RK4T-V端子的沖壓模具設(shè)計設(shè)計說明書

1、設(shè)計計算說明書目   錄前言第一部分         設(shè)計題目 7第二部分         沖壓工藝分析 7第三部分         主要工藝參數(shù)計算 9第四部分         排樣與定距設(shè)計 10第五部分    &#

2、160;    沖壓模工作部分尺寸計算13第六部分         沖壓設(shè)備的選擇 23第七部分         模具的總體結(jié)構(gòu) 23第八部分         主要零部件的設(shè)計及選擇24第九部分         模具裝配要點 27第十部分 

3、        設(shè)計體會與致謝28第十一部分       參考文獻(xiàn)29 前 言一.沖壓加工的重要性及優(yōu)點。1.重要性：沖壓工藝應(yīng)用范圍十分廣泛，在國民經(jīng)濟(jì)的各個部門中，幾乎都有沖壓加工產(chǎn)品。如汽車，飛機，拖拉機，電器，電機，儀表，鐵道，郵電，化工以及輕工日用產(chǎn)品中均占有相當(dāng)大的比重。2.優(yōu)點：1）生產(chǎn)率高。2）精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。3）材料利用率高。4）操作簡便，特別適宜于大批量生產(chǎn)和自動化。二.沖壓加工的概念。1. 概念：即利用壓力機及其外部設(shè)備，通過模具對

4、板材施加壓力，從而獲得 一定形狀和尺寸零件的加工方法。沖壓加工的三要素：沖床，模具，材料。沖壓是生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的一類加工方法，主要用于金屬薄板料零件的加工。在產(chǎn)品零件的整個生產(chǎn)系統(tǒng)中，沖壓只是一個子系統(tǒng)，所涉及的也僅是產(chǎn)品制造過程的一部分。隨著市場對產(chǎn)品成本和周期等要求的提高，從系統(tǒng)的整體優(yōu)化中確定相關(guān)的各要素已成為技術(shù)和管理發(fā)展的重要方向。影響沖壓加工的因素：沖壓加工系統(tǒng)人沖壓工藝安全自動化安裝潤滑生產(chǎn)管理質(zhì)量管理價格管理運輸廢料處理噪音對策后序工藝壓力機模具材料輔助裝置工具軟件硬件三.沖壓工序的分類。沖壓工藝按其變形性質(zhì)可以分為材料的分離與成形兩大類，每一類中又包括許多不同的工序。沖壓的基

5、本工序：1.沖裁:包括落料和沖孔兩個工序。1）落料：模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分為工件，其余部分為廢料，設(shè)計時尺寸以模仁為準(zhǔn)，間隙取在沖子上；2）沖孔：模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分是廢料，設(shè)計時尺寸以沖子為準(zhǔn)，間隙取在模仁上。2.剪切:用模具切斷板材,切段線不封閉.3.切口:在坯料上將板材部分切開,切口部分發(fā)生彎曲.4.切邊:將拉深或成形后的半成品邊緣部分的多余材料切掉。5.剖切：將半成品切開成兩個或幾個工件，常用于成雙沖壓。 切口 切邊 剖切6.彎曲：用模具使材料彎曲成一定形狀（V型/U型/Z型彎曲）。7.卷圓：將板料端部卷圓。8.扭曲：將平板的一部分相對于一部分扭轉(zhuǎn)一個角度。 彎曲

6、 卷圓 扭曲9.拉深：將板料壓制成空心工件，壁厚基本不變。10.變薄拉深：用減小直徑與壁厚，增加工件高度的方法來改變空心件的尺寸，得到要求的底厚，壁薄的工件。11.孔的翻邊：將板料或工件上有孔的邊緣翻成豎立邊緣。 拉深 變薄拉深 孔的翻邊12.外緣翻邊：將工件的外緣翻起圓弧或曲線狀的豎立邊緣。13.縮口：將空心件的口部縮小。14.擴(kuò)口：將空心件的口部擴(kuò)大，常用于管子。 外緣翻邊 縮口 擴(kuò)口15.起伏：在板料或工件上壓出筋條，花紋或文字，在起伏處的整個厚度上都有變薄。16.卷邊：將空心件的邊緣卷成一定的形狀。17.脹形：將空心件（或管料）的一部分沿徑向擴(kuò)張，呈凸肚形。 起伏 卷邊 脹形18.旋壓

7、：利用趕棒或滾輪將板料毛坯趕壓成一定形狀（分變薄與不變薄兩種）。19.整形：把形狀不太準(zhǔn)確的工件校正成形。20.校平：將毛坯或工件不平的面或彎曲予以壓平。 旋壓 整形 校平21.壓?。焊淖児ぜ穸?，在表面上壓出文字或花紋。22.正擠壓：凹模腔內(nèi)的金屬毛坯在凸模壓力的作用下，處于塑性變形狀態(tài)，使其由凹?？讛D出，金屬流動的方向與凸模運動方向相同。23.反擠壓：金屬擠壓過程中，沿凸模與凹模的間隙塑流，其流動方向與凸模運動方向相反。24.復(fù)合擠壓：正擠與反擠的結(jié)合。 壓印 正擠壓 反擠壓 復(fù)合擠壓四冷沖模類型和特點。1.模具分類（按沖壓工序的組合方式分）。1）單沖模：在模具上只有一個加工工位，而且在沖

