畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-汽車車門扇形齒板精沖模具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課 程 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　課程名稱： 沖壓模課程設(shè)計(jì) </p><p>　　題目名稱： 扇形齒板沖壓模課程設(shè)計(jì) </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 材控03班 <

2、/p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)導(dǎo)師： </p><p>　　2013年10月28日--2

3、013年11月8日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.課題分析·······················

4、·················2</p><p>　　課題來源···············

5、················2</p><p>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容················

6、········2</p><p>　　工作步驟的擬定··················2</p><p>　　2.制件分析

7、83;··························3</p><p>　　2.1. 工藝分析····

8、3;··················3</p><p>　　2.2． 方案制定·············

9、;···········3</p><p>　　2.3．工藝尺寸計(jì)算····················

10、;4</p><p>　　3、精沖工藝的力能參數(shù)························4 </p><p>　　4、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

11、3;····························7</p><p>　　4.1凸模、凹模和凹凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)·

12、83;··············7</p><p>　　4.2確定模具的結(jié)構(gòu)形式················&

13、#183;····7</p><p>　　4.3卸料與出料裝置·······················8</p><p&

14、gt;　　5、模具零件的選用與設(shè)計(jì)···················9</p><p>　　6、模具的校核·········

15、3;··············13</p><p>　　7、總結(jié)·················

16、83;···········16</p><p>　　8、參考文獻(xiàn)····················

17、·······16</p><p><b>　　1 課題分析</b></p><p><b>　　1.1 課題來源</b></p><p>　　加工件是一扇形齒板,如圖1所示，它是汽車車門玻璃升降器的重要傳動(dòng)零件，它的齒形精度、斷面質(zhì)量和平面度，對(duì)玻

18、璃升降器的傳動(dòng)精度、傳動(dòng)平穩(wěn)性和耐用度等都有很大影響。由于使用普通沖孔落料技術(shù)沖壓出來的產(chǎn)品有精度低、斷面質(zhì)量差的問題，所以進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，設(shè)計(jì)精沖方案進(jìn)行生產(chǎn)。</p><p>　　該板材料45號(hào)鋼，厚度2mm，齒板外形尺寸精度為IT10級(jí)。</p><p>　　圖1-1 加工件零件圖</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b>&l

19、t;/p><p>　　根據(jù)零件圖的要求，設(shè)計(jì)出加工該零件的精沖復(fù)合模具，該模具需要完成外形和孔的精沖并滿足精度要求。</p><p>　　該設(shè)計(jì)需要運(yùn)用沖裁模具設(shè)計(jì)和精密沖裁的知識(shí)，合理運(yùn)用。具體要求如下:</p><p>　　設(shè)計(jì)出生產(chǎn)該扇形齒板的沖裁模具；</p><p>　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)用AutoCAD軟件繪制模具裝配圖以及非標(biāo)準(zhǔn)零件圖；&

20、lt;/p><p>　　撰寫說明書，用圖片和文字結(jié)合說明，并注明計(jì)算公式的出處；</p><p>　　1.3 工作步驟的擬定</p><p>　　通過對(duì)課題的研究和查找相關(guān)的資料，筆者擬定了整個(gè)設(shè)計(jì)過程中模具設(shè)計(jì)部分的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)步驟如下：</p><p>　　凹模、凸模和凹凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；</p><p>　　計(jì)算凸

21、模和凹模的刃口尺寸；</p><p>　　選擇模具的正倒裝結(jié)構(gòu)；</p><p>　　確定卸料和出件方式；</p><p><b>　　選擇標(biāo)準(zhǔn)模架；</b></p><p><b>　　對(duì)凸模進(jìn)行校核；</b></p><p><b>　　2 制件分析</

