畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-佳能復(fù)印機(jī)機(jī)芯零件沖壓設(shè)計(jì)

1、<p>　　佳能復(fù)印機(jī)機(jī)芯零件沖壓設(shè)計(jì)</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　模具是成型不同形狀制品的一種裝置。按照制品所采用的原料不同，成形的方法也不同；一般將其分為金屬?zèng)_壓模具，金屬壓鑄模具，塑料模具，橡膠模具，玻璃模具等。</p><p>　　模具在汽車(chē)行業(yè)，飛機(jī)行業(yè)，家用電器行業(yè)，工程機(jī)械、冶金、機(jī)床等

2、制造行業(yè)中有著極其重要的作用；采用模具生產(chǎn)的毛坯或產(chǎn)品零件，是材料成型的重要形式，模具生產(chǎn)和切削相比具有材料利用率高，能耗低，產(chǎn)品性能好，生產(chǎn)效率高和成本低等顯著特點(diǎn)。</p><p>　　從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具行業(yè)，已從床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為一種獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)，其產(chǎn)值已超過(guò)了機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速，近年來(lái)，一直每年15%左右的速度快速發(fā)展，在高校中也專(zhuān)

3、門(mén)設(shè)置了專(zhuān)門(mén)的模具專(zhuān)業(yè)，培養(yǎng)出了大批的高級(jí)技術(shù)人才。</p><p>　　制造業(yè)發(fā)達(dá)的日本，在精密模具方面一直走在世界的前列，我的畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)是在一家日資企業(yè)完成的，該企業(yè)主要生產(chǎn)沖壓模具，在制造電子產(chǎn)品的沖壓件方面的技術(shù)比較先進(jìn)。在公司近3個(gè)月的生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，即經(jīng)歷了現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，又在經(jīng)歷了模具設(shè)計(jì)理論方面的培訓(xùn)，這些都對(duì)完成自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)起到了重要作用。</p><p>　　在公司完成

4、畢業(yè)實(shí)習(xí)后，回到學(xué)校1個(gè)多月的整理，補(bǔ)充，完成了自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這期間，我院材料教研室的文澤軍老師，伍先明老師，控制教研室的康煜華老師，以及公司的模具技術(shù)部的魏詠軍組長(zhǎng)給了我巨大的幫助，在此向他們表示衷心的感謝。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，深刻的體會(huì)到了自己知識(shí)的有限，本次設(shè)計(jì)中存在多處不足之處，懇請(qǐng)各位老師指正。</p><p>　　第一章 制件的工藝分析</p>&

5、lt;p>　　設(shè)計(jì)中的沖壓制件是佳能復(fù)印機(jī)的一個(gè)機(jī)芯零件。沖壓件制件的電子圖檔是由客戶提供，如圖1-1所示。由制件零件圖可以知道：制件的外形不規(guī)則，需要經(jīng)過(guò)多次沖裁才能完成加工，制件有兩個(gè)向上的L曲；因此采用切廢料的排樣方法。通過(guò)對(duì)零件的初步分析可知，要完成該制件的生產(chǎn)，需要經(jīng)過(guò)以下工藝：沖孔、彎曲、落料，切舌等工藝。沖壓件的精度要求較高，最小的誤差要求在±0.1mm以?xún)?nèi)，平面度要求在±0.3mm以?xún)?nèi)，為了保證

6、其平面度要求，在設(shè)計(jì)中有必要加入校平工位；制件的厚度為0.2mm，屬于薄材料類(lèi)沖裁，選用用卷料；沖壓件的材料客戶要求用SUS304，即我國(guó)的不銹鋼材料。查閱《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，將設(shè)計(jì)中的材料確定為：Cr18Ni9材料。另外，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)該考慮到不銹鋼材料的沖裁工藝性，以及其纖維方向的特性。在制件圖技術(shù)要求中我們可以知道：客戶對(duì)模具的材料有嚴(yán)格要求，要求用環(huán)保材料，模具材料中不能夠含有對(duì)自然環(huán)境有嚴(yán)重污染的金屬元素，必須滿足QS9000環(huán)保

7、要求。</p><p>　　由《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可以知道：制件在沖裁外形時(shí)要求兩個(gè)相交邊盡量避免銳角，嚴(yán)禁尖角，圓角半徑R>=0.25t，沖裁件的凸出或凹入不宜太小，應(yīng)避免長(zhǎng)懸臂和窄臂和窄槽，要求懸臂和槽長(zhǎng)L與其寬度B應(yīng)有一定的比列。鋼板時(shí)，B>=（1.3至1.5）t，有色金屬板時(shí)，B>=（0.75至0.8）t，L<=3B。沖裁孔與孔之間、孔與沖件邊緣之間的壁厚不應(yīng)太小，否則會(huì)影響凹模強(qiáng)度、

8、壽命和沖件質(zhì)量。通過(guò)對(duì)制件零件圖分析，可知其滿足以上要求。</p><p>　　由于制件材料是不銹鋼材料，具有良好的彎曲工藝性，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮到其纖維方向，以利于模具的設(shè)計(jì)與制造，彎曲時(shí)折彎線的方向不能夠與帶料的纖維方向一致，應(yīng)該垂直帶料的纖維方向或者與其纖維方向成一定的角度，最好的角度為成45度；彎曲件的彎曲半徑不應(yīng)過(guò)小或過(guò)大，如果彎曲半徑過(guò)小，容易被彎裂；若彎曲半徑過(guò)大，因受到回彈影響，彎曲成形角度和圓角半

9、徑的精度均不容易得到保證；同時(shí)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)該考慮到彎曲件直邊高度不宜太短，即使彎曲半徑R=0時(shí)，也要使最小直邊長(zhǎng)度大于1.3T，一般彎曲件直邊高度H大于2T。由制件零件圖資料可以知道：制件彎曲工藝滿足以上要求。</p><p>　　由于制件屬于薄材料沖壓加工，帶料的厚度為0.2mm，因此對(duì)于彎曲半徑小于0.2mm的90度角彎曲，在設(shè)計(jì)中可以將其看作彎曲半徑為0mm的彎曲。</p><p>

10、;　　沖壓制件的年產(chǎn)量為200萬(wàn)件，屬于大批量生產(chǎn)；制件外觀的最大長(zhǎng)度為53mm，寬度為27mm，屬小型制件，由于其形狀較復(fù)雜，生產(chǎn)效率要求高，因此我們?cè)O(shè)計(jì)生產(chǎn)效率高的級(jí)進(jìn)模來(lái)完成此制件的生產(chǎn)。</p><p><b>　　圖1-1制件圖</b></p><p><b>　　第二章 制件的排樣</b></p><p>　　

11、排樣是模具設(shè)計(jì)的核心部分，排樣的方式?jīng)Q定了模具結(jié)構(gòu)，凹模的分布等方面內(nèi)容。在進(jìn)行排樣之前，首先需要對(duì)制件的電子圖檔進(jìn)行展開(kāi)，其過(guò)程如下。</p><p>　　第一節(jié) 制件產(chǎn)品圖的展開(kāi)</p><p>　　展開(kāi)原理：材料在彎曲時(shí),一邊壓縮變形，另外一邊會(huì)拉伸變形,但在材料彎曲過(guò)程中，有一層不發(fā)生壓縮和拉伸變形,其長(zhǎng)度在整個(gè)彎曲過(guò)程中不發(fā)生變化，叫做中性層。中性層示意圖如圖2-1所示。

12、

13、 </p><p>　　圖2-1 中性層示意圖 其長(zhǎng)度等于制件的展開(kāi)長(zhǎng)度。中性層計(jì)算公式為：</p><p>　　[θ*2（R+r）*3.14]/360=ρT</p><p>　　上式中θ表示制件彎曲的角度； R表示彎曲半徑；ρ表示彎曲系數(shù)，由于彎曲是薄材料彎曲，且彎曲半徑小于0.2mm；根據(jù)APS模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將其看作彎曲半徑R=0mm的彎曲

14、，對(duì)于彎曲半徑為0mm的薄材料彎曲，系數(shù)ρ取0.4；T表示帶料的厚度，設(shè)計(jì)中為0.2mm；r表示中性層的半徑。則可以求得中性層的半徑為：</p><p>　　r = 0.255T</p><p>　　設(shè)計(jì)中制件的中性層半徑為：r=0.255*0.2=0.051 mm</p><p>　　產(chǎn)品圖的展開(kāi)需要經(jīng)過(guò)以下步驟：</p><p>　　一、