8、床的一次行程中只完成一類沖壓加工工藝。 2）復(fù)合模：在模具上只有一個加工工位，在沖床的一次行程中完成兩類以上的加工工藝。3）級進(jìn)模：有多個工位組成，各工位完成不同的加工，各工位順序關(guān)聯(lián)，在沖床的一次行程中完成一系列不同的沖壓加工。三類模具的優(yōu)缺點比較：單工序模復(fù)合模級進(jìn)模結(jié)構(gòu)簡單較復(fù)雜復(fù)雜成本、周期小、短小、短高、長制造精度低較高高材料利用率高高低生產(chǎn)效率低低高維修不方便不方便方便產(chǎn)品精度高高低品質(zhì)低低高安全性不安全不安全安全自動化易于自動化沖床性能要求低低高應(yīng)用小批量生產(chǎn)大、中型零件的沖壓試制大批量生產(chǎn)內(nèi)外形精度要求高大批量生產(chǎn)中、小零件沖壓2.級進(jìn)模特點：1)沖壓生產(chǎn)效率高。級進(jìn)?？梢酝瓿?/p>

9、復(fù)雜零件的沖裁、翻邊、彎曲、拉深、立體成形以及裝配等工藝，減少了中間轉(zhuǎn)運和重復(fù)定位等工作，而且工位數(shù)量的增加不影響生產(chǎn)效率，可以沖制很小的精密零件。2)操作安全簡單。級進(jìn)模沖壓時操作者不必將手伸入模具的危險區(qū)域。對大量生產(chǎn)，還采用自動送料機構(gòu)，模具內(nèi)裝有安全檢測裝置。3)模具壽命長。復(fù)雜的內(nèi)形和外形可分解為簡單的凸模和凹模外形，分段逐次沖切，工序可以分散在若干個工位，在工序集中的區(qū)域還可以設(shè)置空位，從而避免了凸、凹模壁厚過小的問題，改變了凸、凹的受力狀態(tài)，提高了模具強度。此外，級進(jìn)模還采用卸料板兼作凸模導(dǎo)向板，對提高模具壽命也非常有利。4)產(chǎn)品質(zhì)量高。級進(jìn)模在一副模具內(nèi)完成產(chǎn)品的全部成形工序，

10、克服了用簡單模時多次定位帶來的操作不變和累積誤差。5)生產(chǎn)成本較低。級進(jìn)模由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以制造費用較高，同時材料利用率較低，但由于級進(jìn)模生產(chǎn)效率高、壓力機占有數(shù)少、需要的操作工人數(shù)和車間面積少，減少了半成品的儲存和運輸，因而產(chǎn)品零件的綜合生產(chǎn)成本并不高。6)設(shè)計和制造難度大，對經(jīng)驗的依賴性強。級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)含量高，設(shè)計靈活性大、難度大；設(shè)計和制造中的經(jīng)驗、推斷和目測工作量多，人才培養(yǎng)時間長，個人之間的差異大；同一產(chǎn)品零件可有多種不同的設(shè)計方案，設(shè)計的靈活性大；設(shè)計和制造周期長，費用高，適用于批量生產(chǎn)。級進(jìn)模還受產(chǎn)品零件尺寸限制，產(chǎn)品尺寸不宜太大。7)按訂單生產(chǎn)，而不是按計劃生產(chǎn)，訂

11、貨受市場影響大，交貨期要求短。五級進(jìn)模的功能功能：級進(jìn)模的基本功能是利用凸模和凹模在板料上施加一定形式和大小的作用力，使材料產(chǎn)生塑性變形，從而將毛胚轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品零件的能力。材料插入模 具材料送進(jìn)成形加工產(chǎn)品取件產(chǎn)品搬出六級進(jìn)模的設(shè)計方法。1.級進(jìn)模設(shè)計流程。級進(jìn)模設(shè)計也是一個系統(tǒng)。具體可以分為四個階段：工藝設(shè)計、排樣、概要設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件設(shè)計。1）工藝設(shè)計:即是對產(chǎn)品零件所包括的成形工序逐一進(jìn)行分析，以確定產(chǎn)品零件的加工工藝方案。工藝設(shè)計前應(yīng)充分了解產(chǎn)品零件的要求及實際的生產(chǎn)條件。2）排樣與概要設(shè)計以工藝設(shè)計可行為前提，具體確定級進(jìn)模加工產(chǎn)品零件時的工序方案和模具的基本結(jié)構(gòu)形式，初步給出模具

12、的估價和制造周期，確定是否繼續(xù)開展模具詳細(xì)的設(shè)計和制造。3）結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件設(shè)計就是為級進(jìn)模正式投入生產(chǎn)而具體地開展的設(shè)計，在這一階段部分模具零件的加工也將同期展開。結(jié)構(gòu)設(shè)計與零件設(shè)計的結(jié)果是模具裝配圖、需加工的模具零件的工程圖。2.設(shè)計注意事項。1）要用系統(tǒng)的觀點，從沖壓、模具制造等多方面構(gòu)成的大系統(tǒng)中確定級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)和零件方案，要重視實踐經(jīng)驗的作用。要切合實際，確立切實可行的模具方案，同時要考慮現(xiàn)有的模具制造條件、沖壓生產(chǎn)條件。2）級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計難度大，制造費用高，周期長，因此設(shè)計應(yīng)堅持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實的精神，認(rèn)真分析、詳細(xì)規(guī)劃，務(wù)求設(shè)計合理、制造方便、滿足使用要求。要充分了解產(chǎn)品零件

