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變壓器芯片落料沖裁模設(shè)計(jì)
緒論
1. 冷沖壓模具設(shè)計(jì)的目的
冷沖壓模具設(shè)計(jì)是為模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：
1）綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)
計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作的能力。
2）鞏固與擴(kuò)充“冷沖壓模具設(shè)計(jì)”等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟。
3）掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等?！?】
2. 冷沖壓模具設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題
冷沖壓模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程是從分析總體方案開(kāi)始到完成全部技術(shù)設(shè)計(jì)，著期間要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖、修改等步驟。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意以下問(wèn)題。
2.1 合理選擇模具結(jié)構(gòu)
根據(jù)零件圖樣及技術(shù)要求，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，提出模具結(jié)構(gòu)方案，分析、比較，選擇最佳方案結(jié)構(gòu)。
2.2 采用標(biāo)準(zhǔn)零部件
應(yīng)盡量采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)零部件及工廠沖模標(biāo)準(zhǔn)件。使模具設(shè)計(jì)典型化及制造簡(jiǎn)單化，縮短設(shè)計(jì)制造周期，降低制造成本。
2.3 其它
[1] 定位銷(xiāo)的用法
沖模中的定位銷(xiāo)常選用圓柱銷(xiāo)，其直徑與螺釘直徑相似，不能太細(xì)，每個(gè)模具上只需兩個(gè)銷(xiāo)釘，其長(zhǎng)度勿太長(zhǎng)，其進(jìn)入模具體長(zhǎng)度是直徑的2~2.5倍。
[2] 螺釘?shù)挠梅?
固定螺釘擰入模體的深度勿太深。如擰入鑄鐵件的深度是螺釘直徑的2~2.5倍，擰入一般鋼件深度是螺釘直徑的1.5~2倍。
[3] 打標(biāo)記
鑄件模板要設(shè)計(jì)出加工、定位幾打印編號(hào)的凸臺(tái)。
[4] 對(duì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的要求
模具完全對(duì)稱(chēng)時(shí)兩導(dǎo)柱的導(dǎo)向直徑不宜設(shè)計(jì)的相等，避免和模時(shí)誤裝方向而損壞模具刃口。導(dǎo)套長(zhǎng)度的選取應(yīng)保證開(kāi)始工作時(shí)導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套10~15mm?！?】
3. 冷沖模具的發(fā)展?fàn)顩r
現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱(chēng)。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在600億至650億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到600多億，同時(shí)，有近200個(gè)億的出口），到2005年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為600億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2005年的2億美元左右。
巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。1999年中國(guó)大陸制造工業(yè)對(duì)模具的總市場(chǎng)需求量約為330億元，今后幾年仍將以每年10%以上的速度增長(zhǎng)。對(duì)于大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具需求的增長(zhǎng)將遠(yuǎn)超過(guò)每年10%的增幅。
汽車(chē)、摩托車(chē)行業(yè)的模具需求將占國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)的一半左右。1999年，國(guó)內(nèi)汽車(chē)年產(chǎn)量為183萬(wàn)輛，。保有量為1500萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)到2005年汽車(chē)年產(chǎn)量將達(dá)300萬(wàn)輛。汽車(chē)、摩托車(chē)行業(yè)的發(fā)展將會(huì)大大推動(dòng)模具工業(yè)的高速增長(zhǎng)，特別是汽車(chē)覆蓋件模具、塑料模具和壓鑄模具的發(fā)展。例如，到2005年汽車(chē)行業(yè)將需要各種塑料件36萬(wàn)噸，而目前的生產(chǎn)能力僅為20多萬(wàn)噸，因此發(fā)展空間十分廣闊。 家用電器，如彩電、冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等，在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)很大。目前，我國(guó)的彩電的年產(chǎn)量已超過(guò)3200萬(wàn)臺(tái)，電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過(guò)了1000萬(wàn)臺(tái)。家用電器行業(yè)的發(fā)展對(duì)模具的需求量也將會(huì)很大。
其他發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對(duì)模具的需求，都將對(duì)中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。【2】
目前世界上模具工業(yè)的年產(chǎn)值約為680億美元。我國(guó)2004年模具產(chǎn)值為530億元，模具出口4.91億美元，同時(shí)還進(jìn)口18.13億美元。我國(guó)已成為世界上凈出口模具最多的國(guó)家。大型多工位級(jí)進(jìn)模、精密沖壓模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽車(chē)覆蓋件模具等雖已能生產(chǎn)，但總體技術(shù)水平不高，與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，仍有很大差距，特別是模具壽命低的問(wèn)題非常突出。如：國(guó)外硅鋼片沖?？偸褂脡勖?00萬(wàn)次以上，而國(guó)內(nèi)一般為50萬(wàn)-60晚次，最高150萬(wàn)次。國(guó)內(nèi)熱鍛模使用壽命50萬(wàn)次，國(guó)內(nèi)只有3-5萬(wàn)次。國(guó)外熱鍛模使用壽命12000次以上，國(guó)內(nèi)一般為3000-5000次。影響模具壽命的因素較多，但模具材料是重要因素。高壽命模具離不開(kāi)優(yōu)質(zhì)模具材料。國(guó)內(nèi)模具鋼品種少、質(zhì)量差、性能低。雖然國(guó)內(nèi)也研制出許多高性能模具鋼，但大多數(shù)是上世紀(jì)70-80年代研制的，因種種原因，真正使用的量較少，鋼種也不多。每年使用量不足1萬(wàn)噸。故在生產(chǎn)上使用的仍然是老鋼種為主，如冷模用CrWMn、Crl2、Crl2MoV等，熱模用3CrW8V、6542等，另外，由于模具鋼的改鍛效果差、選材與熱處理不當(dāng)?shù)仍?，也造成模具的壽命低。主要從冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行扼要分析國(guó)內(nèi)模具鋼的研究開(kāi)發(fā)情況。現(xiàn)具體介紹冷作模具鋼的開(kāi)發(fā)概況：
