畢業(yè)設計（論文）-佳能復印機機芯零件沖壓設計

1、<p>　　佳能復印機機芯零件沖壓設計</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；一般將其分為金屬沖壓模具，金屬壓鑄模具，塑料模具，橡膠模具，玻璃模具等。</p><p>　　模具在汽車行業(yè)，飛機行業(yè)，家用電器行業(yè)，工程機械、冶金、機床等

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。</p><p>　　從20世紀80年代開始，工業(yè)發(fā)達國家的模具行業(yè)，已從床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為一種獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過了機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速，近年來，一直每年15%左右的速度快速發(fā)展，在高校中也專

3、門設置了專門的模具專業(yè)，培養(yǎng)出了大批的高級技術(shù)人才。</p><p>　　制造業(yè)發(fā)達的日本，在精密模具方面一直走在世界的前列，我的畢業(yè)生產(chǎn)實習是在一家日資企業(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。在公司近3個月的生產(chǎn)實習中，即經(jīng)歷了現(xiàn)場的生產(chǎn)實習，又在經(jīng)歷了模具設計理論方面的培訓，這些都對完成自己的畢業(yè)設計起到了重要作用。</p><p>　　在公司完成

4、畢業(yè)實習后，回到學校1個多月的整理，補充，完成了自己的畢業(yè)設計，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)部的魏詠軍組長給了我巨大的幫助，在此向他們表示衷心的感謝。</p><p>　　在設計中，深刻的體會到了自己知識的有限，本次設計中存在多處不足之處，懇請各位老師指正。</p><p>　　第一章 制件的工藝分析</p>&

5、lt;p>　　設計中的沖壓制件是佳能復印機的一個機芯零件。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)過多次沖裁才能完成加工，制件有兩個向上的L曲；因此采用切廢料的排樣方法。通過對零件的初步分析可知，要完成該制件的生產(chǎn)，需要經(jīng)過以下工藝：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以內(nèi)，平面度要求在±0.3mm以內(nèi)，為了保證

6、其平面度要求，在設計中有必要加入校平工位；制件的厚度為0.2mm，屬于薄材料類沖裁，選用用卷料；沖壓件的材料客戶要求用SUS304，即我國的不銹鋼材料。查閱《模具設計手冊》，將設計中的材料確定為：Cr18Ni9材料。另外，在設計中還應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：客戶對模具的材料有嚴格要求，要求用環(huán)保材料，模具材料中不能夠含有對自然環(huán)境有嚴重污染的金屬元素，必須滿足QS9000環(huán)保

7、要求。</p><p>　　由《模具設計手冊》可以知道：制件在沖裁外形時要求兩個相交邊盡量避免銳角，嚴禁尖角，圓角半徑R>=0.25t，沖裁件的凸出或凹入不宜太小，應避免長懸臂和窄臂和窄槽，要求懸臂和槽長L與其寬度B應有一定的比列。鋼板時，B>=（1.3至1.5）t，有色金屬板時，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太小，否則會影響凹模強度、

8、壽命和沖件質(zhì)量。通過對制件零件圖分析，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，在設計中應該考慮到其纖維方向，以利于模具的設計與制造，彎曲時折彎線的方向不能夠與帶料的纖維方向一致，應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過小或過大，如果彎曲半徑過小，容易被彎裂；若彎曲半徑過大，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，在設計中還應該考慮到彎曲件直邊高度不宜太短，即使彎曲半徑R=0時，也要使最小直邊長度大于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，因此對于彎曲半徑小于0.2mm的90度角彎曲，在設計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200萬件，屬于大批量生產(chǎn)；制件外觀的最大長度為53mm，寬度為27mm，屬小型制件，由于其形狀較復雜，生產(chǎn)效率要求高，因此我們設計生產(chǎn)效率高的級進模來完成此制件的生產(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、排樣是模具設計的核心部分，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。在進行排樣之前，首先需要對制件的電子圖檔進行展開，其過程如下。</p><p>　　第一節(jié) 制件產(chǎn)品圖的展開</p><p>　　展開原理：材料在彎曲時,一邊壓縮變形，另外一邊會拉伸變形,但在材料彎曲過程中，有一層不發(fā)生壓縮和拉伸變形,其長度在整個彎曲過程中不發(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 其長度等于制件的展開長度。中性層計算公式為：</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模具設計標準，將其看作彎曲半徑R=0mm的彎曲