13、加工的需求和模具制造和使用條件,表1-5是級進(jìn)模設(shè)計前應(yīng)掌握的數(shù)據(jù)。3）模具設(shè)計和制造具有技術(shù)密集型的特點，設(shè)計和制造密切相關(guān)。隨著產(chǎn)品市場競爭的加劇和計算機技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品制造周期日益縮短，對模具設(shè)計和制造周期的要求也愈來愈短，因此，模具設(shè)計和制造的交叉并行已成為必然。表1-5 級進(jìn)模設(shè)計前應(yīng)掌握的數(shù)據(jù)項目設(shè)計前應(yīng)掌握的數(shù)據(jù)工件與材質(zhì)板厚與精度、材質(zhì)、料寬、熱處理、毛刺方向的要求模具設(shè)計資料批量、模具的形式、材料的送進(jìn)方向，導(dǎo)料方式等模具材質(zhì)凸、凹模的材質(zhì)模架形式、尺寸、模柄尺寸沖床形式、噸位、行程、SPM、開啟高度、送進(jìn)方向、滑塊與臺面尺寸、模柄孔尺寸尺寸標(biāo)注有效位數(shù)、尺寸公差、標(biāo)注要求圖

14、紙圖紙尺寸、圖號、名稱的標(biāo)注要求加工設(shè)備現(xiàn)有加工設(shè)備可加工能力第一部分   設(shè)計題目本次設(shè)計的是沖切RK4T-V端子料帶的連續(xù)模（級進(jìn)模），本產(chǎn)品通過八個工站沖切而成，題目難度適中，而且結(jié)合了我實習(xí)公司的現(xiàn)實生產(chǎn)，對我日后的工作具有重大意義。第二部分  沖壓工藝分析一.工藝性分析的概念及內(nèi)容沖壓件的工藝性是指沖壓件進(jìn)行沖壓加工的難易程度，亦即對沖壓工藝的適應(yīng)性。沖壓件工藝性分析就是分析具體產(chǎn)品零件的材料性能、幾何形狀、尺寸和精度要求等是否滿足沖壓工藝的要求。良好的沖壓工藝性是指能以最經(jīng)濟(jì)的方式加工出符合使用要求的零件，例如節(jié)省材料、模具結(jié)構(gòu)簡單、工序少、

15、工人操作方便、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等等。二.沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性是指沖裁件的材料、尺寸、形狀、精度等要求對沖裁加工的適應(yīng)性，即是否滿足沖裁工藝的要求。沖裁件尺寸、形狀及結(jié)構(gòu)的工藝性分析包括以下幾個方面：1) 沖裁件輪廓形狀應(yīng)能合理排樣，以達(dá)到節(jié)省材料的目的。2) 沖裁件的內(nèi)外輪廓的轉(zhuǎn)角處應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角，以方便模具制造，延長模具壽命。各種材料的最小圓角半徑見表2-1。表2-1 沖裁件的最小圓角半徑工序線段夾角黃銅、紫銅、軟鋼合金鋼落料90°<90°0.18t0.35t0.25t0.50t0.35t0.70t沖孔90°<90°0.20t0.40t

16、0.30t0.60t0.45t0.90t3) 沖裁件的凸出和凹入部分的寬度不宜過小，避免過長的懸臂和窄槽。4) 沖裁件上孔的最小尺寸不能太小，否則會導(dǎo)致凸模的折斷，各種材質(zhì)下一般沖模的最小孔尺寸見表2-2。材料凸模無導(dǎo)向凸模精密導(dǎo)向圓形矩形圓形矩形硬鋼1.3t1.0t0.5t0.4t軟鋼及黃銅1.0t0.7t0.35t0.3t鋁0.8t0.5t0.3t0.28t 表2-2 最小孔尺寸5) 沖裁件上孔與孔的間距不能太小，一般應(yīng)取a2t,并不小于34mm。如果間距過小則會降低模具壽命。6) 孔的位置不應(yīng)距沖裁件的邊緣太近，在彎曲或拉深件上沖孔時，應(yīng)避開側(cè)壁的圓角部分，以提高沖孔質(zhì)量和模具壽命。7）

17、 沖裁件的精度不宜過高，表2-3是沖裁件所允許的精度和經(jīng)濟(jì)精度。孔距公差見表2-4。 表2-3沖裁件精度精度等級零件尺寸材料厚度1122446經(jīng)濟(jì)級100.12/0.080.18/0.100.24/0.120.30/0.1510500.16/0.100.22/0.120.28/0.150.35/0.20501500.22/0.120.30/0.160.40/0.200.50/0.251503000.30.500.701.00精密級100.03/0.0250.04/0.030.06/0.040.12/0.1010500.04/0.030.06/0.050.08/0.060.12/0.105015

18、00.06/0.050.08/0.060.10/0.080.15/0.121503000.100.120.150.20注：表中數(shù)字的分子項為落料件公差值，分母項為孔公差值?；境叽缌虾?01018183030505080801201201801802601±0.1±0.12±0.15±0.17±0.2±0.25±0.5±0.612.5±0.15±0.2±0.25±0.3±0.35±0.4±0.8±0.9表2-4孔距公差本次設(shè)計中，料帶材