對(duì)冷作模具材料的主要性能要求是：良好的耐模性，足夠的強(qiáng)度和韌性，高的疲勞壽命，良好的抗擦傷和咬合性能以及良好的工藝性能。九十年代以前，國(guó)內(nèi)常用的冷作模具鋼有：碳素工具鋼T1OA，合金工具鋼9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV、Cr12、Cr12MoV、5CrW2Si，高速工具鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2，軸承鋼GCrl5、彈簧鋼60Si2WMna，參碳鋼20Cr、12CrNi3A、不銹鋼3Cr13等。其中用量最大的是Cr12、Cr12MoV、TIOA、CrWMn、9SiCr、9Mn2V、GCr15、60Si2Mn和W18Cr4V。為滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，國(guó)內(nèi)先后研究開(kāi)發(fā)了一系列新型冷作模具鋼。如：高強(qiáng)韌耐磨鋼（7Cr7Mo2V2Si（代號(hào)L）、Cr8MoV3Si（代號(hào)ER5）、9Cr6W3Mo2V2（代號(hào)GM）等）、高速鋼基體鋼（65Cr4W3Mo2VNb、60Cr4Mo3Ni2WV、5Cr4Mo3SiMnVAI）、低合金冷作模具鋼等?！?】
4．結(jié)論
總的來(lái)說(shuō)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)比國(guó)外已有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在本課題中的模具設(shè)計(jì)與制造概況，國(guó)外的技術(shù)要比國(guó)內(nèi)有較高的發(fā)展，無(wú)論從設(shè)計(jì)方面或制造方面國(guó)外的技術(shù)要領(lǐng)先于中國(guó)，如本課題中的硅鋼片沖裁模：國(guó)外硅鋼片沖?？偸褂脡勖?00萬(wàn)次以上，而國(guó)內(nèi)一般為50萬(wàn)-60晚次，最高150萬(wàn)次。之所以國(guó)內(nèi)模具壽命低，不光是我國(guó)模具鋼材料不及國(guó)外的，更根本的原因還是由于國(guó)內(nèi)模具制造技術(shù)方面，因此國(guó)內(nèi)應(yīng)從根本上考慮，模具制造技術(shù)方面與裝配方面。
本課題中的變壓器芯片落料沖裁模從設(shè)計(jì)技術(shù)方面與制造方面和前人的設(shè)計(jì)無(wú)太大變化，本課題中的變壓器芯片只有主體“山”字形結(jié)構(gòu)，并無(wú)墊片，因此，在工序上就省略了一道工序，從先前的級(jí)進(jìn)模變?yōu)閱喂ば蚵淞夏＃＞呓Y(jié)構(gòu)就比級(jí)進(jìn)模要簡(jiǎn)化的多，制造工序也不同先前的模具制造工序。在本課題中設(shè)計(jì)的模具，由于其沖件體積小，沖出的工件主要用于小功率的變壓器，因此，在模具結(jié)構(gòu)方面，該模具要比先前模具有所不同。其具體設(shè)計(jì)與模具結(jié)構(gòu)將以以下幾章具體說(shuō)明。
第1章 零件的工藝性分析
1.1 零件的總體工藝性
沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性。一般情況下，對(duì)沖裁件工藝性影響最大的是幾何形狀、尺寸和精度要求。 良好的沖裁工藝性應(yīng)能滿(mǎn)足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。
此工件是標(biāo)準(zhǔn)的小容量變壓器的鐵心片，生產(chǎn)批量大，材料是軟磁合金材料1J50，厚度是0.2mm, =658M 使用時(shí)由“山”字片一層層疊加而至變壓器鐵心所需的厚度，其零件尺寸公差無(wú)特殊要求，可按IT14選取，利用普通沖裁方式達(dá)到圖樣要求。由于該工件的外行簡(jiǎn)單、形狀規(guī)則，使用與沖裁加工。
圖1-1 工件圖
1. 2 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性
1.2.1 沖裁件內(nèi)形及外形的轉(zhuǎn)角
沖裁件內(nèi)形及外形的轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角，應(yīng)以圓弧過(guò)度，以便于模具的加工，減少熱處理面積的開(kāi)裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過(guò)度磨損。圓角半徑R的最小值，見(jiàn)表1-1所示：
表1-1沖裁件最小圓角半徑
工序
連接角度
黃銅、純銅、鋁
軟鋼
合金鋼
落料
90
0.18t
0.25t
0.35t
<90
0.35t
0.50t
0.70t
沖孔
90
0.20t
0.30t
0.45t
<90
0.40t
0.60t
0.90t
注：t為材料的厚度，當(dāng)t<1mm時(shí)，均以t=1mm計(jì)算。
1.2.2 沖裁件上的懸臂及凹槽部分尺寸
應(yīng)盡量避免沖裁件上過(guò)長(zhǎng)的凸出懸臂和凹槽，懸臂和凹槽寬度也不宜過(guò)小，其值依據(jù)沖裁材料不同而不同。選用沖裁件材料為高碳鋼時(shí)，b>2t；沖裁件材料為黃銅、純銅、軟鋼時(shí)，b>1.5t（t為材料厚度，b為懸臂或凹槽的寬度，t<1mm時(shí)，按t=1mm計(jì)算）?！?】
1.3 沖裁件的精度和斷面粗糙度
1.3.1 精度
沖裁件的經(jīng)濟(jì)精度一般不高于IT11級(jí)，最高可打IT8~IT10級(jí)，沖孔比落料的精度約高一級(jí)，沖裁件的尺寸公差、孔中心距的公差可查閱《冷沖模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》。對(duì)于該沖裁零件由于它自身并不需較高的沖裁精度，古可選此零件的沖裁精度為IT14級(jí)計(jì)算。
1.3.2 斷面粗糙度
沖裁件的斷面粗糙度一般為R12.5~50m，最高可達(dá)R6.3m，具體數(shù)值見(jiàn)表1-2。
表1-2 一般沖裁件斷面的近似粗糙度
材料厚度/mm
1
1~2
2~3
3~4
4~5
粗糙度R/m
6.3
12.5
25
50
100
由于該沖裁件厚度較薄、表面無(wú)特殊公差要求，古對(duì)于該沖裁件斷面粗糙度應(yīng)選用R6.3m
第2章 確定工藝方案
2.1 概述
沖裁件的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，如果按工序的組合分類(lèi)，可分為單工序模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模等。各種沖裁模的構(gòu)成大體相同，主要由工作零件、定位零件、卸料與推料零件、導(dǎo)向零件、連接與固定零件等組成。【7】
確定工藝方案首先要考慮的問(wèn)題是確定沖裁的工序數(shù)，沖裁工序的組合以及沖裁工序順序的安排。沖裁工序數(shù)一般容易確定，關(guān)鍵是確定沖裁工序的組合與沖裁工序的順序。
2.2 確定沖裁工序的組合形式及沖裁順序
沖裁工序的組合方式可以分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。所使用的模具對(duì)應(yīng)為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模。