15、目標(biāo)值的選取 </p><p>　　沖壓件零件各部分的作用不同，其在精度和工藝等方面的要求也不同，設(shè)計(jì)中根據(jù)沖壓件零件圖的公差確定目標(biāo)值。制件目標(biāo)值的選取原則如下：</p><p>　　1、沖圓孔、異形孔目標(biāo)值的確定原則：孔在沖裁時(shí)，沖頭易磨損，加工過(guò)程中越來(lái)越小，為此孔（包括圓孔，異形孔）的尺寸目標(biāo)值取其公差偏上限，結(jié)合APS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，此情況下的目標(biāo)值L=基本尺寸L1+（1/2倍公差

16、的上偏差值）+0.05mm至0.1mm的余量。</p><p>　　2、外形尺寸的確定：外形在成型中，因凹模在沖裁過(guò)程中由于摩擦方面的原因，其外形會(huì)逐漸變大，為了保證沖壓制件的精度，延長(zhǎng)模具的使用壽命，提高其的經(jīng)濟(jì)性，其目標(biāo)值的確定時(shí)在誤差范圍內(nèi)應(yīng)該盡量取下限值，結(jié)合APS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在此情況下的目標(biāo)值的取法為：</p><p>　　目標(biāo)值L=基本尺寸L1—（1/2下偏差）</p>

17、;<p>　　由制件圖的技術(shù)要求和尺寸公差可以知道，客戶在制件的外形尺寸上要求不是很?chē)?yán)格。因此，對(duì)于無(wú)公差要求的外形尺寸其目標(biāo)值取為其基本尺寸即可以滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　為了方便敘述,首先將制件各部分進(jìn)行分區(qū),沖壓件分區(qū)圖如圖2-2所示</p><p>　　圖2-2 制件沖裁區(qū)分類(lèi)圖</p><p>　　設(shè)計(jì)中目標(biāo)值確定的相關(guān)計(jì)算為：&l

18、t;/p><p>　　對(duì)于A區(qū)的基本尺寸2.5mm的目標(biāo)值：L=L1+（1/2）△+0.05=2.5+0+0.05=2.55mm；B區(qū)目標(biāo)值的取法和A區(qū)目標(biāo)值的取法相同。</p><p>　　E區(qū)的基本尺寸31mm的目標(biāo)值：K=L1+（1/2）△-0.05=31-0.3/2-0.05=30.08mm；</p><p>　　E區(qū)基本尺寸10mm的目標(biāo)值：L=L1+（1/2

19、）△+0.05=10+0.3/2+0.05=10.20mm；</p><p>　　E區(qū)基本尺寸3mm的目標(biāo)值：L=L1+（1/2）△-0.05=3-0.3/2-0.05=2.98mm；</p><p>　　E區(qū)基本尺寸1.4mm的目標(biāo)值：L=L1+（1/2）△+0.05=1.4+0.3/2+0.05=1.60mm。</p><p>　　制件的外形基本尺寸為49mm，

20、則其目標(biāo)值L=L1-（1/2）△=49-0.2/2=48.90mm。制件取目標(biāo)值后和原圖的比較如圖2-2所示：</p><p>　　注：L表示目標(biāo)值；L1表示基本尺寸；△表示上偏差或下偏差；對(duì)于沖孔尺寸較小部分為制件原來(lái)的尺寸,擴(kuò)大后的尺寸為取目標(biāo)值后的尺寸，對(duì)于外形尺寸縮小部分為目標(biāo)值。</p><p><b>　　二、 產(chǎn)品圖的展開(kāi)</b></p>

21、<p>　　展開(kāi)方法：以AUTO CAD電子的圖檔為基礎(chǔ)，將制件圖改畫(huà)為加工狀態(tài)的平面圖。</p><p>　　展開(kāi)過(guò)程：（1）確定展開(kāi)基準(zhǔn)面，設(shè)計(jì)中以主視圖為其基準(zhǔn)面。</p><p>　?。?）以折彎線內(nèi)側(cè)線為基準(zhǔn)，計(jì)算折彎部分的補(bǔ)償尺寸。補(bǔ)償尺寸△L=0.4*T=0.2*0.4=0.08mm。</p><p>　?。?）對(duì)彎曲面進(jìn)行拉伸，由上面的計(jì)算

22、得到設(shè)計(jì)中拉伸量為0.08mm，得其展開(kāi)圖，如圖2-3所示：</p><p>　　圖2-3 制件展開(kāi)和原圖對(duì)比</p><p>　　在展開(kāi)過(guò)程中需要注意以下三個(gè)方面的問(wèn)題：（1）折彎的形式不同，彎曲的系數(shù)也就不同。（2）同樣的形式，材料不同，彎曲系數(shù)也不同。（3）折彎角度和R值變化，則計(jì)算方法也發(fā)生變化。</p><p>　　第二節(jié) 制件成形工藝的設(shè)計(jì)和工位確定&

23、lt;/p><p>　　由制件的結(jié)構(gòu)形狀可以知道，要沖壓出該制件需要的經(jīng)過(guò)的基本工序?yàn)椋簺_孔，落料和彎曲等工藝過(guò)程。經(jīng)過(guò)分析，有三種工藝方案可以實(shí)現(xiàn)該沖壓件的加工，分別如下：</p><p>　　方案一：沖裁導(dǎo)正孔→沖裁外形C區(qū)，沖裁工藝孔A區(qū)，沖裁工藝孔B區(qū)，沖裁外形D區(qū)和沖裁下一工位制件的D區(qū)→沖裁工藝孔E區(qū)→向上彎曲F區(qū)，切舌A區(qū)，切舌B區(qū)→沖裁外形G區(qū)和下一制件的G區(qū)，沖裁外形H區(qū)→向

24、上彎曲I處→空工位→校平→切斷連樣區(qū)J和K兩處。</p><p>　　方案二：沖裁導(dǎo)正孔→沖裁工藝孔A區(qū)，沖裁工藝孔B區(qū)，沖孔裁E區(qū)→沖裁外形C區(qū)，沖裁外形D區(qū)和沖裁下一工位制件的D區(qū)→向上彎曲F處，切舌A區(qū)，切舌B區(qū)→沖裁外形H區(qū)，沖裁外形G區(qū)和下一制件的G區(qū)→向上彎曲I處→空工位→校平→切斷連樣區(qū)J和K兩處。</p><p>　　方案三：沖裁導(dǎo)正孔→沖裁外形C區(qū)，沖裁工藝孔A區(qū)，沖裁工

25、藝孔B區(qū)，沖裁外形D區(qū)和沖裁下一工位制件的D區(qū)→沖裁工藝孔E區(qū)→沖裁外形G區(qū)和下一制件的G區(qū)，沖裁外形H區(qū)→空工位→向上彎曲F處，切舌A區(qū)，切舌B區(qū)→向上彎曲I處→校平→切斷連樣區(qū)J和K兩處。</p><p>　　經(jīng)分析，可知道：方案一的優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，易加工，制造周期短，制件的彎曲精度，平面度，尺寸、外觀形狀等容易得到保證，在設(shè)計(jì)中設(shè)置空工位即有利于調(diào)節(jié)又有利于產(chǎn)品的變更時(shí)模具的改進(jìn)設(shè)計(jì)。</p&

26、gt;<p>　　方案二具有方案一的某些優(yōu)點(diǎn)，但在第二工位處，由于孔和孔之間的距離比較小，不利于凸模在卸料板上的固定，且由于沖裁帶料薄，沖裁量大過(guò)大，容易使帶料產(chǎn)生畸形變形。</p><p>　　方案三同樣具有方案一某些優(yōu)點(diǎn)，但其彎曲設(shè)置在最后兩個(gè)工位，彎曲處處于懸臂狀態(tài)，彎曲強(qiáng)度不夠，不利于制件的彎曲成形，且彎曲成形的精度也不容易得到保證。</p><p>　　綜合以上分析