19、料為黃銅，材料厚度為t=0.25mm,據(jù)上所得，沖裁件的最小圓角半徑為R=0.2t=0.2*0.25=0.05mm,最小孔尺寸圓形為0.35t=0.35*0.25=0.0875mm,距形為0.3t=0.3*0.25=0.075mm,孔與孔的間距不能太小，取a>2t=0.5mm,并不小于34mm。均符合上述要求。第三部分    主要工藝參數(shù)計算一.沖裁力的計算對一于普通的平刃口的沖裁，其沖裁力F可按下式計算： F=KLt式中 F-沖裁力（N）； L-沖裁件周長（mm）; t-板料厚度（mm）; -材料的抗剪強度（MPa）; K-系數(shù)。是考慮到刃口鈍化，間隙不均

20、勻，材料力學(xué)性能與厚度波動等因素而增加的安全系數(shù)。常取K=1.3所以 F=1.3*52*0.25*142=2399.8N二.缷料力的計算 F卸 = K卸 * F (N) 其中: K卸 卸料力系數(shù) F-沖裁力（N）K卸值見表表3-1 卸料力推件力和頂件力系數(shù)料 厚K卸K推K頂銅 0.1 >0.10.5 >0.52.5 >2.56.5 >6.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁鋁合金紫銅黃銅0.0250.080.020.060.030

21、.070.030.09注:卸料力系數(shù)K卸在沖多孔大搭邊和輪廓復(fù)雜時取上限值.所以 F卸=0.06*2399.8=143.998N三.壓力機所需總壓力的計算本模具采用彈性缷料裝置，故 F總=F+ F卸=2399.8+143.998=2543.498N四.凸凹模間隙的計算分 類 依 據(jù)類 別低碳鋼08F10F1020A3B23.07.07.010.010.012.5中碳鋼45 不銹鋼1Cr18Ni9Ti、4Cr13 可伐合金4J293.58.08.011.011.015.0 高碳鋼 T8A、T10A、65Mn8.012.012.015.015.018.0 純鋁L2、L3、L4、L5 鋁合金(軟態(tài))

22、LF21 黃銅(軟態(tài))H62 紫銅(軟態(tài))T1、T2、T32.04.04,56.06.59.0 黃銅(硬態(tài)) 鉛黃銅 紫銅(硬態(tài))3.05.05.58.08.511.0 銅合金(硬態(tài))LY12 錫磷青銅、鋁青銅 鈹青銅3.56.07.010.011.013.0 鎂合金1.52.5 硅 鋼2.55.05.09.0 表3-2沖裁間隙比值(單邊間隙) (單位:%t)(注: 1. 本表適用于厚度為10mm以下的金屬材料, 厚料間隙比值應(yīng)取大些)本產(chǎn)品的料厚為t=0.25,材質(zhì)為黃銅,根據(jù)上表所示,選擇Z/2=0.36t= 0.36*0.25=0.009mm.第四部分   

23、 排樣與定距設(shè)計排樣方案對材料的利用率、沖壓加工的工藝性以及模具的結(jié)構(gòu)和壽命等有著顯著的影響。具統(tǒng)計，在沖壓件的成本中，材料當(dāng)浪費所占比例在60以上。因此，合理排樣對提高材料利用率、降低產(chǎn)品成本有著重要意義。一.排樣1. 排樣方案零件在板料上可截取的方位很多，這就決定了排樣方案的多樣性。典型的排樣方案及特征如表4-1所示。根據(jù)排樣時是否產(chǎn)生廢料，排樣可以分為有廢料排樣和無廢料排樣。沖裁時的廢料可分為工藝廢料和設(shè)計廢料。工藝廢料指工件之間和工件與條料之間的搭邊材料定位孔和不可避免的料頭與料尾所產(chǎn)生的廢料。設(shè)計廢料指由于產(chǎn)品形狀的需要，如孔的存在而產(chǎn)生的廢料。無廢料排樣由于無搭邊或少搭邊

24、，材料利用率高，但要注意：1) 存在有側(cè)向力，影響模具精度和壽命。2) 前后產(chǎn)品的毛刺方向不一致。3) 相鄰產(chǎn)品的臨接線是共用的，若定位不準(zhǔn)，容易產(chǎn)生多切少切問題。2.排樣原則1） 材料利用率要盡量高。2） 滿足產(chǎn)品零件沖裁及后序工序的要求，諸如： 1°纖維方向和毛刺方向的要求； 2°便于完成后續(xù)加工工序；3°生產(chǎn)率要高，便于操作；4°安全性要好。 表4-1 典型毛坯排樣方案比較排樣方案圖例適用范圍單排適用于形狀簡單的產(chǎn)品斜排受產(chǎn)品形狀限制，適用范圍窄對排需將條料倒過來沖，效率不高，對特定形狀材料利用率高無廢料排樣數(shù)量多、形狀單一的產(chǎn)品，材料利用率高，模