一般組合沖裁工序比單工序沖裁生產(chǎn)效率高，加工的精度等級(jí)高。沖裁工序的組合方式可根據(jù)下列因素確定：
[1] 根據(jù)生產(chǎn)批量來(lái)確定 一般來(lái)說(shuō)，小批量和試制生產(chǎn)采用單工序模具，中、大批量生產(chǎn)采用復(fù)合?；蚣?jí)進(jìn)模，生產(chǎn)批量與模具類(lèi)型的關(guān)系可參見(jiàn)表2-1所示：、
表2-1 生產(chǎn)批量與模具類(lèi)型的關(guān)系
項(xiàng)目
生產(chǎn)批量
單件
小批
中批
大批
大量
大型件
中型件
小型件
<1
1~2
1~5
1~10
>2~20
>5~50
>10~100
>20~30
>50~100
>100~500
>300
>1000
>5000
模具類(lèi)型
單工序模
組合模
簡(jiǎn)易模
單工序模
組合模、簡(jiǎn)易模
單工序模
級(jí)進(jìn)模
復(fù)合模
單工序模
級(jí)進(jìn)模
自動(dòng)模
硬質(zhì)合金級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模、自動(dòng)模
注：表內(nèi)數(shù)字為每年班產(chǎn)量數(shù)值，單位：千件
[2] 根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級(jí)來(lái)確定 復(fù)合沖裁得到的沖裁件尺寸精度等級(jí)高，避免了多次單工序沖裁的定位誤差，并且在沖裁過(guò)程中可以進(jìn)行壓料，沖裁件較平整。進(jìn)級(jí)沖裁比復(fù)合沖裁精度等級(jí)低。
[3] 根據(jù)對(duì)沖裁件尺寸形狀的適應(yīng)性來(lái)確定 沖裁件的尺寸較小時(shí)，考慮到單工序模送料不方便和生產(chǎn)效率低，常采用復(fù)合模沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。由于該沖裁件的尺寸較小且精度無(wú)太大要求，若采用級(jí)進(jìn)模加工不但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜且加工過(guò)程麻煩，采用單工序模加工就比較簡(jiǎn)單。
[4] 根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來(lái)確定 對(duì)復(fù)雜形狀的沖裁件來(lái)說(shuō)，用復(fù)合沖裁比采用級(jí)進(jìn)沖裁較為適宜，應(yīng)為模具制造安裝調(diào)整比較容易，且成本較低。
[5] 根據(jù)操作是否方便與安全來(lái)確定【5】
綜上所述，對(duì)于一個(gè)沖裁件，可以得出多種工藝方案。必須對(duì)這些方案進(jìn)行比較，選取在滿(mǎn)足沖裁件質(zhì)量與生產(chǎn)率的前提下，模具制造成本較低、模具壽命較高、操作較方便及安全的工藝方案。應(yīng)此，對(duì)于該沖裁件應(yīng)以選擇更合理的工序組合，從該沖裁件的生產(chǎn)批量、形狀精度及模具的安裝調(diào)試精度來(lái)考慮，并且只須一次落料即可，因此該沖裁件更適合于單工序模加工。
由于此沖裁件只需一次落料加工，故只需一個(gè)工序即可。
2.3 沖裁件工藝方案的確定
零件屬于大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝性較好，從零件的形狀﹑尺寸標(biāo)注等情況來(lái)看均符合沖裁的工藝要求,該工件只須一次落料既可,故采用單工序落料模進(jìn)行加工。
第3章 排樣方案的確定
在沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬和減少?gòu)U料具有非常重要的意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好的確定沖件形狀尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。
3.1 材料的合理利用
3.1.1 材料的利用率
沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。
一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率η（式3.1.1）可用下式表示：
η=×100% （3.1）
式中：A——一個(gè)不距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；
B——條料寬度；
h——步距。
η值越大，材料的利用率就越高，在沖裁件的成本中材料費(fèi)用一般占60%以上，可見(jiàn)材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。【1】
3.1.2 提高材料利用率的方法
要提高材料的利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手。減少工藝廢料的有力措施是：設(shè)計(jì)合理的排樣方案，選擇合適的板料規(guī)格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊余料），或利用廢料作小零件等。
對(duì)于一定形狀的沖裁件，結(jié)構(gòu)廢料是不可避免的，但充分利用結(jié)構(gòu)廢料是可能的。該零件是變壓器芯片的沖裁件，對(duì)于提高材料的利用率無(wú)特別的要求，若要提高材料的利用率，就必須充分利用結(jié)構(gòu)廢料。但對(duì)于此零件其結(jié)構(gòu)廢料是必不可免的，因此可從改變零件的結(jié)構(gòu)形狀入手來(lái)提高材料的利用率。
3.2 排樣方法
根據(jù)材料的合理利用情況，條料的排樣方法可分為三種：即有廢料排樣、少?gòu)U料排樣和無(wú)廢料。
從零件的結(jié)構(gòu)形狀和工藝特點(diǎn)來(lái)看，該零件的排樣方法只有少?gòu)U料排樣和有廢料排樣兩種排樣方法?！?】
根據(jù)工件外形尺寸，生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，零件的工藝方案采用單工序模具進(jìn)行加工。根據(jù)單工序落料模具的特點(diǎn)、工件的外形尺寸及形狀等綜合方面因素進(jìn)行考慮，工件的排樣可有如下兩種方案：
方案（一） 直排有廢料排樣，如圖3-1所示：
方案（二） 直排少?gòu)U料排樣，如圖3-2所示：
圖3-1直排有廢料排樣圖
圖3-2直排少?gòu)U料排樣圖
根據(jù)兩種排樣方案圖，考慮模具結(jié)構(gòu)形狀，方案（二）的排樣使模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化不及方案（一）用直排有廢料排樣，因此該零件的排樣應(yīng)采用直排有廢料排樣的排樣方法。
3.3 塔邊
排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料叫塔邊。塔邊的作用一是補(bǔ)償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是增加條料的剛度，方便條料送進(jìn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；同時(shí)，塔邊還可以避免沖裁時(shí)條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命。
塔邊值對(duì)沖裁過(guò)程及沖裁件有很大的影響；因此一定要合理確定搭邊數(shù)什。搭邊過(guò)大，材料利用率低；搭邊過(guò)小時(shí)，搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。根據(jù)生產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)，正常搭邊比無(wú)搭邊沖裁時(shí)的模具壽命高50%以上?！?】