22、b></p><p><b>　　2.1 工藝分析</b></p><p>　　從產(chǎn)品的使用要求來看，扇形齒板的外形主要是要保證齒形部分的精度和光潔度，因?yàn)樗侵苯佑绊憘鲃?dòng)精度的。在扇形齒板的四個(gè)孔中，主要是要保證φ13孔和φ2.25孔的位置精度，因?yàn)樗麄儗?duì)裝配精度有影響。</p><p>　　精沖工藝不用于普通沖壓工藝。精沖需要三重動(dòng)

23、作和壓力，除主沖裁力外，還需要有齒圈壓板壓力和反壓板壓力，從而使變形區(qū)內(nèi)外，上下形成三向壓應(yīng)力，并在近似于純剪切狀態(tài)下成形。本文論述了采用通用壓力機(jī)與液壓模架、精沖模具組合的方式來實(shí)現(xiàn)精沖工件的目的，即靠壓力機(jī)提供主沖裁力，通過液壓模架上的兩個(gè)液壓缸獲得齒圈壓板壓力和反壓板壓力，從而達(dá)到精沖的三重動(dòng)作和壓應(yīng)力的要求，完成圖1中所示扇形齒板的精密沖裁。</p><p><b>　　2.2 方案制定<

24、;/b></p><p>　　零件需要加工外形（齒板）和4個(gè)孔，用精密沖裁滿足要求。初擬的幾個(gè)方案如下：</p><p>　　方案一：先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模進(jìn)行生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模進(jìn)行生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)。</p>&

25、lt;p>　　方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序，兩套模具，生產(chǎn)效率低，且兩次定位難以滿足精度要求，生產(chǎn)效率低。方案三使用級(jí)進(jìn)模，級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，成本高，且同樣有多次定位誤差，不太合適。個(gè)人比較傾向于方案二，用復(fù)合模進(jìn)行生產(chǎn)可以提高生產(chǎn)效率，該零件精度要求較高，用復(fù)合模也可以滿足要求。</p><p>　　2.3 工藝尺寸計(jì)算</p><p>　　2.3.1 毛坯尺

26、寸</p><p>　　根據(jù)圖1計(jì)算，得長(zhǎng)度方向?yàn)?64mm，寬度為95mm，厚度為2mm。</p><p>　　φ164.5扇形弧長(zhǎng): L=π×d×θ/360=π×164.5×158/360=226.70mm</p><p>　　φ13孔周長(zhǎng)： L1 =π×d= π×13=40.82mm<

27、;/p><p>　　φ15孔周長(zhǎng)： L2 =π×d=π×15=47.1mm</p><p>　　φ2.25孔周長(zhǎng): L3 =π×d=π×2.25=7.07mm</p><p>　　扇形邊緣邊長(zhǎng)： L4 =85.48mm</p><p><b>　　2.3.2 排樣&l

28、t;/b></p><p>　　排樣搭邊確定，采用直排。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表11-1得x=4.5，y=5.5。（x表示側(cè)邊距，y表示相鄰兩工件間距。）</p><p>　　3 精沖工藝的力能參數(shù)</p><p>　　3.1 精沖工藝力的計(jì)算</p><p>　　精沖工藝過程是在壓邊力，反壓力和沖裁力三者同時(shí)作用下進(jìn)行的，這三個(gè)力對(duì)模

29、具設(shè)計(jì)和保證工件質(zhì)量以及提高模具壽命具有重要意義。</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1] p91～95的內(nèi)容，分別計(jì)算沖裁力，壓邊力，反壓力，總壓力以及卸料力和頂件力。</p><p>　　3.1.1 沖裁力</p><p>　　沖裁力P1大小取決于沖裁內(nèi)外周邊的總長(zhǎng)度，材料的厚度和抗拉強(qiáng)度。可按參考文獻(xiàn)[1] p92由Timmerbeil提出的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

30、</p><p>　　P1=f1Lttσb （2-1）</p><p>　　式中 f1— 系數(shù)，取決與材料的屈強(qiáng)比</p><p>　　Lt— 內(nèi)外周邊的總長(zhǎng)（mm）</p><p>　　t — 材料厚度（mm）</p><p>　　σb— 材料的抗拉強(qiáng)度（N/mm2）