25、具費用高 疊排多排產(chǎn)品精度差，毛刺方向不一致混合排樣本次設(shè)計中的產(chǎn)品采用直排即可.二. 搭邊搭邊是指排樣時毛坯外形與條料側(cè)邊及相鄰毛坯外形之間設(shè)置的工藝余料。搭邊的作用是保證毛坯從條料上分離，補償由于定位誤差使條料在送進(jìn)過程中產(chǎn)生的偏移所需的工藝余料。搭邊分側(cè)搭邊和中心搭邊。搭邊的基本要求是要有足夠的強度，而搭邊的強度主要由搭邊寬度決定。搭邊寬度是排樣時的重要工藝參數(shù)。搭邊寬度的選取需考慮的因素：1）材料利用率 2）凸模強度 3）條料的剛性 4）產(chǎn)品的品質(zhì) 搭邊值過小，沖裁時容易翹曲或被拉段，增大沖裁件的毛刺。根據(jù)<<泠沖模設(shè)計>>表3-10,選用搭邊值a=1.5mm,

26、a1=3.0mm.三.步距 步距指沖壓過程中條料每次向前送進(jìn)的距離，其值為排樣時沿送進(jìn)方向兩相鄰毛坯之間的最小距離值。步距可定義為S=L+a=15.24mm式中 S沖裁步距；L沿條料送進(jìn)方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值；a沿送進(jìn)方向的搭邊值。四.條料寬度 條料寬度指根據(jù)排樣結(jié)果確定的毛坯所需寬度方向的最小尺寸。理論上條料寬度按下式計算：B=D+2b式中 B條料寬度的理論值；D垂直于送進(jìn)方向毛坯的最大輪廓尺寸,它隨毛坯排樣方位變化；b側(cè)搭邊值。 由于模具加工誤差，條料的裁剪誤差及送料時的誤差，實際的條料寬度應(yīng)有一定的裕度，具體尺寸可根據(jù)不同的送料側(cè)定位方式計算。本模具是無側(cè)壓裝置的模具，條料送進(jìn)時

27、可能在導(dǎo)尺之間擺動，從而使某一側(cè)的搭邊減少。因此，計算條料寬度時應(yīng)補償側(cè)搭邊的減小量。條料的寬度可按下式計算：B=D+2(b+)+Z=37.5mm式中 B條料寬度尺寸；條料寬度的單向（負(fù)向）公差，參見表4-2；Z條料與導(dǎo)料板之間的間隙，參見表4-2。 表4-2 條料裁剪公差和與導(dǎo)料板的間隙 單位：mm條料厚度1.01.02.02.03.03.04.0公差與間隙ZZZZ條料寬度500.40.10.50.20.70.40.90.6501000.50.60.81.01001500.60.20.70.30.90.51.10.71502200.70.81.01.22203000.80.30.90.41.

28、10.61.30.8五 材料利用率 材料利用率定義為 =A/（B*S）*100%式中 材料利用率；A產(chǎn)品毛坯外形所包容的面積；B條料寬度；S沖裁步距。愈大，廢料所占面積愈小。因此一般將作為衡量毛坯排樣方案優(yōu)劣的指標(biāo). 所以 =A/（B*S）*100%=507.006/(37.5*15.24)* 100%=88.7%第五部分   沖壓模工作部分尺寸計算沖裁：是利用模具使板料產(chǎn)生分離的沖壓工序，包括落料、沖孔、切口、剖切、修邊等。用它可以制作零件或為彎曲、拉深、成形等工序準(zhǔn)備毛胚。一.沖裁變形機理1.剪切區(qū)力態(tài)分析右圖是模具對板料進(jìn)行沖裁時的情形。 當(dāng)凸模下降至與板料接觸時，板

29、料受到凸、凹模端面的作用力。由于凸、凹模之間存在間隙，使凸、凹模施加于板料的力產(chǎn)生一個力矩M,其值等于凸、凹模作用的合力與稍大于間隙的力臂a的乘積。力矩使材料產(chǎn)生彎曲，故模具與板料僅在刃口附近的狹小區(qū)域內(nèi)保持接觸，接觸面寬度約為板料厚度的0.20.4倍。因此，凸、凹模作用于板料的垂直壓力呈不均勻分布，隨著向模具刃口靠近而急劇增大，該圖表明了無壓緊裝置沖裁時板料的受力情況，其中： F1、F5凸、凹模對板料的垂直作用力； F4、F8凸、凹模對板料的側(cè)壓力； F3、F6凸、凹模端面與板料間的摩插力，其方向與間隙大小有關(guān)，但一般系指向模具刃口； F2、F7凸、凹模側(cè)面與板料間的摩擦力。 2.沖裁過程0

30、20406080100%沖裁既是分離工序，工件受力時必然從彈 、塑性變形開始，以斷裂告終。當(dāng)凸模下降接觸板料，板料即受到凸、凹模壓力而產(chǎn)生彈性變形，由于力矩M的存在，使板料產(chǎn)生彎曲，即從模具表面上撓起。隨著凸模下壓，模具刃口壓入材料，內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)滿足塑性條件時，產(chǎn)生塑性變形,變形集中在刃口附近區(qū)域。塑性變形從刃口開始，隨著切刃的深入，變形區(qū)向板料的深度方向發(fā)展、擴(kuò)大，直到在板料的整個厚度方向上產(chǎn)生塑性變形，板料的一部分相對于一部分移動。力矩M將板料壓向切刃的側(cè)表面，故切刃相對于板料移動時，這些力將表面壓平，在切口表面上形成光亮帶。當(dāng)切刃附近材料各層中達(dá)到極限應(yīng)變與應(yīng)力值時，便產(chǎn)生裂紋，裂紋產(chǎn)生后

