 圆 形 往 复 送 料a1 a a1 a a1 a1 1.5 1.5 1.5 2 2 312 1.5 2 2 2.5 2.5 3.523 2 2.5 2.5 3 3.5 434 2.5 3 3 3.5 4 545 3 4 4 5 5 656 4 5 5 6 6 768 5 6 6 7 7 88 6 7 7 8 8 9注 ： 冲 皮 革 、 纸 板 、 石 棉 等 非 金 属 材 料 时 ， 搭 边 应 乘 以 1.52。2.2.2 送 料 步 距送 料 步 距 （ 送 料 步 距 简 称 步 距 或 进 距 ） ， 是 条 料 在 模 具 上 每 次 送 进 的距 离 。 步 距 是 决 定 挡 料 销 位 置 的 依 据 ， 每 次 只 冲 一 个 零 件 的 步 距 s 的 计算 公 式 为S=D+a1 （ 式 2.1）式 中 D： 平 行 于 送 料 方 向 的 冲 件 宽 度 ；a1： 冲 件 之 间 的 搭 边 值 。计 算 送 料 步 距 为 S= D+a1 =40+2=42 （ mm）72.2.3 条 料 宽 度 计 算条 料 是 由 板 料 剪 裁 下 料 而 得 到 的 。 条 料 宽 度 的 确 定 原 则 为 ， 最 小 条 料宽 度 要 保 证 冲 裁 时 零 件 周 边 有 足 够 的 搭 边 值 ， 最 大 条 料 宽 度 要 能 在 冲 裁 时顺 利 地 在 导 料 板 之 间 送 进 ， 并 与 导 料 板 之 间 有 一 定 的 间 隙 ， 进 而 确 定 导 料板 间 的 距 离 。由 于 是 手 工 送 料 ， 本 设 计 采 用 导 料 板 之 间 有 侧 压 装 置 时 条 料 的 宽 度 与导 料 板 间 距 离 的 计 算 方 法 。 因 为 导 板 之 间 有 侧 压 装 置 或 用 手 将 条 料 紧 贴 单边 导 料 板 的 模 具 ， 能 使 条 料 始 终 沿 着 导 料 板 送 进 ， 可 按 下 式 计 算 。条 料 宽 度 B =（L +2a+） （式0-0-2.2）式 中 B： 条 料 的 宽 度 ， mm；L： 冲 裁 件 垂 直 于 送 料 方 向 的 最 大 尺 寸 ， mm；a： 侧 搭 边 值 ， 可 参 考 表 2.1； ： 条 料 宽 度 的 单 向 （ 负 向 ） 公 差 ， 见 表 2.3。由 表 2.2 和 经 验 ， 取 Z=0.8mm条 料 宽 度 B =（ 64 +22.2+0.8） =69.2 (mm)0-0-.80-.8表 2.2 条 料 宽 度 偏 差 mm材料厚度 t条料宽度B 1 12 23 3550 0.4 0.5 0.7 0.950100 0.5 0.6 0.8 1.0100150 0.6 0.7 0.9 1.1150220 0.7 0.8 1.0 1.2220300 0.8 0.9 1.1 1.32.2.4 材 料 利 用 率冲压件中批量生产成本中，坯料材料费用占 50%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。其计算公式如下8一个步距内的材料利用率 为=nA/Bs100% （式 2.3）式中 A： 一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内），mm；n： 一个步距内冲裁件数目;B： 条料宽度，mm； s： 步距，mm；其中 A=1546.64（mm 2）一个步距内的材料利用率 为=A/(B*S) =66.28%9第 3 章 冲 压 力 和 压 力 中 心 的 计 算3.1 确 定 冲 压 力3.1.1 冲 裁 力 的 计 算冲 裁 力 是 冲 裁 时 凸 模 冲 穿 板 料 所 需 的 压 力 。 在 冲 裁 过 程 中 ， 冲 裁 力 是随 凸 模 进 入 板 料 的 深 度 （ 凸 模 行 程 ） 而 变 化 的 。 通 常 ， 冲 裁 力 是 指 冲 裁 过程 中 的 最 大 值 （ Fmax） 。