14、，對于彎曲半徑為0mm的薄材料彎曲，系數(shù)ρ取0.4；T表示帶料的厚度，設計中為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>　　設計中制件的中性層半徑為：r=0.255*0.2=0.051 mm</p><p>　　產(chǎn)品圖的展開需要經(jīng)過以下步驟：</p><p>　　一、

15、目標值的選取 </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，設計中根據(jù)沖壓件零件圖的公差確定目標值。制件目標值的選取原則如下：</p><p>　　1、沖圓孔、異形孔目標值的確定原則：孔在沖裁時，沖頭易磨損，加工過程中越來越小，為此孔（包括圓孔，異形孔）的尺寸目標值取其公差偏上限，結(jié)合APS設計標準，此情況下的目標值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，因凹模在沖裁過程中由于摩擦方面的原因，其外形會逐漸變大，為了保證沖壓制件的精度，延長模具的使用壽命，提高其的經(jīng)濟性，其目標值的確定時在誤差范圍內(nèi)應該盡量取下限值，結(jié)合APS設計標準，在此情況下的目標值的取法為：</p><p>　　目標值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嚴格。因此，對于無公差要求的外形尺寸其目標值取為其基本尺寸即可以滿足設計要求。</p><p>　　為了方便敘述,首先將制件各部分進行分區(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)分類圖</p><p>　　設計中目標值確定的相關(guān)計算為：&l

18、t;/p><p>　　對于A區(qū)的基本尺寸2.5mm的目標值：L=L1+（1/2）△+0.05=2.5+0+0.05=2.55mm；B區(qū)目標值的取法和A區(qū)目標值的取法相同。</p><p>　　E區(qū)的基本尺寸31mm的目標值：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、則其目標值L=L1-（1/2）△=49-0.2/2=48.90mm。制件取目標值后和原圖的比較如圖2-2所示：</p><p>　　注：L表示目標值；L1表示基本尺寸；△表示上偏差或下偏差；對于沖孔尺寸較小部分為制件原來的尺寸,擴大后的尺寸為取目標值后的尺寸，對于外形尺寸縮小部分為目標值。</p><p><b>　　二、 產(chǎn)品圖的展開</b></p>

21、<p>　　展開方法：以AUTO CAD電子的圖檔為基礎，將制件圖改畫為加工狀態(tài)的平面圖。</p><p>　　展開過程：（1）確定展開基準面，設計中以主視圖為其基準面。</p><p>　　（2）以折彎線內(nèi)側(cè)線為基準，計算折彎部分的補償尺寸。補償尺寸△L=0.4*T=0.2*0.4=0.08mm。</p><p>　　（3）對彎曲面進行拉伸，由上面的計算

22、得到設計中拉伸量為0.08mm，得其展開圖，如圖2-3所示：</p><p>　　圖2-3 制件展開和原圖對比</p><p>　　在展開過程中需要注意以下三個方面的問題：（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，則計算方法也發(fā)生變化。</p><p>　　第二節(jié) 制件成形工藝的設計和工位確定&

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)過的基本工序為：沖孔，落料和彎曲等工藝過程。經(jīng)過分析，有三種工藝方案可以實現(xiàn)該沖壓件的加工，分別如下：</p><p>　　方案一：沖裁導正孔→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)點是模具結(jié)構(gòu)比較簡單，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，在設計中設置空工位即有利于調(diào)節(jié)又有利于產(chǎn)品的變更時模具的改進設計。</p&

26、gt;<p>　　方案二具有方案一的某些優(yōu)點，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，但其彎曲設置在最后兩個工位，彎曲處處于懸臂狀態(tài)，彎曲強度不夠，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>　　下一步確定個各工位的內(nèi)容：由上面工藝過程分析，可以設計出級進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)容設計如下：</p><p>　　工位一設計為：沖導正孔；工位二設計為：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)；工位三設計為：沖裁工藝孔E區(qū)；工位四設計為：向上彎曲F處，切舌A區(qū)，切