31、，沿最大剪應(yīng)變速度方向發(fā)展，直至上、下裂紋會合，板料就完全分離。3.剪切力行程曲線從曲線可以看出，在變形開始階段，力增加較慢（此時，毛坯受壓，并由切刃嵌入毛坯形成變形區(qū)），然后迅速增加（一部分相對于一部分移動的過程）。在切刃深入到一定深度時，雖然承受剪切力的板料面積減少了，但受材料加工硬化的影響，所以力仍緩慢上升。當(dāng)剪切面積減少與硬化增加兩種影響相等時，剪切力達(dá)最大值，當(dāng)剪切面積減小與硬化增加兩種影響相等時，剪切力達(dá)最大值，以后剪切面積減少的影響超過加工硬化的影響，于是剪切力下降。塑性材料是剪切力達(dá)到最大值，然后緩慢下降一段后才發(fā)生裂紋，直至斷裂，沖裁力急劇下降。這類似于拉伸試驗，即塑性材料在

32、應(yīng)力達(dá)到最大剪切應(yīng)力后，先產(chǎn)生縮頸然后才斷裂。而低塑性材料斷裂前不出現(xiàn)縮頸。4.剪切斷面分析 由于沖裁變形的特點，使沖出的工件斷面明顯地分成四個特征區(qū):即圓角帶、光亮帶、斷裂帶與毛刺。圓角沖孔落料帶：是沖裁中刃口剛壓入材料時，刃口附近材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形的結(jié)果，軟材料比硬材料的圓角大。影響圓角帶（塌角）大小的因素除材料性質(zhì)以外，還有工件輪廓形狀，凸模與凹模的間隙等。 光亮帶：是材料塑性變形時，在毛坯一部分相對一部分移動過程中，模具側(cè)壓力將毛坯壓平而形成的光亮垂直的斷面。通常，光亮帶占全斷面的1/21/3。塑性好的材料，其光亮帶大，同時還與凸、凹模間隙及模具刃口的磨損程度等加工條件有關(guān)。 斷裂

33、帶：是由刃口處的微裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展而形成的撕裂面，斷面粗糙，且有斜度。塑性差的材料，斷裂帶大。 毛刺：毛刺產(chǎn)生與凸、凹模刃口側(cè)面處產(chǎn)生裂紋的時候。毛刺的大小與材料的機械性能、凸凹模間隙及刀口的銳利程度有關(guān)。 要想提高沖裁件切斷面的光潔程度與尺寸精度，可通過增加光亮帶的高度或采用整修工序來實現(xiàn)。二.凸模的尺寸設(shè)計如下料帶圖所示，本產(chǎn)品通過八個工站成形。 每一步成形都是在沖孔，所以它的凸模工作部分的尺寸就等于所需沖出部位的尺寸。1.第一個工站所用沖子的尺寸如下圖 1.50定位孔凸模切 切中間廢料的沖子尺寸2. 第二個工站所用沖子的尺寸如下圖 一對切邊側(cè)刃沖子的的尺寸切料帶上方4.775X

34、10.460方孔的沖子的尺寸預(yù)切端子1與端子2之間的廢料的沖子的尺寸預(yù)切端子3與端子4之間的廢料的沖子的尺寸 預(yù)切端子1與端子5左側(cè)的廢料的沖子的尺寸3. 第三個工站所用沖子的尺寸如下圖預(yù)切端子2與端子3左側(cè)的廢料的沖子的尺寸預(yù)切端子4與端子5右側(cè)的廢料的沖子的尺寸4. 第四個工站所用沖子的尺寸如下圖 切端子中間部分的廢料的沖子的尺寸5. 第五個工站所用沖子的尺寸如下圖切端子1與端子5左側(cè)的廢料的沖子的尺寸6. 第六個工站所用沖子的尺寸如下圖切端子4與端子5右側(cè)廢料的沖子的尺寸7. 第七個工站所用沖子的尺寸如下圖 切料帶上方3.715X10.460方孔的沖子的尺寸切端子1與端子2之間的廢料的沖

35、子的尺寸切端子3與端子4之間的廢料的沖子的尺寸8. 第八個工站所用沖子的尺寸如下圖切端子2與端子3之間的廢料的沖子的尺寸三.凹模的尺寸設(shè)計本產(chǎn)品是均用沖裁所得，已經(jīng)確定了凸模板（沖子）的尺寸和凸凹模的間隙，可把沖子的尺寸放大0.009mm配作即可得到凹模的尺寸.第六部分   沖壓設(shè)備的選擇 在泠沖壓生產(chǎn)中，為了適應(yīng)不同的沖壓工作的需要，采用各種不同類型的壓力機。壓力機的類型很多，按傳動方式不同，主要分為機械壓力機各液壓壓力機兩大類。本廠全部使用的是機械壓力機，其參數(shù)如下表：型號最大高度行程噸數(shù)送料長度送料寬度送料高度PSV-320030302.5607800.08ANEX2