31、</p><p>　　其中 Lt=L+L1+L2+L3+2×L4=775.35mm</p><p><b>　　t=2mm</b></p><p>　　σb=550N/mm2</p><p>　　考慮到精沖時(shí)由于模具的間隙小，刃口有圓角，材料處于三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)和一般沖裁相比提高了變形抗力，因此f1根據(jù)參

32、考文獻(xiàn)[1]圖6-2取0.9。</p><p><b>　　故沖裁力為：</b></p><p>　　P1=0.9×775.35×2×550=1150KN（大約115T）</p><p>　　3.1.2 壓邊力</p><p>　　V型環(huán)壓邊力的作用有三：</p><p

33、>　　防止剪切區(qū)以外的材料在剪切過程中隨凸模流動(dòng)；</p><p>　　夾持材料，在精沖過程中是材料始終和沖裁方向垂直而不翹起；</p><p>　　在變形區(qū)建立三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)。</p><p>　　因此壓邊力對(duì)于保證工件剪切面質(zhì)量，降低動(dòng)力小號(hào)和提高模具的使用壽命有密切關(guān)系?？梢园凑諈⒖嘉墨I(xiàn)[1] p93經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：</p><p&

34、gt;　　P2=f2Le×2hσb (2-2)</p><p>　　式中 f2—系數(shù)，取決于σb；</p><p>　　Le—工件外周邊長(zhǎng)度（mm）；</p><p>　　h—V形齒高（mm）;</p><p>　　σb—材料的抗拉強(qiáng)度（N/mm2）</p><p

35、>　　其中 Le=624mm；</p><p><b>　　h=0.8mm；</b></p><p>　　σb=550N/mm2</p><p>　　f2根據(jù)參考文獻(xiàn)[1] 表6-1查得取1.8。</p><p><b>　　故壓邊力為：</b></p><p>　

36、　P2=1.8×624×0.8×550=494KN(大約49T)</p><p>　　3.1.3 反壓力</p><p>　　反壓板的反壓力也是影響精沖件質(zhì)量的重要因素，它主要影響工件的尺寸精度，平面度，塌角和孔的剪切面質(zhì)量。反壓力可以根據(jù)參考文獻(xiàn)[1] p93經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：</p><p>　　P3=20%P1

37、 （2-3）</p><p><b>　　故反壓力為：</b></p><p>　　P3=20%×1150=230KN（大約23T）</p><p>　　3.1.4 總壓力</p><p>　　工件完成精沖所需的總壓力Pt是選用壓力機(jī)的主要依據(jù)，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1] p94</p&

38、gt;<p>　　PT=P1+P2'+P3 （2-4）</p><p>　　式中 P1—沖裁力（N）；</p><p>　　P2'—保壓壓邊力（N）；</p><p><b>　　P3—反壓力（N）</b></p><p>　　由于在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)V

39、形環(huán)壓邊圈壓入材料所需的壓邊力P2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于精沖過程中為了保證工件剪切面質(zhì)量要求V形環(huán)壓邊圈保持的壓力P2',一般P2'只有P2的30%～50%。</p><p><b>　　故保壓壓邊力：</b></p><p>　　P2'=（30%～50%）P2=200KN（大約20T）</p><p><b>　　故總壓

40、力為：</b></p><p>　　PT=P1+P2'+P3=1150+200+230=1580KN（大約158T）</p><p>　　3.1.5 卸料力和頂件力</p><p>　　精沖完畢，在滑塊回程過程中不同步的完成卸料和頂件。</p><p>　　壓邊圈將廢料從凸模上卸下，反壓板蔣工件從凹模中頂出。</p

41、><p>　　卸料力P4和頂件力P5可以按參考文獻(xiàn)[1] p95經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：</p><p>　　P4=5%～10%P1=115KN(大約11.5T) (2-5)</p><p>　　P5=5%～10%P1=115KN(大約11.5T) (2-6)</p><p>　　4 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)&l