影 响 冲 裁 力 的 主 要 因 素 是 材 料 的 力 学 性 能 、 厚 度 、 冲 件 轮 廓 周 长 及 冲裁 间 隙 、 刃 口 锋 利 程 度 与 表 面 粗 糙 度 等 。 综 合 考 虑 上 述 影 响 因 素 ， 平 刃 口模 具 的 冲 裁 力 可 按 下 式 计 算F=KLt b （ 式3.1）式 中 F： 冲 裁 力 ， N；L： 冲 件 周 边 长 度 ， mm；t： 材 料 厚 度 ， mm； b： 材 料 抗 剪 强 度 ， MPa；K： 考 虑 模 具 间 隙 的 不 均 匀 、 刃 口 的 磨 损 、 材 料 力 学 性能 与 厚 度 的 波 动 等 因 素 引 入 的 修 正 系 数 ， 一 般 取 K=1.3。对 于 同 一 种 材 料 ， 其 抗 拉 强 度 与 抗 剪 强 度 的 关 系 为 b 1.3 b， 故冲 裁 力 也 可 按 下 式 计 算F=KLt b （ 式 3.2）本 设 计 的 冲 裁 力 按 式 3.2 进 行 计 算 。查 表 3.1， b 的 取 值 范 围 为 303 372， 取 b=360MPa。（ 1） 冲 裁 件 的 落 料 周 长 L1=188.28（ mm）则 落 料 力 为 F1=KL1t b=1.3188.282360=176（ KN）（ 2） 冲 裁 件 的 冲 孔 周 长 L2=37.7*2=75.4（ mm）则 冲 孔 力 为 F2=KL2t b=1.375.42360=70.5（ KN）10冲 件 周 边 长 度 L= L1+ L2=75.4+188.28=263.68（ mm）则冲裁力为 F=KLt b= F1+ F2=70.5+176=246.5（KN）表 3.1 冲 压 常 用 金 属 材 料 的 力 学 性 能力 学 性 能材料名称牌 号材 料状 态 抗剪强度/MPa抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa伸长率（%）255314315390195 2833303372375460235 2631普 通碳素钢Q195Q235Q275未 经退 火392490490610275 1520230310275380180 2730260360215410200 27220340 275410190 27260340295430210 26270380335470230 25380400355500250 24400520490635320 19440560530685360 15碳 素结构钢08F0810F101520354550已退火440580540715380 131Cr13 已退火 320380440470120 20不锈钢 1Cr18Ni9Ti经 热处 理460520560640200 40已退火 80 701105080 2028铝1060、1050A、1200冷作硬 化100 130140 34注 ： 表 中 数 据 为 板 材 力 学 性 能 。3.1.2 卸料力、推件力及顶件力的计算当 冲 裁 完 成 后 ， 从 板 料 上 冲 裁 下 来 的 冲 件 （ 或 废 料 ） 由 于 径 向 发 生 弹性 变 形 而 扩 张 ， 会 塞 在 凹 模 孔 口 内 或 者 板 料 上 的 孔 ， 则 沿 径 向 发 生 弹 性 收缩 而 紧 箍 在 凸 模 上 。 为 了 使 冲 裁 工 作 继 续 进 行 ， 必 须 将 工 件 或 废 料 从 模 具内 卸 下 或 推 出 。 从 凸 模 上 卸 下 紧 箍 的 料 所 需 要 的 力 称 为 卸 料 力 ， 用 F 卸表 示 ； 将 梗 塞 在 凹 模 内 的 料 顺 冲 裁 方 向 推 出 所 需 要 的 力 称 为 推 件 力 ， 用11F 推 表 示 ； 逆 冲 裁 方 向 将 料 从 凹 模 内 顶 出 所 需 要 的 力 称 为 顶 件 力 ， 用 F 顶表 示 。卸 料 力 、 推 件 力 和 顶 件 力 是 由 压 力 机 和 模 具 的 卸 料 、 顶 件 和 推 件 装 置传 递 的 。 