28、舌B區(qū)；工位五、六設計為：沖裁外形G區(qū)和下一制件的G區(qū)，沖裁外形H區(qū)；工位七設計為：向上彎曲I處，工位八設計為：空工位；工位九設計為：校平工位；工位十設計為：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，材料的費用占60%以上，因此材料的經(jīng)濟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為

29、排樣。衡量排樣經(jīng)濟性的指標是材料的利用率。不合理的排樣方式會浪費材料，并且還可能影響到制件的質(zhì)量，影響模具的結(jié)構(gòu)設計的合理性；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)濟指標等。</p><p>　　排樣的常用方法有：有廢料排樣法；少廢料排樣法；無廢料排樣法。設計中由于制件的外形比較復雜，采用裁搭邊法,將制件的加工通過分次裁切來完成。分次排樣法設計加工出來的具有制件精度高，便于模具凹模、凸模的排布等

30、優(yōu)點。制件的排樣的具體過程如下；</p><p><b>　　一、制件的排樣方法</b></p><p>　　排樣方法：可制作沖壓件展開毛坯樣板（3至5個），在圖面上反復試排，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軟件中對制件展開圖進行排布，在初步的排樣圖中按照沖壓工序設計的基本原則，進行沖裁工位設計。在排樣圖的開始端一般安排沖孔、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，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正孔，第二工位設置導正銷對帶料導正，在以后的工位中，視其工位數(shù)和易發(fā)生竄動的工位設置導正銷，也可以在以后的工位中每隔2至3個工位設置導正銷，本設計制件的精度要

32、求較高，為了保證制件的精度，每一個工位均設計導正銷。第三工位根據(jù)帶料的定位精度，可以設置步距的誤送檢測裝置。結(jié)合排樣圖，考慮到模具的整體布局，在第五工位設置步距的誤送檢測裝置。</p><p>　　2、沖壓件上孔數(shù)較多，且孔的位置相隔太近時，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。對位置要求高的多孔，應考慮同步?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，可在排樣中設置空工位。其數(shù)量根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)要求設定。</p><p>　　4、為了提高材料利用率，在不影響制件使用性能指標的前提下，可以適當?shù)母淖冎萍男螤睢?lt;/p><p>　　5、排樣時應考慮使設計出來的模具使用方便，勞動強度小且安全。</p><p>　　6、模具結(jié)構(gòu)應該盡量簡單。</p

34、><p>　　7、保證制件質(zhì)量和制件對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。其作用是補償定位誤差，保證條料強度，以保證在沖裁過程中帶料的送料順暢。搭邊應選擇適當，過大會造成材料的浪費，過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)驗所確定的。設計中搭邊值的確定參照APS模具設計標準確定。</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，將設計的排樣方式設計為斜排方式。用紙做出制件的展開樣品，進行試排，經(jīng)過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)過計算比

36、較可知當其與水平線成45度角時，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，同時經(jīng)比較，這樣的排樣方式也有利于模具的設計。</p><p><b>　　帶料寬度的確定：</b></p><p>　　帶料寬度的確定要經(jīng)過搭邊值的確定，異形凸模刃口間隙的確定等過程；查閱APS模具設計標準，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)搭邊是指在級進模中將每個產(chǎn)品沿料寬方向連接起來的部分叫側(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T小于0.2mm時，為了保證帶料在沖裁過程中送料的順暢性，在送料方向做兩條加強筋。由于帶料為不銹鋼材料，強度較高，最小搭邊值取3mm即可以滿足強度要求。</p><p>　　間隙搭邊值的確定：間隙搭邊是指相鄰兩個制件之間的間隙，查閱模具設計標準，對于薄的不銹鋼材料取2mm，即可以滿足兩個相鄰制件在沖裁時的強度要求。</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>　　對于不銹鋼條料沖頭寬度應該適當?shù)娜〈笮?。在設計中將最小搭邊值確定

40、為2.5mm。</p><p>　　參照以上標準，設計中各值確定如下：</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>　　在設計生產(chǎn)中為了方便帶料的采購，需要對其調(diào)