27、，確定工藝方岸方案一為最佳工藝方案。</p><p>　　下一步確定個(gè)各工位的內(nèi)容：由上面工藝過(guò)程分析，可以設(shè)計(jì)出級(jí)進(jìn)模各沖壓工位的沖裁內(nèi)容。根據(jù)工藝分析將各工位的沖裁內(nèi)容設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　工位一設(shè)計(jì)為：沖導(dǎo)正孔；工位二設(shè)計(jì)為：沖裁外形C區(qū)，沖工藝孔A區(qū)，沖工藝孔B區(qū)，沖裁外形D區(qū)和沖裁下一工位制件的D區(qū)；工位三設(shè)計(jì)為：沖裁工藝孔E區(qū)；工位四設(shè)計(jì)為：向上彎曲F處，切舌A區(qū)，切

28、舌B區(qū)；工位五、六設(shè)計(jì)為：沖裁外形G區(qū)和下一制件的G區(qū)，沖裁外形H區(qū)；工位七設(shè)計(jì)為：向上彎曲I處，工位八設(shè)計(jì)為：空工位；工位九設(shè)計(jì)為：校平工位；工位十設(shè)計(jì)為：切斷連樣區(qū)J和K兩處。</p><p><b>　　第三節(jié) 制件的排樣</b></p><p>　　在沖壓件的成本中，材料的費(fèi)用占60%以上，因此材料的經(jīng)濟(jì)利用有非常重要的意義。沖壓件在材料或板料上的布置方法稱(chēng)為

29、排樣。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是材料的利用率。不合理的排樣方式會(huì)浪費(fèi)材料，并且還可能影響到制件的質(zhì)量，影響模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性；影響模具的使用壽命，制件的生產(chǎn)效率和模具的成本等技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。</p><p>　　排樣的常用方法有：有廢料排樣法；少?gòu)U料排樣法；無(wú)廢料排樣法。設(shè)計(jì)中由于制件的外形比較復(fù)雜，采用裁搭邊法,將制件的加工通過(guò)分次裁切來(lái)完成。分次排樣法設(shè)計(jì)加工出來(lái)的具有制件精度高，便于模具凹模、凸模的排布等

30、優(yōu)點(diǎn)。制件的排樣的具體過(guò)程如下；</p><p><b>　　一、制件的排樣方法</b></p><p>　　排樣方法：可制作沖壓件展開(kāi)毛坯樣板（3至5個(gè)），在圖面上反復(fù)試排，綜合考慮材料利用率，帶料纖維性等因素，確定初步方案，再在AUTO CAD軟件中對(duì)制件展開(kāi)圖進(jìn)行排布，在初步的排樣圖中按照沖壓工序設(shè)計(jì)的基本原則，進(jìn)行沖裁工位設(shè)計(jì)。在排樣圖的開(kāi)始端一般安排沖孔、切

31、廢料等分離工位，再向另外一端依次安排成形工位，最后安排制件和載體的分離工位。在安排工位時(shí)，要盡量避免沖小半孔，以防凸模因受力不均而折斷。</p><p>　　二、制件件的排樣原則</p><p>　　1、第一工位一般安排沖孔和沖工藝導(dǎo)正孔，第二工位設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)對(duì)帶料導(dǎo)正，在以后的工位中，視其工位數(shù)和易發(fā)生竄動(dòng)的工位設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)，也可以在以后的工位中每隔2至3個(gè)工位設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)，本設(shè)計(jì)制件的精度要

32、求較高，為了保證制件的精度，每一個(gè)工位均設(shè)計(jì)導(dǎo)正銷(xiāo)。第三工位根據(jù)帶料的定位精度，可以設(shè)置步距的誤送檢測(cè)裝置。結(jié)合排樣圖，考慮到模具的整體布局，在第五工位設(shè)置步距的誤送檢測(cè)裝置。</p><p>　　2、沖壓件上孔數(shù)較多，且孔的位置相隔太近時(shí)，可以分布在不同的工位上沖出，但孔的位置不能因后續(xù)成形工序而影響變形。對(duì)位置要求高的多孔，應(yīng)考慮同步?jīng)_出。</p><p>　　3、為提高凹模鑲塊、卸料

33、板和固定板的強(qiáng)度，便于產(chǎn)品的變更和保證各成形零件安裝位置不發(fā)生干涉，可在排樣中設(shè)置空工位。其數(shù)量根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)要求設(shè)定。</p><p>　　4、為了提高材料利用率，在不影響制件使用性能指標(biāo)的前提下，可以適當(dāng)?shù)母淖冎萍男螤睢?lt;/p><p>　　5、排樣時(shí)應(yīng)考慮使設(shè)計(jì)出來(lái)的模具使用方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。</p><p>　　6、模具結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單。</p

34、><p>　　7、保證制件質(zhì)量和制件對(duì)條料纖維方向的要求。</p><p><b>　　三、搭邊值的確定</b></p><p>　　排樣時(shí)制件與制件之間以及制件與側(cè)邊之間留下的工藝材料，叫做搭邊。其作用是補(bǔ)償定位誤差，保證條料強(qiáng)度，以保證在沖裁過(guò)程中帶料的送料順暢。搭邊應(yīng)選擇適當(dāng)，過(guò)大會(huì)造成材料的浪費(fèi)，過(guò)小不利于制件的成形，或者沖裁不出合格的制件

35、。搭邊值的大小通常是由經(jīng)驗(yàn)所確定的。設(shè)計(jì)中搭邊值的確定參照APS模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定。</p><p><b>　　四、排樣的步驟</b></p><p>　　由制件制件的外觀形狀和制件材料的特點(diǎn)，將設(shè)計(jì)的排樣方式設(shè)計(jì)為斜排方式。用紙做出制件的展開(kāi)樣品，進(jìn)行試排，經(jīng)過(guò)比較將制件的排樣圖確定為排樣圖所示的排樣方式，在AUTO CAD軟件中確定其中心與水平線的角度，經(jīng)過(guò)計(jì)算比

36、較可知當(dāng)其與水平線成45度角時(shí)，材料的利用率最高；且由于帶料是不銹鋼材料，與水平線成45度角剛好滿足不銹鋼材料纖維方向的要求，同時(shí)經(jīng)比較，這樣的排樣方式也有利于模具的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　帶料寬度的確定：</b></p><p>　　帶料寬度的確定要經(jīng)過(guò)搭邊值的確定，異形凸模刃口間隙的確定等過(guò)程；查閱APS模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，制件的搭邊值的確定方法如下：<

37、;/p><p>　　側(cè)搭邊值的確定：側(cè)搭邊是指在級(jí)進(jìn)模中將每個(gè)產(chǎn)品沿料寬方向連接起來(lái)的部分叫側(cè)搭邊。其確定方法為：最小側(cè)搭邊值Zmin=1*T（0.8mm≤T≤1.6mm〉</p><p>　　=6*T（0.4mm≤T≤0.6mm〉</p><p>　　=3mm（0.2mm≤T≤0.3mm〉</p><p>　　式中T表示帶料的厚度。</p

38、><p>　　特殊情況下，當(dāng)T小于0.2mm時(shí)，為了保證帶料在沖裁過(guò)程中送料的順暢性，在送料方向做兩條加強(qiáng)筋。由于帶料為不銹鋼材料，強(qiáng)度較高，最小搭邊值取3mm即可以滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　間隙搭邊值的確定：間隙搭邊是指相鄰兩個(gè)制件之間的間隙，查閱模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于薄的不銹鋼材料取2mm，即可以滿足兩個(gè)相鄰制件在沖裁時(shí)的強(qiáng)度要求。</p><p>　　異形凸

39、模最小寬度的確定：</p><p>　　異形凸模最小寬度Bmin=3.0~6.0mm（0.8mm≤T≤1.6mm）</p><p>　　=2.5~4.0mm（0.4mm≤T≤0.6mm）</p><p>　　=1.5~2.5mm（0.2mm≤T≤0.3mm）</p><p>　　對(duì)于不銹鋼條料沖頭寬度應(yīng)該適當(dāng)?shù)娜〈笮Ｔ谠O(shè)計(jì)中將最小搭邊值確定

40、為2.5mm。</p><p>　　參照以上標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)中各值確定如下：</p><p>　　帶料的寬度：制件側(cè)搭邊尺寸為3mm，異形凸模最小寬度為2.5mm。則可以確定條料的寬度B。</p><p>　　B=制件寬度+搭邊距離*2=53.84+（3+2.5）*2= 64.84mm</p><p>　　在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中為了方便帶料的采購(gòu)，需要對(duì)其調(diào)