所 以 在 选 择 压 力 机 公 称 压 力 和 设 计 以 上 机 构 时 ， 都 需 要 对 这 三 种力 进 行 计 算 。 影 响 这 些 力 的 因 素 较 多 ， 主 要 有 ： 材 料 的 力 学 性 能 和 料 厚 ；冲 件 形 状 和 尺 寸 大 小 ； 凸 、 凹 模 间 隙 大 小 ； 排 样 搭 边 值 大 小 及 润 滑 情 况 等 。生 产 中 常 用 下 列 经 验 公 式 计 算F 卸 = K 卸 F （ 式 3.3）F 推 = nK 推 F （ 式 3.4）式 中 F： 冲 裁 力 ；K 卸 、 K 推 ： 分 别 为 卸 料 系 数 、 推 件 系 数 和 顶 件 系 数 ， 其 值 见表 3.2；n： 塞 在 凹 模 孔 口 内 的 冲 件 数 。 有 反 推 装 置 时 ， n=1； 锥 形孔 口 ， n=0； 直 刃 口 ， 下 出 件 凹 模 ， n=h/t， 其 中 h 是 直 刃 口 部 分 的 高 度（ mm） ， t 是 材 料 厚 度 （ mm） 。表 3.2 卸 料 力 、 推 件 力 及 顶 件 力 的 系 数 料 厚 /mm K 卸 K 推 K 推 0.1 0.065 0.075 0.1 0.140.10.50.045 0.055 0.063 0.080.52.50.04 0.05 0.055 0.062.56.50.03 0.04 0.045 0.05钢6.5 0.02 0.03 0.025 0.03铝 、 铝 合 金 0.025 0.08 0.03 0.07纯 铜 、 黄 铜 0.02 0.06 0.03 0.09对 于 本 模 具 设 计 的 计 算 如 下 。查 表 3.2， 得 K 卸 =0.04 0.05， K 推 =0.055。 （ 1） 卸 料 力 F 卸 =K 卸 F12=0.05215=10.75（ KN）式 中 K 卸 查 表 3.2， 取 K 卸 =0.05。（ 2） 推 件 力 F 推 = nK 推 F=10.055215=11.8 （ KN）式 中 K 卸 查 表 3.2， 取 K 推 =0.055； n 为 卡 在 凸 、 凹 模 内 的 冲 孔 废 料数 目 。3.1.3 压 力 机 公 称 压 力 的 确 定冲 裁 时 ， 压 力 机 的 公 称 压 力 必 须 大 于 或 等 于 冲 压 力 （ F 总 ） ， F 总 为冲 裁 力 和 与 冲 裁 力 同 时 发 生 的 卸 料 力 、 推 件 力 或 顶 件 力 的 总 和 。 根 据 不 同的 模 具 结 构 ， 冲 压 力 计 算 应 分 别 对 待 ， 即当 模 具 结 构 采 用 弹 压 卸 料 装 置 和 下 出 件 方 式 时 ： F 总 =F+ F 卸 + F 推当 模 具 结 构 采 用 弹 压 卸 料 装 置 和 上 出 件 方 式 时 ： F 总 =F+ F 卸 + F 顶当 模 具 结 构 采 用 刚 性 卸 料 装 置 和 下 出 件 方 式 时 ： F 总 =F+ F 推该 落 料 冲 孔 复 合 模 采 用 倒 装 结 构 及 弹 压 卸 料 和 下 出 料 （ 冲 孔 废 料 ） 方式 ， 则 总 冲 压 力 F 总 为F 总 =F+ F 卸 + F 推=215+11.8+10.75=237.55（ KN）3.1.4 冲 裁 功选 择 冲 裁 设 备 时 ， 除 了 要 计 算 冲 裁 力 ， 使 压 机 的 公 称 压 力 大 于 冲 裁 力以 外 ， 还 要 进 行 冲 裁 功 的 验 算 ， 使 压 机 的 每 次 行 程 功 不 超 过 额 定 的 数 值 ，以 保 证 其 电 动 机 不 过 载 、 飞 轮 转 速 不 致 下 降 太 多 。因 为 功 是 力 与 其 行 程 的 乘 积 ， 所 以 平 端 刃 口 的 冲 裁 功 按 下 式 计 算 ：W=mPt/1000 式 中 W： 冲 裁 功 ， Nmm；t： 材 料 厚 度 ， mm；P： 冲 裁 力 ， N：13m： 系 数 ， 一 般 取 为 0.63。