42、t;/p><p>　　4.1 凸模、凹模和凹凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1.1 凸模的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] p83 表2-43選擇凸模的結(jié)構(gòu)形式，在經(jīng)過比較之后，選擇剛度好，便于裝配，固定方便的圓形凸模B，如圖4-1所示</p><p>　　圖4-1 凸模結(jié)構(gòu)圖</p><p>

43、　　4.1.2 凹模的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　該凹模的作用是與凹凸模一起，沖裁出該扇形齒板的外形。結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。</p><p><b>　　圖4-2凹模結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　4.1.3 凹凸模結(jié)構(gòu)</p><p>　　凹凸模需要同時(shí)與凸模以及凹模配合工作，來完成對(duì)齒板外形的沖裁和內(nèi)部孔的沖

44、裁。 </p><p>　　4.2 確定模具的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　因?yàn)橹萍纳a(chǎn)批量較大，選擇復(fù)合模具和級(jí)進(jìn)模都可以完成，但考慮到加工要求和設(shè)計(jì)的難度，所以采用復(fù)合模。</p><p>　　根據(jù)制件的尺寸和精度要求，齒板外形精度為IT10級(jí)，表面粗糙度值為Ra0.6微米，外形尺寸精度和表面質(zhì)量要求都比較高，且整個(gè)零件表面要求平整光滑，斷面質(zhì)量要求良好。這

45、種條件下，復(fù)合模是最合適的加工方法，其他的加工方式都難免會(huì)有不足之處。</p><p>　　精沖模具的結(jié)構(gòu)，有固定凸模式和活動(dòng)凸模式兩種。對(duì)于在普通壓力機(jī)上加液壓模架的精沖，一般選擇固定凸模式結(jié)構(gòu)，即凹模和凸模裝在下底板上。這種結(jié)構(gòu)受力平衡，但因精沖后制件，條料和沖孔廢料都留在了模子上，操作不便。因此，根據(jù)產(chǎn)品的使用個(gè)要求，決定只對(duì)外形精沖，對(duì)孔做一般沖孔來處理。這樣可以將固定凸模式結(jié)構(gòu)倒過來裝，沖孔廢料可以從下

46、面漏出，操作方便又安全，如圖4-4所示。</p><p>　　倒裝模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　采用彈壓卸料裝置，使沖制出的工件平整，表面質(zhì)量好。</p><p>　　采用打料桿將制件或者廢料沖凹模孔中打下，因而制件或廢料不在凹?？變?nèi)積聚，可以減少制件或廢料對(duì)孔的漲力。從而可以減少凹模壁厚，使凹模的外形尺寸縮小，節(jié)省模具的材料。</p><

47、;p>　　制件或廢料不在凹?？變?nèi)積聚，可以減少制件或廢料對(duì)刃口的磨損，減少凹模的刃磨次數(shù)，從而提高了凹模的使用壽命。</p><p>　　制件或者廢料不再凹模內(nèi)積聚，因此也就沒有必要加工凹模的反面孔（出料孔）?？梢钥s短模具的制作周期，降低模具的加工費(fèi)用。</p><p>　　由于所選用的倒裝結(jié)構(gòu)是將凹凸模裝在下模座上，所以不用考慮落料的廢</p><p>　　

48、料如何排出的問題，只需要考慮如何將制件和沖孔廢料如何從凸模和凹凸模上卸下的問題。這些問題已經(jīng)通過精沖模具的常用方式解決。</p><p>　　4.3 卸料與出料裝置</p><p>　　精沖完成后，上模上行，下液壓缸通過托桿，齒圈壓板將條料從凹凸模上退出，上液壓缸通過推桿和反壓板將制件從凸模和凹模中頂出。</p><p>　　廢料從凹凸模的孔中通過下模板的廢料槽排