41、整為整數(shù)，將帶料做適當(dāng)放大，可將料寬度確定為66mm。</p><p><b>　　步矩的確定：</b></p><p>　　間隙搭邊值的確定通常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況下盡量取小些。在本設(shè)計(jì)中，制件之間的搭邊距離取為2mm，則：</p><p>　　步距D=制件的排樣寬度+2=40.32+2=42.32mm</p>

42、<p>　　將其最終調(diào)整為整數(shù)得步距為43mm（由初步排樣圖可知，步距可以適當(dāng)?shù)娜⌒⌒?，可以保證沖裁的順利進(jìn)行，也有利于材料利用率的提高）。</p><p><b>　　接刀點(diǎn)的確定：</b></p><p>　　制件完整外形的形成需要經(jīng)過(guò)分段切除才能完接成，各分段點(diǎn)即為制件的接刀點(diǎn)。由沖壓工位的確定，可知設(shè)計(jì)中共有八個(gè)接刀點(diǎn)，且均為直線型接刀，為了避免制

43、件在沖裁過(guò)程中產(chǎn)生毛刺，帶料等不賴(lài)現(xiàn)象，查閱APS模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將接刀點(diǎn)設(shè)計(jì)為如圖3-1所示形狀，各接刀點(diǎn)的位置如圖所示。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示： </p><p>　　圖2-4 制件接刀示意圖</p><p>　　數(shù)據(jù)表格： （單位：mm）</p><p>　　T：表示帶料的厚度； A表示：接刀長(zhǎng)度； B表示：接刀寬度。

44、</p><p>　　設(shè)計(jì)中帶料的厚度為0.2mm，由上表數(shù)據(jù)得，接刀處的長(zhǎng)度A=1mm；接刀處的寬度B=0.2mm；前后兩次沖裁凸模的高度差值H=0.5mm；前后兩次沖裁凸模之間的間隙差值L=1mm。設(shè)計(jì)中各接刀點(diǎn)的分布圖如圖2-5所示：</p><p>　　圖2-5 制件接刀點(diǎn)分布圖</p><p>　　凹模、凸模刃口形狀的確定：</p><

45、p>　　由制件展開(kāi)圖可以知道，要完成制件的加工，需要將帶料上的廢料沖裁掉，各工位沖裁掉廢料的外觀形狀即為凹模、凸模的刃口形狀；對(duì)于沖孔凸模，展開(kāi)圖中所取的目標(biāo)值即為凸模刃口的形狀尺寸。對(duì)于制件外觀形狀不規(guī)則部分的成形，其成形凸模、凹模叫做異形凸?；蛘弋愋伟寄?。異形凹模或凸模的刃口形狀沒(méi)有固定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在滿足制件外形的情況下刃口形狀可以自己確定，但必須考慮以下條件：異形凹模、凸模的最小寬度應(yīng)該大于2.5mm；形狀應(yīng)該力求簡(jiǎn)單，以利

46、于材料的合理利用，同時(shí)要避免細(xì)長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角，尖角處應(yīng)該用圓弧連接，以起到避免尖角處因應(yīng)力集中而使沖模裂開(kāi)的危險(xiǎn)。對(duì)于不銹鋼材料，其最小圓角半徑的選取標(biāo)準(zhǔn)為：（T表示帶料的厚度）</p><p>　　落料部分：當(dāng)圓弧角大于或等于90度時(shí)，最小圓角半徑=0.25*T；當(dāng)圓弧角小于90度時(shí)，最小圓角半徑=0.5*T；</p><p>　　沖孔部分：當(dāng)圓弧角大于或等于90度時(shí)，

47、最小圓角半徑=0.30*T；當(dāng)圓弧角小于90度時(shí)，最小圓角半徑=0.6*T。</p><p>　　對(duì)于彎曲凹模和凸模的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參照APS模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)即可。各凹模和凸模的刃口形狀如AUTO CAD中的排樣圖檔所示。</p><p><b>　　帶料的定位方式：</b></p><p>　　參照APS模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于卷料的定位方式，選用托料釘粗定

48、位，導(dǎo)正銷(xiāo)精確定位相結(jié)合的定位方式。</p><p>　　托料釘在排樣圖中分布的相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：第一個(gè)托料釘?shù)侥０暹吘壍木嚯x必須為0.5的倍數(shù)，取值范圍為：20mm≥D≥5mm，在設(shè)計(jì)中將其確定為D=12mm。其余的托料釘?shù)姆植几鶕?jù)排樣圖來(lái)排布，在不和其他零件發(fā)生干涉的情況下，托料釘?shù)姆植紤?yīng)該盡量均勻，以利于保證帶料在沖裁時(shí)送料的順暢。為了保證加工精度，其必須滿足相互之間的距離為0.5的倍數(shù)要求。</p&g

49、t;<p>　　導(dǎo)正銷(xiāo)與托料釘之間的距離必須為0.5的倍數(shù)，相互之間不發(fā)生干涉，兩相鄰導(dǎo)正銷(xiāo)之間的距離為一個(gè)步距，設(shè)計(jì)中為43mm。</p><p>　　以上就完成了整個(gè)制件的排樣設(shè)計(jì)。</p><p>　　第三章 力的計(jì)算和沖裁間隙的確定 </p><p><b>　　第一節(jié) 力的計(jì)算</b></p><p

50、><b>　　一、沖裁力的計(jì)算</b></p><p>　　計(jì)算沖裁力的目的是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)和檢驗(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。沖裁力的計(jì)算公式為：</p><p><b>　　P=KtLδ N</b></p><p>　　上式中各字母的含義分別為：</p&g

51、t;<p>　　δ表示材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)； </p><p>　　L表示沖裁周邊的總長(zhǎng)(mm)； </p><p>　　t表示材料的厚度(mm)； </p><p>　　K表示安全系數(shù) K是考慮到?jīng)_裁模具刃口的磨損，凸模、凹模間隙之間波動(dòng)，潤(rùn)滑情況，材料力學(xué)性能與公差的變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù)，一般取1.3。</p>

52、<p>　　通過(guò)查閱《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可以知道：不銹鋼Cr18Ni9材料的抗剪強(qiáng)度δ=588MPa。在AUTO CAD軟件打開(kāi)排樣圖，輸入“area”命令，分別選中各沖裁刃口外形，即可以計(jì)算出沖裁件的周邊長(zhǎng)度和切廢料部分的周邊長(zhǎng)度，相關(guān)計(jì)算如下： </p><p>　　L=LG1+LG2+LG3+LG4+LG5+LG6+LG7+2*LG8=83.35+63.77</p>&l

53、t;p>　　+70.49+120.58+102.04+14+10.42+10.74*2=486.13mm</p><p>　　L表示在一次沖裁中模具總的沖裁長(zhǎng)度；LG1至LG8分別表示由凸模G1至凸模G8所沖裁掉帶料的周長(zhǎng)。 </p><p><b>　　則總沖裁力：</b></p><p>　　P= KtLm=

54、1.3*0.2*486.13*588=111226.544N≈74.320KN。</p><p><b>　　二、彎曲力的計(jì)算</b></p><p>　　彎曲力的計(jì)算：影響彎曲力的因素很多，如材料的性能，零件外形，彎曲方法，模具結(jié)構(gòu)等。用理論公式計(jì)算不但復(fù)雜，而且不一定正確，因此，通常選用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。設(shè)計(jì)中有 兩個(gè)90度的L曲，其屬于U類(lèi)彎曲，設(shè)計(jì)中

55、L曲彎曲力的計(jì)算 參照U曲的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為： </p><p>　　P=（0.7KBδT*T）/（R+T）</p><p>　　P表示彎曲力（N）；</p><p>　　K表示安全系數(shù)，在設(shè)計(jì)中取1.3；</p><p>　　B表示彎曲部分的寬度(mm)；</p><p>　　R表示彎曲半徑（mm） 屬于

56、薄材料彎曲，彎曲半徑R小于0.2mm，查閱APS模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于彎曲半徑R小于其料厚的薄材料彎曲，科技將其彎曲半徑R取為0mm進(jìn)行設(shè)計(jì)；</p><p>　　δ表示材料的抗拉強(qiáng)度，制件的材料是Cr18Ni9材料，查閱APS模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以知道其抗拉強(qiáng)度為646.8MPa。</p><p>　　則設(shè)計(jì)中彎曲力的計(jì)算為：</p><p>　　P彎曲1=（0.7KδB