3.3.1 影響搭邊值的因素
3.3.1.1 材料的力學(xué)性能 硬材料的搭邊值可小些；軟材料，脆材料的搭邊值要大一些。
3.3.1.2 材料的厚度 材料越厚，塔邊值越大。
3.3.2.3 送料及擋料方式 用手工送料，有側(cè)壓裝置的塔邊值可以小些；用側(cè)刃定距比用擋料銷(xiāo)定距的塔邊小一些?！?】
3.3.2 塔邊值的確定
由于塔邊值對(duì)沖裁過(guò)程及沖裁質(zhì)量影響很大，因此，在確定塔邊值時(shí)應(yīng)合理選用。
塔邊值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的，目前常用的有數(shù)種。表3.1為最小值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)表之一，可供查閱：
表3.1 最小塔邊值
材料厚度t
圓形或圓角r>2t的工件
矩形件邊長(zhǎng)L<50mm
材料厚度t
工件間a1
側(cè)面a
工件間a1
側(cè)面a
工件間a1
側(cè)面a
0.25以下
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.0
0.25~0.5
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
0.5~0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
1.8
2.0
0.8~1.2
0.8
1.0
1.2
1.5
1.5
1.8
1.2~1.6
1.0
1.2
1.5
1.8
1.8
2.0
工件圖排樣的塔邊值可查表3.1確定。其中工件間a=2.2mm、沿邊值a=2.5mm、進(jìn)距h=17.2mm。
3.4 條料寬度與倒料板間距離的計(jì)算
在排樣方案和塔邊值確定之后，就可以確定條料的寬度，進(jìn)而確定導(dǎo)料板間的距離。由于表3.1所列的側(cè)面塔邊值a已經(jīng)考慮了剪料公差所引起的減小值，所以條料寬度的計(jì)算一般采用簡(jiǎn)化公式。由于該沖裁件采用的是側(cè)壓裝置送料（如圖3.3所示），故可采用下列公式計(jì)算：
條料寬度 B=（D+2a） （3.2）
導(dǎo)料板間距離 A=B+C= D+2a+C （3.3）
式中：D——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；
a——側(cè)塔邊值，可參考表3.1；
Δ——條料寬度的單向（負(fù)向）偏差，見(jiàn)表3.2；
C——導(dǎo)料板與最寬條料之間的距離。
圖3.3 有側(cè)壓板的沖裁
表3.2 條料寬度偏差Δ
條料寬度B
材料厚度t
~0.5
>0.5~1
>1~2
~20
>20~30
>30~50
0.05
0.08
0.10
0.08
0.10
0.15
0.10
0.15
0.20
查表3.1可得工件間a=2.2mm、沿邊值a=2.5mm代入式3.2和3.3可得：
B=（D+2a） =27mm；
A= D+2a+C =32mm。
3.5 計(jì)算材料利用率
由以上計(jì)算的結(jié)果B和A值，將其代入式3.1得一個(gè)進(jìn)距的材料利用率：
η=×100%=×100%=54%
式中沖裁件的面積A為：
A=（5×11×2+2×11+4×22）=253mm
第4章 沖裁工藝的計(jì)算
4.1 計(jì)算沖裁工藝力
由于該模具采用彈性卸料和下出料方式，落料方式是靠凸模推件力使得沖裁件下落，故在計(jì)算沖裁力時(shí)只考慮卸料力和推件力的作用。在計(jì)算卸料力和推件力時(shí)一般是按經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。
4.1.1 沖裁力
沖裁模設(shè)計(jì)時(shí)，為了合理地設(shè)計(jì)模具及選用設(shè)備，必須計(jì)算沖裁力。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適用沖裁的要求。
平刃口模具沖裁時(shí)，其理論沖裁力（N）可按下式計(jì)算：
F=Lt （4-1）
式中：L——沖裁件的外形周長(zhǎng)；
t——沖裁件厚度；
——沖裁件材料的屈服強(qiáng)度值。
其中：L==138mm；
t=0.2mm；
=658MP
將 L、t、帶入式4-1中可算得：
F=Lt =138
4.1.2 卸料力
卸料力采用的經(jīng)驗(yàn)公式為：
（4-2）
式中：——卸料力（N）；
——卸料力系數(shù)（見(jiàn)表4-1）；
F——沖裁力（N）。
表4-1 卸料力、推件力系數(shù)
沖裁材料
純銅、黃銅
0.02~0.06
0.03~0.09
鋁、鋁合金
0.025~0.08
0.03~0.07
鋼
材料厚度
>0.1~0.5
0.045~0.055
0.1
從表4-1中可查的=0.05，將、F帶入式4-2可得
4.1.3 推件力
（4-3）
式中： n——硬塞在凹模內(nèi)料的個(gè)數(shù)，n=h/t，h為凹模刃壁垂直部分高度（mm），t為料厚（mm）；
——卸料力（N）；
——卸料力系數(shù)（見(jiàn)表4-1）；
F——沖裁力（N）。
從表4-1中可查的=0.05；
將、F、n帶入式4-3可得：
沖裁時(shí)總的沖裁力為：
（4-4）
將、、F帶入式4-4中，可計(jì)算出沖裁時(shí)總的沖裁力。
4.2 凸凹模間隙值的確定
凸凹模間隙對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料
力、推件力等有較大的影響，所以必須選擇合理的間隙。沖裁間隙數(shù)值主要按制件質(zhì)量要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值來(lái)選用。
其間隙值可查表4-2可得=0.012mm，=0.018mm。 【1】
表4-2 沖裁模初始雙邊間隙Z (mm)
材料厚度/mm
軟鋁
純銅、黃銅、軟鋼
（wc=0.08%~0.2%）
杜拉鋁、中等硬鋼
（wc=0.3%~0.6%）
硬鋼
（wc=0.5%~0.6%)
0.2
0.008
0.012
0.010
0.014
0.012
0.016
0.014
0.018
0.3
0.012
0.018
0.015
0.021
0.018
0.024
0.021
0.027
0.4
0.016
0.024
0.020
0.028
0.024
0.032
0.028
0.036
4.3 凸凹模刃口尺寸的確定
對(duì)零件圖中未注公差的尺寸，可按IT14來(lái)進(jìn)行選取，從而查表得出其極限偏差為、17 、 、 、 。 【10】
本例零件因形狀比較復(fù)雜，且為零件材料為了保證凸凹模之間的間隙值，必須采用凸凹模配合加工的方法?，F(xiàn)以凹模為基準(zhǔn)件，根據(jù)凹模磨損后的尺寸變化情況，將零件圖中各尺寸進(jìn)行分類(lèi)：
A類(lèi)尺寸：、、、；
B類(lèi)尺寸：17；
查表4-3可得A類(lèi)與B類(lèi)尺寸的計(jì)算公式為：
； （4-5）
； （4-6）
式中：、——凸模刃口尺寸（mm）；
A、B——工件基本尺寸（mm）；
Δ——工件的公差（mm）；
Δ`——工件的偏差（mm），對(duì)稱(chēng)偏差時(shí)，；
x——磨擦系數(shù)，一般取x=0.5；
由公式4-5、4-6可計(jì)算出凸模的刃口尺寸：
凹模的刃口尺寸可按凸模的實(shí)際尺寸配制，并保證雙面間隙0.012~0.016mm。
表4-3 配合加工時(shí)，凸、凹模尺寸的計(jì)算公式
工序性質(zhì)
制件尺寸
（圖2-15）
（圖2-16）
凸模尺寸
凹模尺寸
落料
按凹模尺寸配制，其雙
面間隙為：
C
4.4 凸凹模外形尺寸的確定
4.4.1 凹模外形尺寸的確定
凹模的外形尺寸常用下列經(jīng)驗(yàn)公式確定
凹模厚度的確定：
（15mm） （4-7）
凹模壁厚的確定：
（30mm） （4-8）
式中：b——凹?？椎淖畲蟾叨取?