49、出。</p><p>　　5 模具零件的選用與設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 模具零件的選用與設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)工件的加工特點(diǎn)，有沖孔φ13，沖孔2-φ15，沖孔φ2.25和齒板外形的精沖。 </p><p>　　5.1.1 固定板</p><p>　　上模固定板選用參考文獻(xiàn)[3] p 116～1

50、17 表2-65矩形固定板，選取JB/T7643.2中的標(biāo)準(zhǔn)模版，有關(guān)數(shù)據(jù)315×250×28。</p><p>　　下模固定板選用參考文獻(xiàn)[3] p 116～117 表2-65矩形固定板，選取JB/T7643.2中的標(biāo)準(zhǔn)模版，有關(guān)數(shù)據(jù)250×250×28。</p><p><b>　　5.1.2 墊板</b></p&g

51、t;<p>　　上模墊板選用參考文獻(xiàn)[3] p 118 表2-67矩形墊板，選取JB/T7643.3中的標(biāo)準(zhǔn)模板，有關(guān)數(shù)據(jù)315×250×8。</p><p>　　下模墊板選用參考文獻(xiàn)[3] p 118 表2-67矩形墊板，選取JB/T7643.3中的標(biāo)準(zhǔn)模板，有關(guān)數(shù)據(jù)250×250×8。</p><p><b>　　5.1.

52、3 凹模</b></p><p>　　凹模的材料選用Cr12MoV模具鋼，該材料的淬透性、淬火回火的硬度、耐磨性、強(qiáng)度均比較高，適合做尺寸較大的沖孔凹模。</p><p>　　凹模采用板狀結(jié)構(gòu)和直接通過螺釘，銷釘和上模座固定的方式。根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] p 96公式：</p><p>　　L=l+2c （

53、5-1）</p><p>　　B=b+2c （5-2）</p><p>　　式中 l—沿凹模長(zhǎng)度方向刃口型孔的最大距離（mm）；</p><p>　　b—沿凹模寬度方向刃口型孔的最大距離（mm）；</p><p>　　c—凹模壁厚（mm）。</p><p>　　其中 l

54、=164mm；</p><p><b>　　b=95mm;</b></p><p>　　c考慮布置螺孔和銷孔的需要，再參照參考文獻(xiàn)[3] p 97 表2-48根據(jù)材料厚度為3mm選取c的范圍為38～48mm。</p><p>　　故： L=230mm；</p><p><b>　　B=190mm；</b&

55、gt;</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] p 97公式：</p><p>　　H= （5-3）</p><p>　　其中 F—沖裁力（N）；</p><p>　　—凹模材料修正系數(shù)；</p><p>　　—凹模刃口周邊長(zhǎng)度修正系數(shù)。</p><

56、;p>　　其中 F=1150KN；</p><p>　　=1(材料為合金工具鋼取1)；</p><p>　　=1.37（根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] p97 表2-49查得）。</p><p>　　故 H=66.62mm。</p><p>　　由于該公式計(jì)算的是整體式凹模的厚度，本設(shè)計(jì)中凹模并不是直接固定在模座上，而是通過固定板再固定在模座上，所

57、以可以在厚度上去除固定板的厚度28mm，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)凹模尺寸系列進(jìn)行修正，取40mm。</p><p><b>　　5.1.4 凸模</b></p><p>　　材料選用Cr12MoV。由于沖裁力較大，使用T10A等材料其硬度不夠，因而使用淬透性、淬火回火的硬度、耐磨性、強(qiáng)度等性能均優(yōu)良的Cr12MoV。</p><p>　　凸模的結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定

58、，需要計(jì)算凸模的長(zhǎng)度。根據(jù)圖6倒裝結(jié)構(gòu)可以得出凸模的長(zhǎng)度只需計(jì)算凹模與上模固定板的厚度。凹模的厚度為40mm，固定板厚度為28mm，所以凸模長(zhǎng)度為68mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表10-2 選取標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為70mm。</p><p>　?。?） 沖孔凸模1</p><p>　　用于沖φ13孔，根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] 表10-2，選取B型標(biāo)準(zhǔn)圓凸模。</p><p>　?。?