41、整為整數(shù)，將帶料做適當放大，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)驗確定，在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況下盡量取小些。在本設計中，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?shù)娜⌒⌒?，可以保證沖裁的順利進行，也有利于材料利用率的提高）。</p><p><b>　　接刀點的確定：</b></p><p>　　制件完整外形的形成需要經(jīng)過分段切除才能完接成，各分段點即為制件的接刀點。由沖壓工位的確定，可知設計中共有八個接刀點，且均為直線型接刀，為了避免制

43、件在沖裁過程中產(chǎn)生毛刺，帶料等不賴現(xiàn)象，查閱APS模具設計標準，將接刀點設計為如圖3-1所示形狀，各接刀點的位置如圖所示。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：接刀長度； B表示：接刀寬度。

44、</p><p>　　設計中帶料的厚度為0.2mm，由上表數(shù)據(jù)得，接刀處的長度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。設計中各接刀點的分布圖如圖2-5所示：</p><p>　　圖2-5 制件接刀點分布圖</p><p>　　凹模、凸模刃口形狀的確定：</p><

45、p>　　由制件展開圖可以知道，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；對于沖孔凸模，展開圖中所取的目標值即為凸模刃口的形狀尺寸。對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！．愋伟寄；蛲鼓５娜锌谛螤顩]有固定的設計標準，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、凸模的最小寬度應該大于2.5mm；形狀應該力求簡單，以利

46、于材料的合理利用，同時要避免細長懸臂結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角，尖角處應該用圓弧連接，以起到避免尖角處因應力集中而使沖模裂開的危險。對于不銹鋼材料，其最小圓角半徑的選取標準為：（T表示帶料的厚度）</p><p>　　落料部分：當圓弧角大于或等于90度時，最小圓角半徑=0.25*T；當圓弧角小于90度時，最小圓角半徑=0.5*T；</p><p>　　沖孔部分：當圓弧角大于或等于90度時，

47、最小圓角半徑=0.30*T；當圓弧角小于90度時，最小圓角半徑=0.6*T。</p><p>　　對于彎曲凹模和凸模的設計結(jié)構(gòu)參照APS模具設計標準即可。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模具設計標準，對于卷料的定位方式，選用托料釘粗定

48、位，導正銷精確定位相結(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)標準為：第一個托料釘?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，在設計中將其確定為D=12mm。其余的托料釘?shù)姆植几鶕?jù)排樣圖來排布，在不和其他零件發(fā)生干涉的情況下，托料釘?shù)姆植紤摫M量均勻，以利于保證帶料在沖裁時送料的順暢。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>　　導正銷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，兩相鄰導正銷之間的距離為一個步距，設計中為43mm。</p><p>　　以上就完成了整個制件的排樣設計。</p><p>　　第三章 力的計算和沖裁間隙的確定 </p><p><b>　　第一節(jié) 力的計算</b></p><p

50、><b>　　一、沖裁力的計算</b></p><p>　　計算沖裁力的目的是為了選擇合適的壓力機，設計和檢驗模具的強度。壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應沖裁工藝的需求。沖裁力的計算公式為：</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表示材料的抗剪強度(MPa)； </p><p>　　L表示沖裁周邊的總長(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，潤滑情況，材料力學性能與公差的變化等因素而設置的安全系數(shù)，一般取1.3。</p>

52、<p>　　通過查閱《模具設計手冊》可以知道：不銹鋼Cr18Ni9材料的抗剪強度δ=588MPa。在AUTO CAD軟件打開排樣圖，輸入“area”命令，分別選中各沖裁刃口外形，即可以計算出沖裁件的周邊長度和切廢料部分的周邊長度，相關(guān)計算如下： </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。 </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、彎曲力的計算</b></p><p>　　彎曲力的計算：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。用理論公式計算不但復雜，而且不一定正確，因此，通常選用經(jīng)驗公式對其進行計算。設計中有 兩個90度的L曲，其屬于U類彎曲，設計中