57、T*T）/（R+T）=（0.7*1.3*646.8*0.2*0.2）/（0+0.2）</p><p><b>　　=0.118KN</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)中有兩個(gè)彎曲，故總的彎曲力為：P彎曲=2* P彎曲1=2*0.118=0.236KN</p><p>　　三、卸料力、推料力的計(jì)算</p><p>　　影響

58、卸料力、推料力和頂件力的因素很多，要精確的計(jì)算是困難的，在實(shí)際生產(chǎn)中常用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　卸料力 Q=KP N</p><p>　　推料力 Q1=K1P N</p><p>　　式中P表示沖裁力（N）；K表示卸料系數(shù)，其值為0.08至0.25，薄料取大值，厚料取小值；K1表示推料系數(shù)，其值為0.03至0.07，薄料取大值，厚

59、料取小值。則有：</p><p>　　卸料力 Q=KP=0.25*74.32= 18.58 KN （K取0.25）</p><p>　　推料力 Q1=K1P =0.07*74.32=5.2024 K N （K取0.07）</p><p>　　通過(guò)上面的計(jì)算可以知道模具在正常條件下工作所需要壓力機(jī)提供的壓力至少應(yīng)該為：</p><p&g

60、t;　　F=沖裁力+彎曲力+卸料力+推料力=P+P彎曲+Q+Q1=74.32+0.236+18.58+5.2024+11.148=98.338KN</p><p>　　四 壓力機(jī)公稱(chēng)壓力的選取</p><p>　　沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。設(shè)計(jì)中需要的最小總壓力為：98.338KN</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果選擇沖床，參照公

61、司沖床式樣，選擇沖床的型號(hào)為：OCP-20N（S）；沖床能夠提供的壓力為20噸，沖床的行程為150mm；工作臺(tái)的面積為1000mm*550mm；滑塊的底面積為560mm*420mm；沖床最大的閉合高度為330mm；調(diào)節(jié)量為80mm；行程為35~80/分鐘；落料孔尺寸350mm*180mm。</p><p>　　壓力中心的確定：由沖床的式樣可以知道：由于模具在工作時(shí)是將整個(gè)上模座固定在沖床的滑塊上，因此不必進(jìn)行壓力

62、中心的計(jì)算。為了方便模具安裝在壓力機(jī)上，在上模座上設(shè)計(jì)一個(gè)模柄，以起到模具在安裝時(shí)的定位作用。</p><p>　　第二節(jié) 沖裁間隙的確定</p><p>　　凹模凸模間隙的確定：沖裁模的凸模橫斷面，一般小于凹?？祝寄Ｅc凸模部分，在垂直沖裁方向的投影尺寸之差，叫做沖裁間隙。沖裁間隙有兩種含義：一種是指凹模與凸模間每側(cè)空隙值，稱(chēng)為單面間隙；另外一種指凹模和凸模間兩側(cè)間隙之和，稱(chēng)為雙面間隙；

63、習(xí)慣上常說(shuō)的間隙是指雙面間隙，用符號(hào)C表示，單面間隙用Z/2表示。</p><p>　　生產(chǎn)實(shí)踐證明，間隙值的大小，分布均勻與否，對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度、沖裁力和模具壽命有直接的影響。凸模和凹模之間的大小可以分為三種基本情況，即間隙合理，間隙過(guò)大，間隙過(guò)小三種情況。</p><p>　　沖裁間隙的大小對(duì)制件斷面的影響 間隙合理，材料在分離時(shí)，凹模和凸模刃口處裂紋重合，沖裁間隙不是一個(gè)

64、絕對(duì)值，而是一個(gè)數(shù)值范圍，沖裁間隙在此范圍內(nèi)都可以得到?jīng)_裁斷面較好的制件。間隙過(guò)大，凸模和凹模刃口處的裂紋不重合，凸模刃口附近的裂紋在凹模刃口附近裂紋的里邊，材料受很大的拉伸，光亮帶小，毛刺、塌角及斜度都比較大。間隙過(guò)小，裂紋也不重合，凸模刃口附近的裂紋在凹模刃口附近裂紋的外邊，兩條剪裂紋之間的一部分材料隨沖裁的繼續(xù)又被二次剪切和擠壓，在斷面上形成第二次光亮帶，并在中間出現(xiàn)夾層和毛刺。</p><p>　　沖裁間

65、隙對(duì)制件尺寸精度的影響 落料和沖孔后，因發(fā)生彈性恢復(fù)，會(huì)影響制件的尺寸精度。沖裁間隙小到一定程度時(shí)，由于壓縮變形彈性恢復(fù)，落料件的尺寸會(huì)大于凹模尺寸，而沖出的孔小于凸模。間隙大到一定界限時(shí)，由于拉伸變形的彈性恢復(fù)，落料尺寸會(huì)小于凹模的刃口尺寸，而沖出的孔會(huì)大于凸模的刃口尺寸。間隙對(duì)于沖孔和落料精度的影響規(guī)律是不同的，且和材料的纖維方向有關(guān)。</p><p>　　沖裁間隙對(duì)沖裁力和模具壽命的影響 間隙大時(shí)，沖裁力有

66、一定的程度減小，卸料力和推件力也隨之降低。沖裁時(shí)，坯料對(duì)凹模凸模產(chǎn)生側(cè)壓力，并在凸磨與被沖孔之間及凹模與落料件之間均有摩擦力。間隙越小摩擦力和側(cè)壓力隨之增大。此外，由于在實(shí)際的生產(chǎn)中，模具因受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模和凹模不可能絕對(duì)的垂直于凹模平面，而間隙的分布也不可能十分均勻。所以，過(guò)小的間隙會(huì)使凸模和凹模刃口的磨損加劇，使模具的使用壽命下降。而較大的間隙則可以使凸模和凹模側(cè)面與材料間摩擦減小，并且可以減小間隙不均勻的不利影響

67、，從而提高模具的壽命；但間隙過(guò)大 ，坯料彎曲變形相應(yīng)的增大，使凸模與凹模刃口端面的壓應(yīng)力分布不均勻，容易產(chǎn)生崩刃或塑性變形。因此，過(guò)大的刃口間隙對(duì)模具的壽命也不利。</p><p>　　沖裁間隙方向的確定原則 沖裁時(shí)由于凸模和凹模之間存在間隙，因此落下的料或者沖出的孔均帶有錐度，其大端尺寸基本等于凹模尺寸，小端尺寸基本等于凸模尺寸。測(cè)量時(shí)也是按沖孔的小端和落料的大端作為基準(zhǔn)尺寸。由于在生產(chǎn)中，凸模和凹模都要與沖件

68、或廢料產(chǎn)生摩擦，凸模會(huì)越變?cè)叫。寄?huì)越來(lái)越大，基于這一分析，確定沖裁間隙的原則為：落料時(shí)因?yàn)橹萍叽珉S凹模尺寸而定，故間隙應(yīng)該在減小凸模尺寸發(fā)方向取得；沖孔時(shí)由于孔的尺寸隨凸模尺寸而定，故間隙應(yīng)該在增大凹模尺寸的方向上取得?？紤]到凸模和凹模的磨損，在設(shè)計(jì)和制造新模具時(shí)，取最小合理間隙。</p><p>　　確定沖裁間隙的方法 常用的沖裁間隙確定方法有理論確定法和經(jīng)驗(yàn)確定法，在現(xiàn)場(chǎng)模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中通常用經(jīng)驗(yàn)確定

69、模具的沖裁間隙。經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為：</p><p><b>　　C=mt</b></p><p>　　式中，C為合理沖裁間隙，單位為mm；t為板料厚度，單位為mm；m為系數(shù)，與料厚及材料性質(zhì)有關(guān)，m通常為料厚的百分之幾。沖裁間隙系數(shù)如下表所示： 單位：mm</p><p>　　結(jié)合APS模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將間隙值取為料

70、厚的7.5%。則凹模和凸模之間的間隙為：</p><p>　　C=mt=7.5%*0.2=0.015mm</p><p>　　第四章 模具總體結(jié)構(gòu)和主要零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 模具總體結(jié)構(gòu)的確定</p><p>　　模具的總體結(jié)構(gòu)的確定：參照APS模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于級(jí)進(jìn)模的模架設(shè)計(jì)為六塊模板的形式，用內(nèi)導(dǎo)柱C和外導(dǎo)柱相結(jié)合的導(dǎo)