59、） 沖孔凸模2</p><p>　　用于沖φ15孔，根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表10-2，選取B型標(biāo)準(zhǔn)圓凸模。</p><p>　?。?） 沖孔凸模3</p><p>　　用于沖φ5.2孔，根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表10-2，選取B型標(biāo)準(zhǔn)圓凸模。</p><p>　　5.1.5 凹、凸模固定方式</p><p>　　凸模采用凸

60、緣固定方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度好。</p><p>　　凹模是使用螺釘緊固，銷釘定位的方式。緊固可靠。由于在確定壓力中心時(shí)，壓力中心與模柄中心并未重合，加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)扭矩，采用如粘結(jié)方式的固定方式容易被破壞。</p><p><b>　　5.1.6 定位</b></p><p>　　使用的是兩個(gè)擋料銷進(jìn)行對(duì)板料定位。</p>&l

61、t;p>　　5.2 凸、凹模的尺寸計(jì)算</p><p>　　5.2.1 φ13沖孔的凸、凹模尺寸計(jì)算</p><p>　　已知孔φ130+0.11</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[2] p 277 沖孔零件的要求，當(dāng)精沖件要求內(nèi)形尺寸N+Δ時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)。</p><p><b>　　凸模尺寸：</b>&

62、lt;/p><p>　　B=G-25%Δ （5-4）</p><p>　　式中 B—內(nèi)形凸模名義尺寸（mm）；</p><p>　　G—零件的最大尺寸（mm）；</p><p>　　Δ—零件的公差（mm）。</p><p>　　其中 G=13.11mm；</p>

63、<p><b>　　Δ=0.11mm。</b></p><p><b>　　故凸模名義尺寸：</b></p><p>　　B=13.11-25%×0.11</p><p><b>　　=13.083mm</b></p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[2] p

64、279 精沖間隙 圖5-66 查得該孔的精沖間隙為0.008mm。</p><p>　　故φ13孔的凹模尺寸為13.099。</p><p>　　5.2.2 φ15沖孔的凸、凹模尺寸計(jì)算</p><p><b>　　已知孔φ15。</b></p><p>　　由于該孔沒有公差要求，可以按照普通沖裁的方式來處理。根據(jù)參考

65、文獻(xiàn)[3]</p><p>　　p 53 表2-20 查得沖裁間隙為0.25mm。</p><p>　　故凸模尺寸為15mm.</p><p>　　凹模尺寸為15.5mm。</p><p>　　5.2.3 φ5.2沖孔的凸、凹模尺寸計(jì)算</p><p>　　已知孔φ5.2與扇形的圓心有位置公差要求，所以根據(jù)參考文獻(xiàn)[2

66、] p 277，</p><p><b>　　按照以凹模為基準(zhǔn)。</b></p><p><b>　　凹模尺寸：</b></p><p>　　A=K+25%Δ （5-5）</p><p>　　式中 A—凹模名義尺寸（mm）；</p>

67、<p>　　K—零件的最小尺寸（mm）；</p><p>　　Δ—零件公差（mm）。</p><p>　　其中 K=5.105mm；</p><p><b>　　Δ=0.19mm。</b></p><p><b>　　故凹模名義尺寸：</b></p><p>　　

68、A=5.105+25%×0.19</p><p><b>　　=5.1525mm</b></p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[2] p 279 精沖間隙 圖5-66 查得精沖間隙為0.015mm。</p><p>　　故凸模尺寸為：5.1225mm。</p><p>　　5.2.4 外形沖裁的凸、凹模尺寸計(jì)算&

69、lt;/p><p>　　如圖1-1所示，扇形外形尺寸為φ164.5-0.160。</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[2] p 277 落料零件的要求，當(dāng)精沖件要求外形尺寸為N-Δ時(shí)，</p><p><b>　　應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)。</b></p><p><b>　　凹模尺寸：</b></p>