36、2025300406800BASIC22525300406800MXM22025300406800協(xié)榮225404506001000.051.5振力32030600508900.11.6 所設(shè)計的模具總高度為195mm，其總沖壓力為2543.498N，送料長度為15.24mm，送料寬度為37.5mm，送料高度為91.5mm,因此選擇協(xié)榮壓力機。第七部分   模具的總體結(jié)構(gòu)一.結(jié)構(gòu)設(shè)計原則.1.盡量選用成熟的模具結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。2.模具要有足夠的剛性，以滿足壽命和精度的要求。3.結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單、實用，要具有合理的經(jīng)濟(jì)性。4.能方便地送料，操作要簡便安全，出件容易。5

37、.模具零件之間定位要準(zhǔn)確可靠，連接要牢固。6.要有利于模具零件的加工。7.模具結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備要協(xié)調(diào)。8.模具容易安裝，易損件更換方便。 二.模具的總體結(jié)構(gòu) 本級進(jìn)模采用的是日式結(jié)構(gòu)，利用卸料板壓料，優(yōu)點是壓料可靠，模具生產(chǎn)時穩(wěn)定性好；缺點是噪音大。模具總體由八塊板組成，分別為上模座，上墊板，夾板，背墊板，脫料板，下模板，下墊板和下模座。其主要工作部位為沖子和刀口，沖子和刀口分別置于夾板入塊和下模入塊中，便于更換，適用于大批量生產(chǎn)。上下模各下模均由螺釘固定.總體由主導(dǎo)柱導(dǎo)正上下模,又有副導(dǎo)柱導(dǎo)正提高零件的精度. 脫料板即可以壓料,也可以卸料.浮料銷與定位針配合,起到了定位和浮料的雙重作用.

38、脫料板的力源于壓力機,是通過扁簧與等高套傳遞過來.結(jié)構(gòu)圖如下:模板（8塊板） 凸模 工作零件 （入子）模具 凹模 主導(dǎo)向零件 導(dǎo)向零件 副導(dǎo)向 連接零件（螺釘，等高套筒及墊圈） 定位零件（定位銷，導(dǎo)正銷，定距側(cè)刃， 灌膠PIN） 其它零件 導(dǎo)料零件（導(dǎo)板） 傳力零件(螺塞，彈簧，等高套) 檢測裝置（誤送/疊料/波動/光電檢測） 其它（浮料銷）第八部分    主要零部件的設(shè)計及選擇一.凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計（考量凸模的強度、鋼性）：1. 凸模的分類：1） 按凸模斷面形狀可分為簡單形狀和復(fù)雜形狀兩種；2） 按刃口形狀可分為平刃、斜刃和其它專用凸模；3） 按固定方法可分為臺階固

39、定、螺釘固定、壓板固定等；4） 按結(jié)構(gòu)形式可分為整體式、鑲拼式、直通式、階梯式和帶護(hù)套式。2.機械加工凸模。凸模的加工方法一般有線割和磨削:W/C線割; G磨床； PG光學(xué)曲線磨床1°線割加工異形凸模，凸模內(nèi)R0.150較好，因線割絲的直徑取0.20mm和0.30mm加工較經(jīng)濟(jì)；線割的零件表面光潔度不高，加工零件的使用壽命沒有磨削來的高；2°細(xì)小凸模設(shè)計成上頭小下頭大，以保證零件強度要求；規(guī)則形狀用磨床加工，R取10mm或20mm；不規(guī)則形狀用PG加工R取40mm；3.凸模的導(dǎo)向（卸料板） 卸料板在對階梯型凸模、PG加工之凸模導(dǎo)向時，要確保在模具處于最大閉合高度時，剝料板與

40、凸模的最小重疊部分長度不小于35mm。4.凸模上的“閃位”：1）產(chǎn)品上的凸起； 2）模仁5.沖裁凸模長度的確定： 凸模長度=PP板厚度+SBP板厚度+SP板厚度+(12mm)=17.97mm二模仁設(shè)計.沖裁模仁 1.加工方式一般有線割加工和PG加工兩種。1）線割加工模仁：直刀面23mm,落料斜度一般取1°,線割表面粗糙，沖細(xì)小廢料之模仁易堵料；2）PG加工模仁：將模仁設(shè)計成分體式，直刀面23mm,落料斜度一般取30，表面光潔度好。2.沖裁間隙：一般取沖裁單邊間隙為（35）*t;具體取值大小還要視材質(zhì)，料厚，廢料形狀及模仁材質(zhì)而定；同加工方式也有關(guān)。1) 線割加工選取間隙要比PG加工大

41、；2) 被加工材料脆、硬；沖裁間隙適當(dāng)放大；3) 模仁材質(zhì)為SKD11時沖裁間隙要比是硬質(zhì)合金來的?。?) 廢料形狀簡單沖裁間隙要取小；以防跳屑。3.固定方式：1）壓板、螺釘壓?。ㄌ貏e是針對抽引模仁）； 2）分體式模仁用斜鍥閉緊； 3）導(dǎo)板壓住。4.模仁壁厚設(shè)計注意事項：1）加減墊片的方便性； 2）足夠強度。5.模仁設(shè)計要具有防呆功能。成形模仁1. 成形凸模與模仁的間隙為一個料厚t;2. 固定方式：1）螺釘壓??； 2）導(dǎo)板壓?。?3）靠肩（不易維修）。三.卸料板的連接： 組成元件：M8螺釘、墊圈、等高套筒。四. 定位零件：1.定位銷 1)導(dǎo)板相對于DP板的定位; 2)DP板相對于下模座的定位;