K——因數(shù)，取K=0.3
H——凹模厚度；【6】
C——凹模壁厚
將以上數(shù)據(jù)代入公式4-7與4-8中可得：
=0.3×22=6.6mm
考慮凹模板的強(qiáng)度問(wèn)題，其厚度應(yīng)圓整為15mm，使凹模板有足夠的強(qiáng)度。凹模壁厚C可取30mm，凹模的零件圖如圖示所示：（見(jiàn)零件圖）
根據(jù)以上尺寸及工件尺寸即可估算出凹模的外形尺寸，既：L×B=82×72mm。
4.4.2 凸模外形尺寸的確定
凸模的外形尺寸祥見(jiàn)第3節(jié)，其中凸模固定板厚為；
H為凹模的厚度。即。
4.5 確定模具的壓力中心
沖模的壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)的工作，減少導(dǎo)向件的磨損，提高模具及壓力機(jī)的壽命。
沖模壓力中心的求法，一般采用求平行力系合力作用點(diǎn)的方法。如圖所示，按比例畫(huà)出工件形狀，將工件輪廓分成、~~的基本線段，并選定坐標(biāo)系xoy，如圖4-1所示：
因工件左右對(duì)稱(chēng)，其壓力中心一定
在對(duì)稱(chēng)軸y上，即，故只計(jì)算。
， ；
，
；
，
；
，
圖4-1 壓力中心分析圖
；
， ；
第5章 沖裁模主要零部件的設(shè)計(jì)
5.1 凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
該模具屬單工序落料模，其“山”字鐵落料凸?？刹捎弥北谛谓Y(jié)構(gòu)，材料選用Cr12，刃口部分須熱處理，其硬度為58—62HRC，尾部回火至40—52HRC。凸模的加工可采用線切割一次加工完成，簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程，提高了精度。由于凸模不太大，其固定方式可采用H7/m6的過(guò)渡配合，并用低熔點(diǎn)合金澆注法固定。
凸模的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)沖模的具體結(jié)構(gòu)確定，應(yīng)留有足夠的修磨余量1mm，并且模具在閉合狀態(tài)下卸料板至凸模固定板之間應(yīng)留有避免壓手的安全距離。
在模具沖裁過(guò)程時(shí)卸料板將工件壓緊，凸模穿過(guò)卸料板與卸料板配合選用H7/h6的配合間隙，則卸料板對(duì)凸模可起導(dǎo)向及支承作用，提高凸模的強(qiáng)度。
5.1.1 沖裁凸模長(zhǎng)度的確定
普通沖裁凸模的長(zhǎng)度是根據(jù)沖裁模的結(jié)構(gòu)來(lái)確定的。如圖5-1所示的模具結(jié)構(gòu)，凸模的長(zhǎng)度應(yīng)為：
（5-1）
式中：—— 凸模固定板的厚度（mm）；
—— 卸料板厚度（mm）；
—— 導(dǎo)尺（導(dǎo)板）或坯料厚度（mm）；
—— 凸模進(jìn)入凹模的深度（mm）；
——附加長(zhǎng)度（mm）；主要考
慮凸?？傂弈ビ嗔浚?0~15mm）及模具閉合狀態(tài)下，卸料板到凸模固定板之間的安全距離15~25mm）等因素確定。
圖5-1 凸模長(zhǎng)度尺寸
因此可由公式5-1算出凸模的總長(zhǎng)L，即：
5.1.2 凸模強(qiáng)度校驗(yàn)
普通沖裁模的凸模，在一般情況下，其強(qiáng)度是足夠的，沒(méi)有必要進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。但是，當(dāng)凸模特別細(xì)長(zhǎng)狹小時(shí)，或凸模的端面尺寸很小而坯料的厚度較大或材料特別硬時(shí)，就必須進(jìn)行凸模的強(qiáng)度校驗(yàn)。
5.1.2.1 承壓能力校驗(yàn) 異形斷面沖裁凸模的承壓能力計(jì)算校驗(yàn)原則是，沖裁力必須小于或等于凸模強(qiáng)度所允許的最大壓力，則有：
（5-2）
式中：b——凸模的寬度（mm）；
L——凸模截面長(zhǎng)度（mm）；
——毛坯材料的抗剪強(qiáng)度（N/mm）；
T——毛坯料的厚度（mm）；
——凸模材料許用壓力（N/mm）。【8】
凸模材料的許用壓力取決于凸模選用的材料種類(lèi)、凸模的熱處理及沖模的結(jié)構(gòu)與模具的工作條件等。其許用壓力可根據(jù)《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查閱，即=1000 N/mm。
5.1.2.2 失穩(wěn)彎曲極限長(zhǎng)度 凸模在軸向壓力（沖裁力）的作用下，不產(chǎn)生失穩(wěn)彎曲的極限長(zhǎng)度與導(dǎo)向方式有關(guān)。
由于該模具凸模較小因此其凸?？刹捎脤?dǎo)向裝置，在該模具中其卸料板可起導(dǎo)向作用。故在計(jì)算凸模失穩(wěn)極限長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)用有導(dǎo)向裝置的凸模公式計(jì)算：
（ 5-3 ）
式中：J——凸模最小的橫截面的軸慣性矩，查表可選取J=520MPa；
P——沖裁力；
將數(shù)值帶入式5-3中可算出的值，即：
5.2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凹模可采用整體結(jié)構(gòu)或鑲拼結(jié)構(gòu)，但近年來(lái)由于線切割機(jī)床的普及，采用整體凹模結(jié)構(gòu)具有制造簡(jiǎn)單、制作周期短的特點(diǎn)，并且由于凸模固定板、卸料板、凹?？刹捎猛怀绦蚨ㄎ弧⑶懈?；因而可以保證相對(duì)位置的精度，便于裝配。另一個(gè)原因，該模具是純沖裁模，凹模是一個(gè)平面，磨損后便于刃磨，考慮以上應(yīng)素，將凹模設(shè)計(jì)為整體凹模，選用Cr12鋼作為模具材料，這種材料淬透性較好，利于刃磨。凹模各區(qū)均有廢料漏出，漏料孔外的刃口厚度均為3mm。
如圖所示，凹模內(nèi)部的兩個(gè)矩形區(qū)，沖裁時(shí)處于懸臂狀態(tài)，因而凹模應(yīng)用足夠的厚度，否則由于受彎截面過(guò)小，會(huì)使此處凹模臂折斷，故此處應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。由于材料力學(xué)可知，將簡(jiǎn)化為圖5-2示的懸臂梁。
圖5-2 凹模簡(jiǎn)圖
圖5-3 凹模力臂分析圖
圖中載荷是作用在頭部寬度為6mm的沖裁力；
載荷是作用在長(zhǎng)邊沖裁力的總和。其作用點(diǎn)位于中部。由式（4-1）F=Lt可計(jì)算出懸臂力、的值。
式中：——為剪切強(qiáng)度極限，選用=400MPa；
t——為板料厚度，t=0.2mm；
跟部的彎矩為：
矩形截面的抗彎截面模量是由材料力學(xué)可知：
（5-4）
式中：b、h是圖中所注的幾何尺寸，其中橫板厚度尺寸H是所求的數(shù)值。由材料力學(xué)可知彎曲強(qiáng)度條件是：
（5-5）
式中：——材料許用強(qiáng)度極限（MPa），Cr12材料取=250MPa。
則抗彎截面模量為：
（5-6）
由式5-6可得：
由計(jì)算可知，凹模板厚度不容忽視，板厚應(yīng)大于6.36mm,再考慮安全因數(shù)，凹模板厚度取為15mm。
5.3 定位零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.3.1 導(dǎo)尺的設(shè)計(jì)
導(dǎo)尺的作用是對(duì)條料進(jìn)行導(dǎo)向的。安裝在凹模工作部位的一側(cè)，并與模具的中心平行。本模具其工序均為沖裁，沖壓過(guò)程中材料沒(méi)有上、下運(yùn)動(dòng)，故導(dǎo)尺工作側(cè)面制成直線型，導(dǎo)尺與條料之間也無(wú)須留間隙，在送料的過(guò)程中，條料可沿導(dǎo)尺并緊挨導(dǎo)尺向前送進(jìn)完成沖壓過(guò)程。導(dǎo)尺的厚度可取5mm，導(dǎo)尺用45鋼制成，其硬度為50—55HRC。導(dǎo)尺用螺釘和銷(xiāo)釘固定在凹模板上。