当 计 算 出 的 冲 裁 功 大 于 压 机 规 定 的 行 程 功 时 ， 就 必 须 改 变 冲 裁 工 艺 或另 选 更 大 行 程 功 的 设 备 。 压 机 规 定 的 行 程 功 ， 可 从 压 机 的 说 明 书 或 有 关 资料 、 手 册 中 查 询 。本 设 计 的 冲 裁 功 为 W=mPt/1000 （ 式 3.5）=0.633102602.5/1000=488.66 （ Nmm）3.2 确 定 模 具 压 力 中 心模 具 的 压 力 中 心 ， 就 是 冲 压 力 合 力 的 作 用 点 。 求 压 力 中 心 的 方 法 是 ：采 用 求 空 间 平 行 力 系 的 合 力 作 用 点 。为 了 使 模 具 能 够 正 常 又 平 衡 地 工 作 ， 特 别 是 对 于 大 而 复 杂 的 冲 件 、 多凸 模 冲 孔 以 及 连 续 冲 裁 时 ， 必 须 使 压 力 中 心 通 过 压 力 机 滑 块 的 中 心 线 。 对于 带 有 模 柄 的 冲 裁 模 ， 压 力 中 心 需 通 过 模 柄 的 轴 心 线 。 否 则 ， 在 冲 裁 过 程中 ， 会 产 生 偏 心 载 荷 ， 形 成 弯 矩 ， 使 得 模 具 歪 斜 ， 加 快 压 力 机 滑 块 与 导 轨之 间 以 及 模 具 导 向 装 置 的 磨 损 ， 刃 口 迅 速 变 钝 （ 无 导 向 装 置 时 特 别 突 出 ） ，严 重 时 ， 会 啃 刃 或 造 成 设 备 、 人 身 事 故 。 在 实 际 生 产 中 ， 可 能 出 现 由 于 冲裁 件 的 形 状 特 殊 ， 从 模 具 结 构 方 面 考 虑 ， 不 宜 使 压 力 中 心 与 模 柄 中 心 线 相重 合 ， 此 时 应 注 意 使 压 力 中 心 的 偏 离 ， 不 超 出 所 选 压 力 机 模 柄 孔 投 影 面 积的 范 围 。1.简 单 几 何 图 形 压 力 中 心 的 位 置（ 1） 一 切 对 称 冲 裁 件 的 压 力 中 心 ， 均 位 于 冲 件 轮 廓 图 形 的 几 何 中 心 上 。3.3 冲 压 设 备 的 选 用机 械 压 力 机 类 型 的 选 定 依 据 是 冲 压 的 工 艺 性 质 、 生 产 批 量 的 大 小 、 冲压 件 的 几 何 尺 寸 和 精 度 要 求 等 。 中 小 型 冲 压 件 生 产 中 ， 主 要 应 用 开 式 机 械压 力 机 。机 械 压 力 机 的 规 格 指 机 械 压 力 机 的 主 参 数 公 称 压 力 。 所 选 机 械 压 力机 的 公 称 压 力 和 功 率 必 须 大 于 冲 压 作 业 所 需 的 压 力 和 功 率 ， 以 避 免 压 力 和功 率 的 超 载 。 所 选 压 力 机 的 闭 合 高 度 要 与 冲 模 的 闭 合 高 度 相 适 应 ， 压 力 机14的 滑 块 行 程 必 须 满 足 冲 压 工 艺 要 求 。 此 外 ， 选 择 压 力 机 台 面 尺 寸 必 须 考 虑到 固 定 冲 模 的 位 置 ， 压 力 机 滑 块 模 柄 孔 尺 寸 、 工 作 台 孔 尺 寸 、 滑 块 中 心 线到 机 身 后 侧 的 距 离 、 顶 件 横 梁 槽 的 尺 寸 、 机 身 侧 柱 间 及 导 轨 间 的 距 离 及 压力 机 的 倾 斜 范 围 等 ， 都 应 与 模 具 各 部 位 尺 寸 相 适 应 。从 满 足 冲 压 工 艺 力 的 要 求 看 ， 可 选 用 600 的 开 式 压 力 机 。KN15第 4 章 凸 凹 模 刃 口 尺 寸 的 确 定4.1 确 定 凸 凹 模 刃 口 尺 寸 的 原 则4.1.1 凸 凹 模 刃 口 尺 寸 的 作 用凸 模 与 凹 模 尺 寸 精 度 是 影 响 冲 裁 件 尺 寸 精 度 的 重 要 因 素 ， 。 凸 、 凹模 的 合 理 间 隙 值 要 靠 刃 口 尺 寸 及 其 公 差 来 保 证 。