42、2.導(dǎo)正銷：多用于連續(xù)模中對條料的精確定位，消除由于送料而引起的誤差；與預(yù)沖工藝孔單邊間隙一般取0.010mm;料厚大于1mm時間隙可適當(dāng)放大；固定方式：1） 固定在卸料板上:脫料方式：1°導(dǎo)正銷兩側(cè)對稱設(shè)計頂桿，下模設(shè)有浮料銷；2°采用導(dǎo)料板強行脫料；3°借用LIFTER脫料；4°設(shè)計月牙型剝料套，下模設(shè)有浮料塊；5°借用導(dǎo)正銷的錐面定位。2)固定在沖子固定板上： 缺點：1°容易磨損； 2°要借用脫料裝置。六.定距側(cè)刃 側(cè)刃是用來切去條料旁側(cè)少量材料而達(dá)到擋料的目的，起粗定位作用；用于導(dǎo)板式模具。與模仁間隙為0沖裁間隙起導(dǎo)

43、正限位作用1°側(cè)刃沖子單邊受力，設(shè)計時對面要考慮限位，以保證沖裁間隙的不變性及提高側(cè)刃沖子的壽命；2°側(cè)刃沖子的長度=送料進(jìn)距+（0.100.20mm）。七.傳力零件 1. 傳力零件的組成：螺塞、墊片、強力彈簧、傳力銷（DISK）; 2. 傳力零件組裝結(jié)構(gòu)：見圖； 3. 設(shè)計要點：1）傳力銷要等高; 2）傳力銷要比等高套筒 短0.10mm(保護(hù)鎖剝料板螺釘)； 3）傳力銷的布置要多、均勻且靠近料條兩側(cè)以保證壓料充分。八. 檢測裝置用電子檢知器,可檢測出跳屑,防止產(chǎn)品壓傷,還可檢出誤送等,可以保護(hù)模具和機床.第九部分    模具裝配要點

44、一.準(zhǔn)備工作1)設(shè)計工程師切入:提供產(chǎn)品圖面，模具零件圖面,并提供技術(shù)指導(dǎo);2)模具零件的整理與清點:整組存放,整組清點;3)模具零件的查檢:包括模板工件的形狀尺寸材質(zhì)硬度是否與圖面一致;4)零件刻字:在各工件非工作面上刻上模號，件號;5)零件退磁:去除加工磁性;6)清理、打磨模板并退磁:去除模板表面以及框口內(nèi)的鐵屑、雜物及氧化層;7)倒角:包括入子，模仁，模板框口的倒角以及剝料板入子的沖子入口側(cè)倒角;8)試配:整組沖子與入子沖子與模仁的試配,確保沖子在入子中活動自如;9)標(biāo)準(zhǔn)件領(lǐng)用:主導(dǎo)柱整組,副導(dǎo)柱整組,灌膠,等高套筒,壓板,彈簧,定位銷,墊片,螺絲等.二.模具裝配1)下模灌膠:下模板通過

45、定位銷與下模座精確定位,并由螺絲緊固后,用680膠對二者之間的灌膠.此工序需確保膠劑粘合牢固;2）上模灌膠:通過副導(dǎo)柱保證上模板與下模板精確定位,同時保證二者平行度后,由螺絲將上模板和上模座緊固.采用680膠對二者間的灌膠.此工序應(yīng)確保上下模的平行度,位置精度,同時也需確保680膠劑粘合牢固;3）模具組立:將上模同下模進(jìn)行合模，通過查看模板間隙確保平行度后,用AB膠或快干膠進(jìn)行主導(dǎo)柱灌膠.此工序要確保主導(dǎo)柱不高出上模座且膠劑粘合必須牢靠,主導(dǎo)套低于上模座面5mm左右;4）剝料板組立:將剝料板入子，剝料板成形工件，裝入剝料板，此時要確保剝料板入子不能高于剝料板，另外,確保剝料板背板能夠阻檔入子，

46、成形工件，剝料套等的后退;5)下模板的組立:將沖裁模仁，成形模仁，導(dǎo)料板等裝到模仁固定板上。此工序應(yīng)確保沖裁模仁不能高于模面,沖裁模仁刀口朝上,其他活動模仁運動自如等。另外, 檢查廢料是否暢通無阻,Check剝料板與下模板是否能貼死,并通過沖裁沖子透過剝料板伸入沖裁模仁運用切紙法檢查沖裁間隙和位置是否好;6)上模板組立:將沖子固定板入子,沖子裝入上模板,并用壓板將沖子固定,同樣確保入子不能高于模面。檢查剝料板背板(S02A)與沖子固定板(P01A)是否能貼死。7)合模:在上、下模不裝彈簧狀況下,讓八塊板貼死,看沖子與剝料板相對位置是否正確,下模板是否和成形沖子干涉等;8)裝上等高套筒、彈簧、吸氣裝置等,并在模座正面印上模號、料號、Pitch、原材料號等模具參數(shù)。三.模具全面審查1)檢查彈簧:壓料彈簧用扁簧,浮料用線簧; 并考慮彈簧行程; 2)模具各部分之間的連接和緊固是否牢靠; 3)安全檢測裝置是否齊全,性能是否可靠; 4)模具內(nèi)部氣路是否順暢; 5)各部件相對運動是否自如; 最后,根據(jù)組立修改工件情況修正模具圖面第十部分   設(shè)計體會與致謝 設(shè)計體