5.3.2 擋料銷(xiāo)的設(shè)計(jì)
擋料銷(xiāo)是用來(lái)控制送料的布距，可做成自動(dòng)擋料銷(xiāo)和固定擋料銷(xiāo)兩種形式，但為簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，擋料銷(xiāo)可作成固定型，安裝在凹模模塊上的正后方，均用H7/m6配合形式。擋料銷(xiāo)距凹模邊緣距離為a值，即a=2.5mm。
擋料銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)形式選用圓柱形，如圖5-4示：
5.4 卸料部件的設(shè)計(jì)
圖5-4 固定檔料銷(xiāo)
5.4.1 卸料裝置的選用
卸料裝置的形式有很多，根據(jù)沖裁件的結(jié)構(gòu)要求，卸料裝置可選用彈性卸料板，其彈性元件一般多選用彈簧或橡皮。但由于此模具體積較小，沖裁件形位公差及精度要求需要保證，選用橡皮比選用彈簧要好，故應(yīng)選用橡皮做為彈性元件。
橡皮選用的原則是：
[1] 為保證橡膠的正常工作，所選橡膠應(yīng)滿(mǎn)足預(yù)壓力要求：
（5-7）
式中：——橡膠在預(yù)壓縮狀態(tài)下的壓力（N）；
——卸料力（N）。
[2] 為保證橡膠不過(guò)早失效，其允許最大壓縮量不應(yīng)超過(guò)其自由高度的45%，一般取
（5-8）
橡膠的預(yù)壓縮量一般取自由高度的10%~15%。
即 （5-9）
[3] 橡膠高度與直徑之比應(yīng)按下式校核：
（5-10）
式中：D為橡膠的外徑（mm）。【1】
5.4.2 卸料橡皮自由高度的確定
根據(jù)材料厚度為0.2mm，沖裁時(shí)凸?？缮僭S壓入凹模，但其深度較微小，可不記。考慮到模具在修磨時(shí)刃磨余量1mm；開(kāi)啟時(shí)高出凸模1mm，則總的工作行程 mm。將數(shù)據(jù)代入公式5-8中可得：
橡皮的自由高度為：
應(yīng)選取。
模具在組裝時(shí)橡皮的預(yù)壓量為：
應(yīng)選取。
由此可算出模具中安裝橡皮的空間高度尺寸為9mm。
5.4.3 卸料板外形尺寸的確定
為了使沖裁件表面平整，在沖裁過(guò)程中，卸料板是穿過(guò)凹模，在橡皮的彈性作用下緊壓這毛坯料，但因?qū)С叩淖饔?，卸料板在凸模部分?yīng)設(shè)計(jì)成凸臺(tái)。
凸臺(tái)部分的高度為：
本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有對(duì)凸模的導(dǎo)向作用、保護(hù)作用。卸料板的邊界尺寸與凹模的邊界尺寸相同，卸料板的厚度為10mm，卸料板與各凸模的間隙已在凸模設(shè)計(jì)中確定。卸料板上應(yīng)設(shè)計(jì)四個(gè)卸料螺釘，公稱(chēng)直徑為8mm，螺紋部分為4mm長(zhǎng)12mm，卸料螺釘?shù)奈膊吭谏夏Ｗ呐_(tái)階孔中定位。卸料螺釘工作時(shí)的行程為10mm，上模座在螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應(yīng)使卸料板超出凸模1mm，有誤差時(shí)可通過(guò)螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整。
卸料板工作時(shí)進(jìn)入導(dǎo)尺壓緊條料，卸料板在導(dǎo)尺的位置留出臺(tái)階，在凹模上沒(méi)有條料的情況下，卸料板的下平面與導(dǎo)尺的上表面之間應(yīng)保留0.5mm的間隙，卸料板水平方向與兩導(dǎo)尺之間的間隙為0.5mm。橡皮的自由高度為10mm厚度不可低于要求尺寸，超出這個(gè)厚度時(shí)應(yīng)考慮到每加厚1mm時(shí)就將增加工作載荷約100N，橡皮的總面積為34.5mm2，分為兩塊，每邊卸料螺釘上安裝一塊，中間鉆孔為Φ13mm，四邊橡皮的厚度務(wù)必一致，不然就會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作。卸料板采用45鋼制作，淬火硬度為40~45HRC。
5.5 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)
由于該模具屬于中小型模具結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)向零件常采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式。導(dǎo)柱安裝在下模座上，導(dǎo)套安裝在上模座，并分別采用H7/s6的過(guò)盈配合，其結(jié)構(gòu)形式可采用滑動(dòng)式。
由于導(dǎo)柱、導(dǎo)套已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。因此，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)尺寸，可選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式。查GB/T2861.1可得導(dǎo)柱的規(guī)格為；。查GB/T2861.6可得導(dǎo)套的規(guī)格為；。
5.6 模柄的選用
根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算，該模具結(jié)構(gòu)尺寸不大，其上模部分可通過(guò)模柄固定在壓力機(jī)的滑塊上。
模柄的形式可選用壓入式（如圖5-4），與上模孔的配合采用H7/m6的過(guò)渡配合，并采用銷(xiāo)釘防轉(zhuǎn)，模柄的結(jié)構(gòu)尺寸可查表確定。
其中，模柄尺寸
圖5-5 壓入式模柄
模柄總高H=78mm； 壓入上模板高度h=30mm。
5.7 模架及模座的選用
5.7.1 模架
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，模架主要有兩大類(lèi)：一類(lèi)是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模架；另一類(lèi)是由彈性模板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模架。導(dǎo)柱模架的結(jié)構(gòu)形式大體可分為四角導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、后置導(dǎo)柱模架和對(duì)角導(dǎo)柱模架等四種類(lèi)型，在選取模架型號(hào)時(shí)，應(yīng)考慮沖裁件的沖裁結(jié)構(gòu)形式、沖裁力的大小等方面因素考慮，根據(jù)該沖裁件的結(jié)構(gòu)形式來(lái)選取，由于該模具較小，模架可選用對(duì)角式導(dǎo)柱、導(dǎo)套模架，其模架的型號(hào)可直接按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2854的規(guī)定當(dāng)中選用?！?】
5.7.2 模座
模座一般分為上、下模座，其形狀基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機(jī)滑塊和工作臺(tái)連接，傳遞壓力。因此，必須十分重視上、下模座的強(qiáng)度和剛度。模具因強(qiáng)度不足會(huì)產(chǎn)生破壞；如果剛度不足，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的彈性變形，導(dǎo)致模具的工作零件和導(dǎo)向零件迅速磨損。