4.1.2 刃 口 尺 寸 计 算 原 则1、 根 据 落 料 和 冲 孔 的 特 点 落 料 件 的 尺 寸 决 定 于 凹 模 尺 寸 ， 故 落 料模 应 以 凹 模 为 设 计 基 准 ； 冲 孔 件 的 尺 寸 决 定 于 凸 模 尺 寸 ， 所 以 冲 孔 模 应 以凸 模 为 设 计 基 准 ;先 确 定 凸 模 的 刃 口 尺 寸 ， 再 按 间 隙 值 确 定 凹 模 的 刃 口 尺 寸 。2、 考 虑 凸 模 与 凹 模 的 尺 寸 磨 损 凸 、 凹 模 在 冲 裁 过 程 中 必 然 会 出 现磨 损 使 落 料 尺 寸 增 大 。 为 了 保 证 冲 裁 件 的 尺 寸 精 度 ， 尽 可 能 的 提 高 模 具 寿命 ， 设 计 落 料 模 时 ， 凹 模 刃 口 的 基 本 尺 寸 应 取 落 料 件 的 尺 寸 公 差 范 围 内 的较 小 尺 寸 。3、 把 握 好 刃 口 制 造 精 度 与 工 件 精 度 的 关 系 凸 、 凹 模 刃 口 尺 寸 精 度的 选 择 ， 应 以 能 保 证 工 件 的 精 度 要 求 为 前 提 ， 保 证 合 理 的 凸 凹 模 间 隙 值 ，从 而 保 证 模 具 的 使 用 寿 命 。 一 般 情 况 下 ， 也 可 按 工 件 公 差 的 1/31/4 选取 。 对 于 圆 形 凸 、 凹 模 ， 由 于 制 造 容 易 ， 精 度 易 保 证 ， 制 造 公 差 可 按 照IT6IT7 级 选 取 。表 4.1 初始双面间隙 、maxZin08、10、3509M2、Q235Q345 40、50 65Mn材料厚度 /tmminZmaxinZmaxinZmaxinZmax小于0.5极小间隙0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060160.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.0720.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.0920.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.0920.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.1261.0 0.010 0.14 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.1261.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.1801.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.2401.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.3202.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.3802.1 0.260 0.380 0.280 0.400 0.280 0.4002.5 0.36 0.500 0.380 0.540 0.380 0.540由表 4.1 确定初始双面间隙 、 的值,现取 =0.360、 maxZinmaxZ=0.500minZ表 4.2 规则形状凸、凹模的制造偏差基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差18183018300.0200.0200.0250.0301201801801600.0300.0400.045801200.0250.0351603601360500500300.0350.0400.0500.0500.0600.070由表 4.2 确定 、 的值TA17表 4.3 磨损系数表工件精度 IT10 以上 =1x工件精度 IT11IT13 =0.75工件精度 IT14 =0.5x4.2 凸凹模刃口尺寸的确定采用凸模和凹模分开加工的，采用这种方法，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差，为了保证间隙值必须满足式：+ - （式 4.1）凸凹 maxZin凸凹模制造公差按 T7 级数选取对于冲 5mm 小孔 = =0.02mm凸对于落料尺寸 60mm =0.03 =0.02mm凸对于落料尺寸 40mm =0.025 =0.02mm凸冲孔时首先确定凸模刃口尺寸。