71、向方式；模具的主要結(jié)構(gòu)圖如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1 模具總體結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　上圖為APS公司級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)中主要的模具結(jié)構(gòu)圖；圖中UDH表示上模座；PB表示固定墊板；PP表示固定磨板；SB表示卸料墊板；SP表示卸料板；DP表示凹模板；DB表示凹模墊板；DDH表示下模座；SBP表示墊鐵。</p><p>　　各模板的固定方式為：用內(nèi)六角螺

72、釘A固定UDH，PB，PP板；</p><p>　　用內(nèi)六角螺釘A1固定PB，PP板；用內(nèi)六角螺釘W固定SB，SP板；用內(nèi)六角螺釘A2固定DP，DB，DDH板；用內(nèi)六角螺釘A3固定DP，DB板；用內(nèi)六角螺釘AT固定DDH和SBP板。</p><p>　　模板的精確定位方式為：用定位銷(xiāo)B對(duì)UDH，PB，PP，板進(jìn)行精確定位；用定位銷(xiāo)B1對(duì)PB，PP，板進(jìn)行精確定位；用定位銷(xiāo)V對(duì)SB，SP板進(jìn)

73、行精確定位；用定位銷(xiāo)B2對(duì)DDH，DP，DB，板進(jìn)行精確定位；用定位銷(xiāo)B3對(duì)DB，DP，板進(jìn)行精確定位。</p><p>　　凹模和凸模的固定方式通常選用內(nèi)六角緊固螺釘固定，或者用掛鉤固定。</p><p>　　為了保證導(dǎo)向精度，采用內(nèi)導(dǎo)柱和外導(dǎo)柱結(jié)合的導(dǎo)向方式。卸料螺釘彈簧組件采用帶套筒的結(jié)構(gòu)形式；卸料螺釘結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)圖中用ZA 表示。</p><p>　　模具在工

74、作中需要加潤(rùn)滑油，有利于保證制件的精度，減少毛刺的產(chǎn)生，同時(shí)起到延長(zhǎng)模具的使用壽命的作用。由于有潤(rùn)滑油在凹模板和卸料板的表面，帶料很容易沾在這兩塊模板上，在上模和下模分開(kāi)時(shí)容易引起帶料的塑性變形，從而印象制件的質(zhì)量，為了防止這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，在模具設(shè)計(jì)時(shí)加入頂針結(jié)構(gòu)，在模具結(jié)構(gòu)圖中用J表示。</p><p>　　同時(shí)圖4-1也較具體的反映了模具凹模、凸模的固定方式。</p><p>　　第二

75、節(jié) 沖裁外形凸模和凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　一、沖裁C區(qū)的凸模和凹模G1的設(shè)計(jì)</p><p>　　由其排樣圖可以知道，G1的作用是沖裁制件的外形，其在帶料上的沖裁性質(zhì)和沖孔的沖裁性質(zhì)類(lèi)似，設(shè)計(jì)時(shí)按照以凸模為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。G1在排樣圖中的外形尺寸即為凸模G1的刃口尺寸。在里只需要設(shè)計(jì)其高度和固定方式。由模具的整體結(jié)構(gòu)圖可知：凸模固定在凸模固定板PP板上，其高度的確定是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來(lái)

76、確定的，同時(shí)還要考慮到修磨量。冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)凸模的長(zhǎng)度已經(jīng)系列化，長(zhǎng)度L（mm）有30、32、36、38、40、42、45、48、50、52、58、60、65、70、80、90、100，其中40至65是最常用的。</p><p>　　凸模高度的計(jì)算公式為：</p><p>　　H=H1+H2+H3+△H1+△H2。</p><p>　　H表示凸模的高度；

77、 H1表示固定板的厚度； </p><p>　　H2表示卸料墊板厚度； H3表示卸料板厚度； </p><p>　　H1表示沖裁中凸模進(jìn)入凹模的深度；</p><p>　　H2表示沖裁時(shí)固定板和卸料板墊板之間的最小距離。</p><p>　　△H1值的根料厚來(lái)確定；設(shè)計(jì)中料厚為0.2mm，根據(jù)APS模</p><

78、p>　　設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將其設(shè)計(jì)為0.5mm即可滿足設(shè)計(jì)要求?！鱄2通常取2mm以上。帶料為薄材料，設(shè)計(jì)中將其確定為2mm。則凸模的高度為：</p><p>　　H=H1+H2+H3+△H1+△H2=20+15+20+0.5+2=57.5mm</p><p>　　留0.5mm的刃磨量，故可以將凸模G1的實(shí)際高度設(shè)計(jì)為58mm。</p><p>　　查閱APS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，

79、凸模固定方式有：（1）用M5以上的內(nèi)六角螺釘固定：（2）用掛鉤固定；（3）用帶墊圈的緊固螺釘固定；（4）用銷(xiāo)釘固定；（5）用鑲塊和絲堵固定。若凸模的大小允許，優(yōu)先選用內(nèi)六角緊固螺釘固定。凸模的固定方式結(jié)構(gòu)圖如圖5-3所示：</p><p>　　圖5-2 凸模的固定結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　A表示用內(nèi)六角螺釘固定；B表示用掛鉤的固定方式；C表示用帶墊圈的緊固螺釘固定，D表示用圓銷(xiāo)固定，E

80、表示用絲堵和鑲塊固定。</p><p>　　G1是個(gè)異形凸模，由排樣圖可以得到，適宜用M6的內(nèi)六角螺釘固定，設(shè)計(jì)中選用GB/T70.1 M6×25的內(nèi)六角螺釘固定，鏍孔位置如零件圖所示。查閱《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》在精度較高的模具中凸模材料用Cr12MoV，硬度要求達(dá)到58HRC~61HRC。</p><p>　　凹模G1的設(shè)計(jì)：凹模的刃口形狀與凸模的刃口形狀相似，在APS模具設(shè)計(jì)中，通

81、常是將凹模設(shè)計(jì)為鑲塊結(jié)構(gòu)，根據(jù)排樣圖的刃口形狀，在模具專(zhuān)用材料上用線切割機(jī)割出相應(yīng)的鑲塊，并在鑲塊上割出凹模刃口。在線切割編程以排樣圖為基礎(chǔ)進(jìn)行編程，進(jìn)行線切割加工時(shí)輸入凹凸模間隙值和線切割機(jī)自身的補(bǔ)償參數(shù)即可加工出凹模。由上一章可以知道，凹模和凸模間的刃口間隙尺寸為：0.015mm，因此在加工時(shí)凹模刃口的補(bǔ)償值為0.015mm。</p><p>　　凹模鑲塊的形狀可以自己確定，但需要考慮到以下方面：（1）凹模鑲

82、塊的邊緣和凹模刃口邊緣的距離不小于1mm；（2）鑲塊的外形各邊的交界處要設(shè)置R角，以防止模板在熱處理或沖裁過(guò)程中開(kāi)裂；（3）各鑲塊的外形最好設(shè)計(jì)為不同的形狀，以起到防止在裝配時(shí)裝錯(cuò)的作用，即設(shè)計(jì)為具有防錯(cuò)性；（4）當(dāng)鑲塊作為凹模時(shí)其倒角通常設(shè)計(jì)為R=1.1mm和R=3.1mm兩種形式；在其用于固定凸模時(shí)其倒角通常設(shè)計(jì)為R=0.5mm和R=1.5mm兩種形式。（5）鑲塊的外形尺寸盡量設(shè)計(jì)為整數(shù)，有利于在加工中保證尺寸精度。</p&g

83、t;<p>　　因?yàn)榘寄９潭ò宓暮穸葹?0mm，故將鑲塊的高度設(shè)計(jì)為20mm，公差為±0.02mm。查閱APS模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，刃口的垂直深度設(shè)計(jì)為1mm就可以滿足設(shè)計(jì)要求，再留0.5mm的刃模磨量，因此凹模的垂直刃口總高度為1.5mm。用M4的內(nèi)六角螺釘固定，設(shè)計(jì)中選用GB/T70.1 M4×20的內(nèi)六角螺釘固定，凹模的固定方式如圖5-4所示：</p><p>　　圖5-3 鑲塊