因此，在選用和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
[1] 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架，而標(biāo)準(zhǔn)模架的型式和規(guī)格就決定了上、下模座的型式和規(guī)格。
[2] 所選用或設(shè)計(jì)的模座必須與所選壓力機(jī)的工作臺(tái)和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進(jìn)行必要的校核。
[3] 模座的材料一般選用HT200、HT250，也可選用Q235、Q255結(jié)構(gòu)鋼，對(duì)于大型精密模具的模座選用ZG35、ZG45。
[4] 模座的上、下表面的平行度應(yīng)達(dá)到要求，平行度公差一般為4級(jí)。
[5] 上、下模座的導(dǎo)套、導(dǎo)柱安裝孔中心距必須一致，精度一般要求在以下。
[6] 模座的上、下表面粗糙度Ra值為1.6~0.8μm，在保證平行度的前提下，可允許Ra值降低為3.2~1.6μm。【2】
由以上幾點(diǎn)可知應(yīng)選用中間導(dǎo)柱模架，模架、模座按國(guó)標(biāo)規(guī)定中選取。模座的材料選用HT200鋼，其尺寸按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2854的規(guī)定中選取，即：
上模座：L/mmB/mmH/mm = 1258025；
下模座：L/mmB/mmH/mm = 1258030；
導(dǎo)柱：d/mmL/mm = 20120；22120；
導(dǎo)套：d/mmL/mm = 20130；22130；
模架的閉合高度為110~150mm。
第6章 模具的總體設(shè)計(jì)與沖壓設(shè)備的選用
6.1 模具的總體設(shè)計(jì)
有了上述幾章的設(shè)計(jì)與計(jì)算所得的數(shù)據(jù)及確定的工藝方案，便可以對(duì)模具進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而可初算出閉合高度，即：
根據(jù)凹模的外形尺寸，可確定下模板的外形尺寸為10083mm。
從裁模的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大閉合高度與最小閉合高度之間，其關(guān)系為： 。
如果沖模的閉合高度大于壓力機(jī)的最大裝模高度時(shí)，沖模不能在該壓力機(jī)上使用。反之，小于壓力機(jī)最小裝模高度時(shí)，可加經(jīng)過(guò)磨平的墊板。
沖模的其他外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須和壓力機(jī)相適應(yīng)，如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機(jī)墊板、滑塊底面尺寸，模柄與模柄孔尺寸，下模緩沖器平面尺寸與壓力機(jī)墊板孔尺寸等都必須相適應(yīng)，以便模具能正確安裝和使用?！?2】
6.2 沖壓設(shè)備的選用
在選擇沖壓設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮壓力機(jī)的噸位與沖裁力之間的關(guān)系，具體的選擇原則應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：
[1] 壓力機(jī)的噸位應(yīng)大于或等于沖裁時(shí)的總力。
（6-1）
式中：——所選壓力機(jī)的噸位；
——沖裁時(shí)的總力。
由公式4-4得沖裁時(shí)的總力=39402.6N。
[2] 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)的類(lèi)型和行程（沖程）次數(shù)，如單工序模工件是從模具中落料的，故應(yīng)選用雙柱式壓力機(jī)；
[3] 根據(jù)模具尺寸的大小、安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺(tái)面尺寸，如有推件時(shí)應(yīng)考慮臺(tái)面孔的大小使沖后有關(guān)零件能自由通過(guò)；
[4] 選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配；
[5] 模柄直徑、長(zhǎng)度尺寸是否與壓力機(jī)滑塊模柄孔直徑、深度尺寸相當(dāng)；
[6] 壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)該是拉深深度的2~2.5倍；
[7] 壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)效率；
[8] 壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全?！?2】
從以上幾點(diǎn)，并根據(jù)模具的總沖壓力、模具的閉合高度，可選用單柱固定臺(tái)壓力機(jī)J11-5。
該壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力：50KN；
滑塊的行程：0~40mm；
最大閉合高度：170mm；
閉合高度調(diào)節(jié)量：30mm；
滑塊中心線至床身距離：100mm；
工作臺(tái)尺寸 前后左右：180320mm；
墊板厚度：30mm；
模柄孔尺寸：2540mm?！?】
第7章 模具的安裝與調(diào)配
7.1 模具的制造與安裝
凹模板、導(dǎo)尺均是需淬硬的零件，凹模板加工后，在線切割和淬火以前，在模架的下模板上進(jìn)行裝配，在凹模上劃出各形孔和回孔的線，并根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心線與 下模座的中心線對(duì)正。鉆、攻螺紋孔，將下模板、凹模板、導(dǎo)尺進(jìn)行裝配，校正導(dǎo)尺間距后，鉆、鉸銷(xiāo)釘孔，將上述三板固定。鉆孔并安裝導(dǎo)料銷(xiāo)，安裝承料板。然后將下模全部拆開(kāi)，將凹模板和導(dǎo)尺熱處理淬硬（凹模穿絲鉆孔）后進(jìn)行線切割加工，用平面磨床后重新裝配。
固定在上模板的上模部分，凸模與凸模板都應(yīng)淬硬，裝配前將凸模淬硬并完成部分加工，墊板裝配前不淬硬?！?】
裝配時(shí)將凸模壓入凸模固定板，在墊板上鉆孔，將外形凸模固定在墊板上，再與卸料板穿在一起。凸、凹模間隙為0.015mm，在凹模型孔中墊0.015mm的紙片，以確定間隙。將已組裝成一體的凸模固定板、凸模、卸料板、墊板一同，并使凸模插入凹模孔中，將上模板通過(guò)導(dǎo)柱、導(dǎo)套與下模板裝在一起，透過(guò)上模板鉆、攻螺紋孔，使上模板、墊板、凸模固定板固定。檢查無(wú)誤后，鉆、鉸銷(xiāo)釘孔，打入銷(xiāo)釘，再鉆、攻螺紋孔，安裝卸料螺釘，上模全部拆開(kāi)，將墊板淬硬磨平安裝膠板，再次裝配上模，完成模具裝配。
7.2 模具的裝配與調(diào)試
7.2.1 技術(shù)要求
[1] 各類(lèi)沖壓模具的裝配均應(yīng)符合裝配圖及其技術(shù)要求；
[2] 標(biāo)準(zhǔn)模架、非標(biāo)準(zhǔn)模架的裝配技術(shù)要求要符合沖模模架的技術(shù)要求（GB/T2854-90）和沖模模架精度檢查標(biāo)準(zhǔn)（GB/T12447-90）；
[3] 所有各類(lèi)沖壓模具上使用的拖桿、頂桿、推桿、卸料螺釘，凡在一組內(nèi)的應(yīng)等長(zhǎng)，其相對(duì)誤差不得大于0.05mm；