由于基准件凸模的刃口尺寸在磨损减小，因此应使用凸模的基本尺寸接近工件的最大极限尺寸，凸模制造去负偏差，凹模去正偏差， -磨损系数， -工件公差，按 IT12 精度选取。x冲孔（ 8mm） =（ + ） （式 4.2）凸dx0凸=（5+0.50.15） =8.07502.02.查标准公差表表知 =0.15=（ + +Z ） （式 4.3）凹dxmin凹0=（5+0.50.15+0.360） 2.=5.435 02.校核间隙： 140.3605minax Z+ =0.02+0.02=0.040.140TA所以满足 + 的条件，制造公差合适。minax18落料尺寸 60mm =（ - ） 凹Dx凹0=（60-0.50.3） =59.8503.03.=（ - -Z ） 凸 min凸=（60-0.50.3-0.360） =60.4902.02.查标准公差表表知 =0.30校核间隙： 1436.05minax Z+ =0.03+0.02=0.050.140TA所以满足 + 的条件，制造公差合适。minax落料尺寸 40mm =（ - ） 凹D凹0=（40-0.50.21） =39.895025.025.=（ - -Z ） 凸 xin凸=（40-0.50.21-0.360） =40.53502.02.查标准公差表表知 =0.21校核间隙： 1436.05minax Z+ =0.025+0.02=0.0450.140TA所以满足 + 的条件，制造公差合适。minax19第五章 主要零部件的设计5.1 模具类型的选择由 冲 压 工 艺 分 析 可 知 采 用 复 合 冲 压 ， 但 复 合 模 又 可 分 为 倒 装 复 合 模 和正 装 复 合 模 ， 其 各 自 的 特 点 如 下 表表 5.1 正 装 复 合 模 与 倒 装 复 合 模 的 比 较序号 正装 倒装1 对于薄冲件能达到平整要求 不能达到平整要求2 操作不方便、不安全，孔的废料又打棒打出操作方法能装自动拨料装置即能提高生产效率又能保证安全生产。孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉3 装凹模的面积较大，有利于复杂重建用拼块结构如凸凹模较大，可直接将凸凹模固定在底座上省去固定板4 废料不会在凸凹模孔内积聚，每次又打棒打出，可减少孔内废料的涨力，又利于凸凹模减小最小壁厚废料在凸凹模孔内积聚，凸凹模要求又较大的壁厚以增加强度。该 冲 件 属 于 普 通 冲 裁 ， 精 度 要 求 不 高 又 属 于 大 批 量 生 产 ， 刃 壁 较 薄 ，采 用 倒 装 比 较 合 适 ， 因 此 选 用 倒 装 复 合 模 。5.2 定 位 方 式 的 选 择定 位 零 件 是 用 来 保 证 条 料 的 正 确 送 进 及 在 模 具 中 的 正 确 位 置 ， 以 保 证冲 制 出 合 格 的 零 件 。 条 料 在 模 具 送 料 平 面 中 必 须 有 两 个 方 向 的 限 位 ： 一 是在 与 条 料 方 向 垂 直 方 向 上 的 限 位 ， 保 证 条 料 沿 正 确 的 方 向 送 进 成 为 送 进 导向 ； 二 是 在 送 料 方 向 的 限 位 ， 控 制 条 料 一 次 送 进 的 距 离 （ 步 距 ） 。5.2.1 导 料 销 的 选 择 20属 于 送 料 导 向 的 定 位 零 件 又 导 料 销 ， 导 料 板 、 侧 压 板 等 。 导 料 板 及 侧压 板 多 用 于 级 进 模 和 单 工 序 模 中 。 