70、<p>　　A=K+25%Δ （5-6）</p><p>　　式中 A—凹模名義尺寸（mm）；</p><p>　　K—零件的最小尺寸（mm）；</p><p>　　Δ—零件公差（mm）。</p><p>　　其中 K=164.34mm；</p><p>

71、;<b>　　Δ=0.16mm。</b></p><p><b>　　故凹模名義尺寸為：</b></p><p>　　A=164.34+25%×0.16</p><p><b>　　=164.38mm</b></p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[2] p 279 精沖間

72、隙 圖5-66 查得外形的精沖間隙為0.011mm。</p><p>　　故凸模尺寸為164.369mm。</p><p>　　5.3 復(fù)合凸模的設(shè)計(jì)</p><p>　　材料選用Cr12MoV。由于沖裁力較大，使用T10A等材料其硬度不夠，因而使用淬透性、淬火回火的硬度、耐磨性、強(qiáng)度等性能均優(yōu)良的Cr12MoV。</p><p>　　復(fù)合

73、凸模的結(jié)構(gòu)如圖5-3所示。</p><p><b>　　圖5-3 凹凸模</b></p><p>　　本模具組合了沖孔和落料的結(jié)構(gòu)，另外廢料的排除通道也在該復(fù)合凸模的內(nèi)部，加工精度比較高，且略復(fù)雜。該模具采用嵌入固定板的方式，用螺釘將其與墊板固定，固定方式比較簡(jiǎn)單，且容易更換。</p><p><b>　　5.4 模架選用</

74、b></p><p>　　由于該加工件精度要求較高，所以選用液壓模架來配合進(jìn)行加工。模具的周界尺寸為230*190，所以選用YMA-1型精沖液壓模架。其最大閉合高度為310mm，最小閉合高度為280mm。</p><p>　　5.6 壓力機(jī)選用</p><p>　　為了節(jié)約成本，選用普通壓力機(jī)來完成沖壓過程。根據(jù)參考文獻(xiàn)[3] p 36</p>

75、<p>　　表1-40，選擇型號(hào)為J31-160A的閉式單點(diǎn)壓力機(jī)。</p><p>　　公稱壓力為1600KN大于總壓力1580KN。</p><p>　　閉合高度為265～360mm，模具高度在其工作范圍內(nèi)。</p><p>　　所以選用該壓力機(jī)沒有問題。</p><p><b>　　6 模具的校核</b&g

76、t;</p><p>　　6.1 凸模的校核</p><p>　　凸模的強(qiáng)度，通常核算最小斷面的壓應(yīng)力和縱向保持穩(wěn)定的最大長(zhǎng)度。</p><p>　　6.1.1 φ5.2沖孔凸模校核</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1] p 253 表4-1中圓形凸模的強(qiáng)度核算公式：</p><p>　　lmax=π/8

77、 （6-1）</p><p>　　式中 E—凸模材料彈性模量（MPa）；</p><p>　　—凸模大端直徑（mm）；</p><p>　　t—沖件材料厚度（mm）；</p><p>　　τ—沖件材料抗剪強(qiáng)度（MPa）。</p><p>　　其中 E=210000MPa；<

78、;/p><p><b>　　=8mm；</b></p><p><b>　　t=2mm；</b></p><p><b>　　τ=300MPa；</b></p><p>　　故： lmax= π/8 </p><p><b>　　=π/8 &l

79、t;/b></p><p><b>　　=135mm</b></p><p>　　l=70mm＜lmax=135mm</p><p>　　所以φ5.2沖孔凸模的強(qiáng)度足夠。</p><p>　　6.1.2 φ13沖孔凸模校核</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1] p 253 表4-1中圓形

80、凸模的強(qiáng)度核算公式：</p><p>　　lmax=C （6-2）</p><p><b>　　式中 C—系數(shù)；</b></p><p>　　E—凸模材料彈性模量（MPa）；</p><p>　　—凸模大端直徑（mm）；</p><p>　　t—沖件