[4] 模具上下模座、上模柄上凡安裝彈頂裝置的螺桿孔或推桿孔，除圖樣上有標(biāo)注外，一律應(yīng)在模座的坐標(biāo)中心；
[5] 沖裁模裝配后刃口應(yīng)保持銳利；
[6] 凸模與固定板裝配后，其尾部與固定板安裝面必須一起磨平；
[7] 裝配后的沖裁模具其卸料板、推件板、頂板、浮頂裝置均應(yīng)漏出凹模面、凸模頂端，其值為0.5~1mm，圖樣另有要求者除外；
[8] 裝配后的沖踩模具或凹模凡是由多件拼塊拼合而成的，其刃口二側(cè)的平面應(yīng)完全一致且無(wú)接縫感覺(jué)，刃口轉(zhuǎn)角處非工作的接縫面不允許有接縫存在。
[9] 硅鋼片沖裁模中拼塊凹模的模套內(nèi)壁必須進(jìn)行鏟刮，并保證與安全基面垂直以及相對(duì)應(yīng)內(nèi)壁之間的平行，其平行度和垂直度均不得大于0.01：100；
[10] 所有圓柱銷(xiāo)在壓入時(shí)必須正常，不得有用重錘猛擊壓入或咬壞銷(xiāo)孔的想象；
[11] 裝配后的模具外觀應(yīng)整齊；
[12] 除技術(shù)要求中所說(shuō)明的之外，不允許用敲打方法來(lái)達(dá)到本裝配技術(shù)要求。
7.2.2 模具在裝配的一般順序和裝配要點(diǎn)
沖模裝配是沖模制造中的關(guān)鍵工序。其裝配質(zhì)量的好壞， 將直接影響沖裁件的質(zhì)量、沖模的技術(shù)狀態(tài)和使用壽命。在裝配沖模前應(yīng)全面了解其工作性能、結(jié)構(gòu)以及制件要求，并按技術(shù)要求、模具零件的精度要求等確定裝配工藝，提出實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的具體措施。模具裝配完畢，必須滿(mǎn)足規(guī)定的裝配精度。其中包括各零、組件的相互位置精度，如模架各工作面的平行度或垂直度等；運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度，如卸料件的工作準(zhǔn)確性，導(dǎo)向件的導(dǎo)向正確性，傳動(dòng)件的傳動(dòng)精度；配合精度和接觸精度，如工作件間的間隙大小和均勻性，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的實(shí)際配合間隙或過(guò)盈，配合面間的接觸面積大小和分布情況?！?】
模具在裝配時(shí)的裝配順序如下：
[1] 一般情況下，先裝下模及其工作零件。但若上模的工作零件是配入上模板窩座內(nèi)的，或者是由拼塊組成的，則應(yīng)先裝上模。
[2] 裝配導(dǎo)柱、導(dǎo)套。
[3] 根據(jù)下模校裝上模，找正上、下模之間的間隙。
[4] 上、下模找正間隙后，擰緊螺釘并鉆、絞定位銷(xiāo)孔，打入銷(xiāo)釘。
[5] 裝配其他零件?！?5】
結(jié)論
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我學(xué)完大學(xué)全部課程之后，進(jìn)行的一次系統(tǒng)的、綜合性的總復(fù)習(xí)，也是參加工作前的一次綜合性訓(xùn)練，它直接關(guān)系到我今后的模具設(shè)計(jì)能力。
在這次設(shè)計(jì)中模具的結(jié)構(gòu)與以往所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)有所不同，主要體現(xiàn)在：該模具由于沖裁的是小變壓器“山”字形芯片，其工件較小，所設(shè)計(jì)的模具體積也較小。在上模部分，其凸模固定板上面的墊板可省略。模具設(shè)計(jì)計(jì)算的要點(diǎn)是凸模與凹模徑向尺寸及深度方向尺寸的計(jì)算，凸模與凹模的計(jì)算在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中顯得尤為重要，因?yàn)樗鼈冎苯雨P(guān)系到制品的尺寸精度；模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖用AutoCAD畫(huà)出，圖中需標(biāo)注的各項(xiàng)參數(shù)如尺寸，公差，技術(shù)要求，圖紙布局等均應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)件如推板，螺釘?shù)鹊牧慵D無(wú)需一一畫(huà)出，但應(yīng)參照文獻(xiàn)查出其具體結(jié)構(gòu)尺寸?！?】
在本模具中比較突出的是，該模具凹模板采用的是整體式凹模結(jié)構(gòu)，在加工工藝上可省略一系列工序，加工時(shí)可直接在線切割機(jī)床上一次加工成型，又應(yīng)為該模具沖出的工件并不須較高的精度，所以在線切割機(jī)床上直接加工出來(lái)便可使用。
在加工工藝上該模具的加工設(shè)備較為精確，現(xiàn)在由于我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，模具及模具加工設(shè)備市場(chǎng)需求量大，發(fā)展前景廣闊，近幾年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量提高，國(guó)有企業(yè)改革和脫困取得重大進(jìn)展，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整在加緊進(jìn)行，對(duì)模具和模具加工設(shè)備的需求增加。在加工精度上也大大的提高了許多，如今隨著我國(guó)的模具工業(yè)迅速發(fā)展，模具的加工設(shè)備也不斷的提高，并帶動(dòng)著模具的加工自動(dòng)化水平的不斷發(fā)展。
由于水平有限和時(shí)間倉(cāng)促，本設(shè)計(jì)中難免存在疏漏和不妥之處，懇請(qǐng)楊老師以及模具教研室的各位老師給予批評(píng)指正。在以后的工作或是學(xué)習(xí)中，我會(huì)完善自我，逐步提高我的模具設(shè)計(jì)能力，爭(zhēng)取在模具設(shè)計(jì)方面有更大的突破，為中國(guó)的模具技術(shù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
致謝
經(jīng)過(guò)這一個(gè)多月的辛勤努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，在此期間，特別感謝教我們專(zhuān)業(yè)課的老師，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)之所以能順利完成，是由于在他們的精心教導(dǎo)下使我對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造方面有了初步的了解，以及我的指導(dǎo)教師杜偉老師的辛勤指導(dǎo)下使我學(xué)會(huì)了查閱有關(guān)模具設(shè)計(jì)資料完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我對(duì)冷沖模具設(shè)計(jì)有了完善的了解，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也體現(xiàn)到了我們同學(xué)之間的團(tuán)隊(duì)精神以及同學(xué)之間相互協(xié)助精神，也特別感謝在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中幫助我的同學(xué)。
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