导 料 销 则 多 用 于 复 合 模 和 单 工 序 模 中 。因 此 选 导 料 销 做 为 导 向 且 位 于 条 料 的 同 侧 ， 一 般 设 2 个 ， 从 前 向 后 送 料时 导 料 销 装 在 左 侧 （ 固 定 式 ） ， 为 标 准 件 。5.2.2 挡 料 销 的 选 择属 于 送 料 定 距 的 定 位 零 件 有 挡 料 销 、 导 正 销 、 侧 刃 等 ， 导 正 销 及 侧 刃多 用 于 级 进 模 和 单 工 序 模 中 。 挡 料 销 则 多 用 于 复 合 模 和 单 工 序 模 中 。 选 取挡 料 销 做 定 距 定 位 零 件 。 在 模 具 闭 合 后 不 许 挡 料 销 的 顶 端 高 出 材 料 因 选 取活 动 式 橡 胶 弹 顶 挡 料 销 。 其 挡 料 销 的 高 度 h 查 表 得 h=3 ，固定挡料销m钓形 A10表 5.2 挡料销高度t h0.32 323 45.3 卸 料 装 置 和 推 件 装 置 的 选 择5.3.1 卸 料 装 置 的 选 择常 见 的 卸 料 零 件 又 固 定 卸 料 板 和 弹 压 卸 料 板 。 前 者 式 刚 性 结 构 主 要 起卸 料 作 用 ， 卸 料 力 大 ， 适 用 于 冲 材 料 厚 度 大 于 0.8 的 模 具 ， 后 者 是 柔m性 结 构 ， 兼 有 压 料 和 卸 料 两 个 作 用 。 其 卸 料 力 的 大 小 决 定 与 所 选 用 的 弹 性元 件 。 主 要 用 于 冲 制 薄 料 和 要 求 制 件 平 整 的 冲 模 中 ， 因 此 选 取 弹 压 卸 料 板 。弹 压 卸 料 板 与 凸 模 配 合 间 隙 值 查 表 的 =0.05Cm表 5.3 弹 压 卸 料 板 与 凸 模 配 合 间 隙 值材料厚度 t0.5 0.51 1单面间隙 C0.05 0.1 0.1521在 自 由 状 态 下 的 弹 压 卸 料 板 应 高 出 凸 模 刃 口 0.10.3 。卸 料 板 的m厚 度 查 表 5.4。表 5.4 卸 料 板 的 厚 度卸料板宽度 B 50 5080 80125材料厚度 tho H0 ho H0 ho H00.8 6 8 6 10 12 140.81.5 6 10 8 12 14 151.53 6 - 10 - 15 -查上表数据得卸料板厚度 mho15下卸料采用弹性树脂作为弹性单元，弹性树脂的自由高度为：=（ 3.54） 自 由H工 作s式中 弹性树脂的自由高度（mm）;自 由工作行程与模具修磨量和调整量（46mm）之和。工 作s=（1.5+6）mm=7.5mm工 作则 =(3.54)7.5mm=26.2530mm自 由H取 =30mm。自 由弹性树脂的装配高度为：（0.70.8） =2124mm，取 23mmH自 由H225.3.2 推 件 装 置 的 选 择推 件 装 置 主 要 有 刚 性 推 件 装 置 和 弹 性 推 件 装 置 两 种 ， 一 般 刚 性 用 的 较多 ， 它 由 打 杆 、 推 板 、 连 接 杆 和 推 件 块 组 成 。 其 工 作 原 理 是 在 冲 压 结 束 后上 模 回 程 时 ， 利 用 压 力 机 滑 块 上 的 打 料 杆 ， 撞 击 上 模 内 的 打 杆 与 推 件 板 ，将 凹 模 内 的 工 件 推 出 ， 其 推 件 力 大 ， 工 作 可 靠 。 此 套 模 具 由 于 冲 孔 不 多 ，所 以 采 用 弹 性 推 件 装 置 。 如 图 5.1.图 5.1 弹性卸料示意图5.4 工作零件的设计1. 凹模的设计凹 模 厚 度 的 确 定 ： kbH为系数 k为凹模刃口的最大尺寸( )m查 表 5.5 选 取 系 数 =0.2表 5.5 凹模系数 k材料厚度条料宽度1 13 3650 0.300.40 0.350.50 0.450.602350100 0.200.30 0.
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