84、的結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　由于是薄材料沖裁，沖孔后的廢料可能貼在凸1模端面上，被凸模帶出凹模，當(dāng)凸模卸料時(shí)可能會(huì)掉在模板上，在進(jìn)行下一次沖裁時(shí)損壞會(huì)模具，故對(duì)直徑在2.0mm以上的凸模應(yīng)該設(shè)計(jì)為有卸料頂針結(jié)構(gòu)的凸模。查閱APS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將其設(shè)計(jì)為如示結(jié)構(gòu)： </p><p>　　圖5-4 凸模頂針結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　凸模G2，G3，G4，G5的

85、設(shè)計(jì)過(guò)程和考慮原則與G1的設(shè)計(jì)相同，刃口形狀如排樣圖形所示，凹模和凸模的間隙均為0.015mm，其高度均與凸模G1的高度相等為58mm，固定方式均選用GB/T70.1 M6×25的內(nèi)六角螺釘固定。凹模的高度均設(shè)計(jì)為20mm，刃口垂直高度為1.5mm，凹模G2，G3的固定均選用GB/T70.1 M4×20的內(nèi)六角螺釘固定，由于凹模G4，G5設(shè)計(jì)在同一個(gè)鑲塊上，為了保證其穩(wěn)定性，選用GB/T70.1 M6×20

86、的內(nèi)六角螺釘固定。</p><p>　　凸模G2對(duì)應(yīng)的沖裁區(qū)為E區(qū)；凸模G3對(duì)應(yīng)的沖裁區(qū)為D區(qū)；凸模G4對(duì)應(yīng)的沖裁區(qū)為G區(qū)；凸模G5對(duì)應(yīng)的沖裁區(qū)H為區(qū)；凸模G6對(duì)應(yīng)的沖裁區(qū)為J區(qū)；凸模G7對(duì)應(yīng)的沖裁區(qū)為K區(qū)。</p><p><b>　　G6，G7的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　G6，G7屬于最后一步的切斷凸模，由于其在最后一步的沖裁過(guò)程中

87、單邊受力，因此使材料切斷部分容易變形，如果在此工位還是和其他沖裁工位一樣取料厚的7%至8%作為沖裁間隙，會(huì)產(chǎn)生毛刺等現(xiàn)象，使制件達(dá)不到要求。所以切斷模具之間的刃口間隙應(yīng)該取得小些，在設(shè)計(jì)中取料厚T的5%，作為其沖裁間隙。為了保證凸模在沖裁過(guò)程中的穩(wěn)定性，參照APS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)高度為2mm的靠山，結(jié)構(gòu)如零件圖所示，則對(duì)于凸模G6，G7的高度為H=58+2=60mm；為了防止廢料反彈，將其最后一個(gè)切斷工位設(shè)計(jì)為和下圖相似的刃口形狀，圖中尖

88、角的作用是掛住廢料，起到防止廢料反彈的作用；設(shè)計(jì)中的刃口形狀如零件圖所示。</p><p>　　圖5-5 切斷凸模形狀</p><p>　　查閱《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》凸模G6，G7的材料選用Cr12MoV，將其熱處理到58HRC~61HRC即可以滿足設(shè)計(jì)要求。選用GB/T70.1 M6×25的內(nèi)六角螺釘固定。</p><p><b>　　凸模G8的設(shè)計(jì)

89、</b></p><p>　　G8屬于沖小孔凸模，通常采用加大固定部分直徑，縮小刃口部分長(zhǎng)度的措施來(lái)保證小凸模的強(qiáng)度和剛度。當(dāng)工作部分和固定部分直徑相差太大時(shí)，可以設(shè)計(jì)多臺(tái)階結(jié)構(gòu)。各臺(tái)階過(guò)渡部分必須用圓弧光滑連接，不允許有刀痕（防止產(chǎn)生刮傷或毛刺）。對(duì)于特小的凸?？梢圆捎帽Ｗo(hù)結(jié)構(gòu)。卸料板還必須起到導(dǎo)向作用，以消除側(cè)壓力對(duì)凸模作用面的影響。</p><p>　　查閱APS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

90、，我們可以將其設(shè)計(jì)為零件圖所示形狀。其刃口形狀尺寸由所取的目標(biāo)值確定。光滑過(guò)渡部分圓弧半徑R=10mm，為了便于固定，將零件磨成扁平狀，如零件圖所示。其固定端臺(tái)階的高度取5mm，材料選用Cr12MoV，熱處理至58~61HRC。在設(shè)計(jì)中為了保證其強(qiáng)度，在卸料板上設(shè)計(jì)鑲塊結(jié)構(gòu)，用M4的內(nèi)六角螺釘固定在卸料板上，鑲塊的形狀如零件圖所示。</p><p>　　由于凸模G8沖裁的孔很小，沖裁又屬于薄材料沖裁，因此凹模在設(shè)

91、計(jì)時(shí)有必要進(jìn)行防廢料反彈設(shè)計(jì)；參照APS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于薄材料可以用高壓氣體防止廢料反彈，吹氣槽要設(shè)計(jì)為“T”形方式,高壓氣體防廢料反彈結(jié)構(gòu)示意圖如圖7-2所示。</p><p>　　圖5-6 吹氣槽結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　凹模的材料選用Cr12MoV,熱處理至58HRC~61HRC，選用GB/T70.1 M4×20的內(nèi)六角螺釘固定。</p><p>

92、　　在模具維修時(shí)為了方便凹模鑲塊的拔出，通常將沉孔設(shè)計(jì)為有螺紋孔的形式，對(duì)于緊固螺釘為GB/T70.1 M4×20的的鑲塊，設(shè)計(jì)為M6的螺紋孔，沉孔深度為6mm；對(duì)于緊固螺釘為GB/T70.1 M6×2的內(nèi)六角螺釘設(shè)計(jì)為M8螺紋孔,沉孔深度為8mm。</p><p>　　在加工方面，由于這些凸模和凹模的形狀都比較復(fù)雜，為了加工出精密的零件，均采用線切割結(jié)合磨削制造。完成磨削依靠專(zhuān)用的自動(dòng)磨床

93、和平面磨床，且通過(guò)金剛石對(duì)砂輪進(jìn)行修正，達(dá)到磨削所要求的形狀和尺寸要求。</p><p>　　第三節(jié) 帶料定位模具的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　沖孔凸模E的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了保證制件的精度，用導(dǎo)正銷(xiāo)對(duì)帶料進(jìn)行精確定位。由排樣圖可知，其步距為43mm，導(dǎo)正孔的設(shè)計(jì)必須滿足搭邊要求，將導(dǎo)正孔的直徑設(shè)計(jì)為4mm比較合適，但為

94、了防止導(dǎo)正銷(xiāo)帶料引起帶料的變形，導(dǎo)正釘導(dǎo)人部分的直徑小于4mm，考慮到方便導(dǎo)正釘?shù)募庸?，可以把?dǎo)正孔的直徑放大0.03mm，這樣導(dǎo)正釘工作部分的直徑為4mm即可，則沖導(dǎo)正孔的凸模E的目標(biāo)直徑為4.03mm。</p><p>　　查閱APS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有，對(duì)于導(dǎo)正孔凸模有如下的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖和數(shù)據(jù)：</p><p>　　圖5-7 沖孔凸模E結(jié)構(gòu)示意圖一</p><p>　　圖

95、5-8 沖孔凸模E結(jié)構(gòu)示意圖二</p><p>　　當(dāng)所沖裁圓孔的直徑大于1.5mm時(shí)。選用圖5-9所示的結(jié)構(gòu)，查照APS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)φD與φP值的關(guān)系如下表示： 單位：mm</p><p><b>　　計(jì)算公式如下：</b></p><p>　　B=C+D （2mm≤C≤3.5mm）</p><p&g

96、t;　　D≥(卸料墊板SB與固定板PP之間的間隙)+1.0</p><p>　　在設(shè)計(jì)中取C=3mm，D的最小值Dmin=5+1=6mm（5為卸料墊板和固定板之間的間隙）設(shè)計(jì)中取D=9mm。</p><p>　　則：B=C+D=3+9=12mm</p><p>　　模具的材料選用Cr12MoV，將其熱處理硬度達(dá)到至58HRC~61HRC。</p>&l