81、材料厚度（mm）；</p><p>　　τ—沖件材料抗剪強(qiáng)度（MPa）。</p><p>　　其中 E=210000MPa；</p><p><b>　　=18mm；</b></p><p><b>　　t=2mm；</b></p><p><b>　　τ=300M

82、Pa；</b></p><p>　　C根據(jù)參考文獻(xiàn)[1] p 254 表4-2查得為0.191。</p><p>　　故： lmax=C </p><p><b>　　=0.191 </b></p><p><b>　　=222.8mm</b></p><p>

83、;　　l=70mm＜lmax=222.8mm</p><p>　　所以φ13沖孔凸模的強(qiáng)度足夠。</p><p>　　6.1.3 φ15沖孔凸模校核</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1] p 253 表4-1中圓形凸模的強(qiáng)度核算公式：</p><p>　　lmax=C （6-3）</p&

84、gt;<p><b>　　式中 C—系數(shù)；</b></p><p>　　E—凸模材料彈性模量（MPa）；</p><p>　　—凸模大端直徑（mm）；</p><p>　　t—沖件材料厚度（mm）；</p><p>　　τ—沖件材料抗剪強(qiáng)度（MPa）。</p><p>　　其中 E=

85、210000MPa；</p><p><b>　　=18mm；</b></p><p><b>　　t=2mm；</b></p><p><b>　　τ=300MPa；</b></p><p>　　C根據(jù)參考文獻(xiàn)[1] p 254 表4-2查得為0.196。</p>

86、<p>　　故： lmax=C </p><p><b>　　=0.196 </b></p><p><b>　　=228.6mm</b></p><p>　　l=70mm＜lmax=228.6mm</p><p>　　所以φ15沖孔凸模的強(qiáng)度足夠。</p><

87、p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　在這次精沖模具設(shè)計(jì)之后，我對(duì)沖裁模和精沖模具有了一些了解。此次的設(shè)計(jì)題目是汽車車門扇形齒板精沖模具設(shè)計(jì)。該制件有一個(gè)扇形的齒形外形和4個(gè)孔組成，需要4個(gè)凸模，一個(gè)凹模和一個(gè)凹凸模來完成沖裁。計(jì)算工藝參數(shù)過程中，參考了許多經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，保證所得尺寸比較合理。在選擇凸模時(shí)選用了帶凸緣的圓形凸模，便于固定裝配。凹模和凹凸模一起完成對(duì)外形的

88、沖裁。模具整體采用了倒裝的結(jié)構(gòu)，便于材料和廢料的取下。由于沖裁力比較大，在選擇模具材料時(shí)，選擇了性能較好的Cr12MoV。卸料則是通過反壓板和齒圈壓板分別將凸模和凹凸模上的板料褪下。齒圈壓板和反壓板的工作都是通過液壓模架來實(shí)現(xiàn)的，因此還根據(jù)模具周界尺寸選擇了YMA-1型的液壓模架。最后選擇了普通的壓力機(jī)來完成沖裁過程。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)過程中遇到的最大的問題在于設(shè)備選用。由于該加工件的精度要求高，需要

89、用到精沖技術(shù)。精沖有兩類設(shè)備可以選擇，精沖機(jī)和普通壓力機(jī)加液壓模架的組合。在參考了一些前輩的經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)成本以及考慮到對(duì)精沖機(jī)的不了解，所以選用了普通壓力機(jī)和液壓模架的組合。由于手頭關(guān)于液壓模架的資料比較有限，也沒有看到過液壓模架的實(shí)物，因此在裝配的時(shí)候可能存在不少問題。由于時(shí)間倉(cāng)促，不足之處，敬請(qǐng)指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　

90、　沖模設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 </p><p>　　實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 王孝培</p><p>　　沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2011 翁其金 徐新成</p><p>　　沖模技術(shù)新版 機(jī)械工業(yè)出版社 2010 涂光祺 趙彥啟</p><p>　　互換性與測(cè)量技術(shù) 中