97、t;p>　　將凹模設(shè)計(jì)為鑲塊結(jié)構(gòu)，如零件圖所示，凹模和凸模之間的間隙為料厚的7%至8%，設(shè)計(jì)中選7.5%，則二者的間隙Z=0.2*7.5%=0.015mm。</p><p>　　為了防止廢料反彈，需要設(shè)計(jì)防廢料反彈裝置，其為薄材料，可以用高壓氣體將廢料吹出，以起到防止廢料反彈。原理為，利用高壓氣體在制件廢料和卸料孔之間形成真空，使廢料和高壓氣體一起從廢料孔排出。結(jié)構(gòu)如零件圖所示。</p>&l

98、t;p>　　沖導(dǎo)正孔凸模E和凹模在模板上的分布規(guī)律為：到模板邊緣的距離為0.5的倍數(shù)，以利于加工精度的保證。具體分布如下模俯視圖所示。</p><p><b>　　二、導(dǎo)正銷(xiāo)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在級(jí)進(jìn)模中，導(dǎo)正銷(xiāo)在其他定位機(jī)構(gòu)的配合下，對(duì)帶料在前一工位上沖出的圓孔進(jìn)行精確定位，導(dǎo)正銷(xiāo)一般緊挨沖孔工位后的落料凸模上，其主要形式有六種，結(jié)合APS設(shè)計(jì)

99、標(biāo)準(zhǔn)，為了提高導(dǎo)正的精度，選用如下圖所示的兩種導(dǎo)正釘結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖5-9 導(dǎo)正釘結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用方式一，因?yàn)榉绞揭缓头绞蕉啾扔蟹乐箤?dǎo)正釘帶料和增加卸料力的用。當(dāng)方式一在有些地方和其他零件在工作時(shí)會(huì)發(fā)生干涉的時(shí)候，為了保證導(dǎo)正精度選用方式二。</p><p>　　導(dǎo)正釘直徑的計(jì)算：D1=D2-2C </p&g

100、t;<p>　　D1：導(dǎo)正釘圓柱段部分的直徑（mm）；</p><p>　　D2：沖孔凸模直徑(mm)；</p><p>　　2C：導(dǎo)正銷(xiāo)與孔雙面的間隙(mm)。</p><p>　　設(shè)計(jì)中，導(dǎo)正銷(xiāo)的直徑為：</p><p>　　D1=D2-2C=4.03-0.03=4.00mm</p><p><

101、b>　　三、托料釘?shù)脑O(shè)計(jì)</b></p><p>　　托料頂?shù)闹饕饔脼?托舉帶料,保持送料的順暢;對(duì)帶料進(jìn)行粗定位;同時(shí)其還起到卸料的作用。托料釘在自由狀態(tài)下高度應(yīng)盡量小些，以提高定位精度和送料的穩(wěn)定性。但在設(shè)計(jì)其高度時(shí)必須考慮到：托舉帶料的高度必須大于制件最低點(diǎn)到凹摸板最高點(diǎn)的高度，當(dāng)凹模板上有高出模板平面的零件時(shí)，托料釘托舉帶料的高度必須大于零件的高度。設(shè)計(jì)中托料釘?shù)目傮w高度設(shè)計(jì)為40mm

102、，公稱(chēng)直徑為10mm，導(dǎo)料槽的高度對(duì)于薄材料通常1.5~2mm,設(shè)計(jì)中取2mm,其余相關(guān)尺寸如零件圖所示，參照MISUMI標(biāo)準(zhǔn)選用MW14-55的彈簧為其提供回復(fù)力，選用MSW16的絲堵。</p><p>　　第四節(jié) 彎曲凸模和凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　將金屬板料毛坯，型材或管材等按照一定的曲率或角度進(jìn)行變形從而得到一定角度和形狀零件的沖壓工序叫彎曲。</p><

103、p>　　通過(guò)制件的工藝性分析可知：制件有兩個(gè)向上的L曲。觀察其排樣圖可知，在進(jìn)行F處的彎曲時(shí)，我們可以同時(shí)進(jìn)行切舌部分的沖裁。在進(jìn)行彎曲之前，應(yīng)該把帶料預(yù)先壓緊，故把鑲塊設(shè)計(jì)為浮升塊的形式，用卸料螺釘和彈簧為其提供壓力，參照MISUMI標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)中選用型號(hào)為MSB8-20的卸料螺釘，彈簧選用SWH14-35的彈簧，具體結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。在浮升塊的下面再設(shè)計(jì)鑲塊結(jié)構(gòu)，用于固定切舌凸模，并用M4的緊固螺釘將鑲塊固定在凹模墊板上，參照國(guó)

104、家標(biāo)準(zhǔn)選用GB/T70.1 M4×10緊固螺釘固定。</p><p>　　制件的彎曲屬于薄材料彎曲，參照APS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有，將彎曲凸模設(shè)計(jì)為如零件圖所示的形狀。工作部分高出凹模板4mm，為達(dá)到設(shè)計(jì)要求；彎曲部分的寬度為7mm，大于制件的寬度6mm。由于制件的排樣方式為45度斜排，彎曲凸模設(shè)計(jì)為零件圖的形狀有利于彎曲凸模的固定和保證其在工作過(guò)程中的穩(wěn)定性。</p><p>　　凹模和

105、凸模之間間隙的確定：查閱《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》有，凹凸模之間 的間隙等于帶料的最大厚度，制件的料厚為：0.2mm，上偏差為0.015mm，故凹模和凸模之間的間隙為Z=0.2+0.015=0.215mm。</p><p>　　凹模的設(shè)計(jì)：將凹模設(shè)計(jì)為鑲塊結(jié)構(gòu)，用M4的內(nèi)六角螺釘固定在卸料板上。為了保證彎曲的精度，利于制件的彎曲成形，在凹模上設(shè)計(jì)壓筋結(jié)構(gòu)。查閱APS設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于材料厚度在0.4mm以下的帶料，壓筋的寬度等

106、于料厚T，即為0.2mm，高度為0.1mm，為了防止帶料粘貼在凹模結(jié)構(gòu)上，故在凹模上同時(shí)設(shè)計(jì)頂桿結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。</p><p>　　H彎曲部分的設(shè)計(jì)：I部分的設(shè)計(jì)和F部分彎曲設(shè)計(jì)的原理相似，不同的是要實(shí)現(xiàn)I部分的彎曲，必須采用滑塊結(jié)構(gòu)。查閱模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，滑塊結(jié)構(gòu)的原理為：讓滑塊和斜契配對(duì)使用，將垂直運(yùn)動(dòng)變?yōu)樗竭\(yùn)動(dòng)或傾斜運(yùn)動(dòng)，從而擴(kuò)大沖模的功能。經(jīng)過(guò)比較我們選擇如零件圖所示的滑塊結(jié)構(gòu)。各部分的作用分別為：

107、零件XB1和XB2的下端有槽，如零件圖所示，有M4的內(nèi)六角螺釘固定在卸料板上，其作用是作滑塊XB3的導(dǎo)軌。XB3是可以滑動(dòng)的彎曲凹模，其上面開(kāi)了躲避槽，使F部分不會(huì)干涉此工位的彎曲。XB4的作用是為XB3提供水平運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。把XB3和XB4做為45度的斜面，可以XB4的垂直運(yùn)動(dòng)變?yōu)閄B3的水平運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了H部分的彎曲。XB3和XB4用燕尾槽進(jìn)行配合，保證了XB3運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，同時(shí)也減少了為了讓XB3返回所必須的其他設(shè)計(jì)。</p

108、><p>　　I彎曲部分在沖裁過(guò)程中的工作情況為：上模向下運(yùn)動(dòng)→XB4的前端壓著帶料和凹模H2部分的浮升接觸，并把帶料壓緊，同時(shí)XB3在XB4的作用下作水平運(yùn)動(dòng)（XB3還未與帶料相接觸）→當(dāng)XB4運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)帶料和彎曲凸模接觸→上模運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)XB3也運(yùn)動(dòng)到彎曲位置和凸模一起實(shí)現(xiàn)I部分的彎曲→上模返回，XB4在卸料螺釘?shù)淖饔孟潞蜕夏Ｒ黄鹣蛏线\(yùn)動(dòng)，因?yàn)閄B4和XB3之間用燕尾槽連接，二者之間為45度的斜面，XB