55、L曲彎曲力的計算 參照U曲的計算公式進行計算，計算公式為： </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)，在設計中取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模具設計標準，對于彎曲半徑R小于其料厚的薄材料彎曲，科技將其彎曲半徑R取為0mm進行設計；</p><p>　　δ表示材料的抗拉強度，制件的材料是Cr18Ni9材料，查閱APS模具設計標準，可以知道其抗拉強度為646.8MPa。</p><p>　　則設計中彎曲力的計算為：</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>　　在設計中有兩個彎曲，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，要精確的計算是困難的，在實際生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式進行計算：</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>　　通過上面的計算可以知道模具在正常條件下工作所需要壓力機提供的壓力至少應該為：</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 壓力機公稱壓力的選取</p><p>　　沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。設計中需要的最小總壓力為：98.338KN</p><p>　　根據(jù)以上計算結(jié)果選擇沖床，參照公

61、司沖床式樣，選擇沖床的型號為：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：由于模具在工作時是將整個上模座固定在沖床的滑塊上，因此不必進行壓力

62、中心的計算。為了方便模具安裝在壓力機上，在上模座上設計一個模柄，以起到模具在安裝時的定位作用。</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，一般小于凹模孔，凹模與凸模部分，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，稱為單面間隙；另外一種指凹模和凸模間兩側(cè)間隙之和，稱為雙面間隙；

63、習慣上常說的間隙是指雙面間隙，用符號C表示，單面間隙用Z/2表示。</p><p>　　生產(chǎn)實踐證明，間隙值的大小，分布均勻與否，對沖裁件的斷面質(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，間隙過大，間隙過小三種情況。</p><p>　　沖裁間隙的大小對制件斷面的影響 間隙合理，材料在分離時，凹模和凸模刃口處裂紋重合，沖裁間隙不是一個

64、絕對值，而是一個數(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、隙對制件尺寸精度的影響 落料和沖孔后，因發(fā)生彈性恢復，會影響制件的尺寸精度。沖裁間隙小到一定程度時，由于壓縮變形彈性恢復，落料件的尺寸會大于凹模尺寸，而沖出的孔小于凸模。間隙大到一定界限時，由于拉伸變形的彈性恢復，落料尺寸會小于凹模的刃口尺寸，而沖出的孔會大于凸模的刃口尺寸。間隙對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>　　沖裁間隙對沖裁力和模具壽命的影響 間隙大時，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，坯料對凹模凸模產(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，過小的間隙會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；但間隙過大 ，坯料彎曲變形相應的增大，使凸模與凹模刃口端面的壓應力分布不均勻，容易產(chǎn)生崩刃或塑性變形。因此，過大的刃口間隙對模具的壽命也不利。</p><p>　　沖裁間隙方向的確定原則 沖裁時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。測量時也是按沖孔的小端和落料的大端作為基準尺寸。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，凸模會越變越小，凹模會越來越大，基于這一分析，確定沖裁間隙的原則為：落料時因為制件尺寸隨凹模尺寸而定，故間隙應該在減小凸模尺寸發(fā)方向取得；沖孔時由于孔的尺寸隨凸模尺寸而定，故間隙應該在增大凹模尺寸的方向上取得?？紤]到凸模和凹模的磨損，在設計和制造新模具時，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)驗確定法，在現(xiàn)場模具的設計和生產(chǎn)中通常用經(jīng)驗確定

69、模具的沖裁間隙。經(jīng)驗計算公式為：</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模具設計標準，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)和主要零件的設計</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模具設計標準，對于級進模的模架設計為六塊模板的形式，用內(nèi)導柱C和外導柱相結(jié)合的導

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公司級進模具設計中主要的模具結(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B對UDH，PB，PP，板進行精確定位；用定位銷B1對PB，PP，板進行精確定位；用定位銷V對SB，SP板進

73、行精確定位；用定位銷B2對DDH，DP，DB，板進行精確定位；用定位銷B3對DB，DP，板進行精確定位。</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>　　為了保證導向精度，采用內(nèi)導柱和外導柱結(jié)合的導向方式。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、作中需要加潤滑油，有利于保證制件的精度，減少毛刺的產(chǎn)生，同時起到延長模具的使用壽命的作用。由于有潤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，在上模和下模分開時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，在模具設計時加入頂針結(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計</p><p>　　一、沖裁C區(qū)的凸模和凹模G1的設計</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)類似，設計時按照以凸模為基準進行設計。G1在排樣圖中的外形尺寸即為凸模G1的刃口尺寸。在里只需要設計其高度和固定方式。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

76、確定的，同時還要考慮到修磨量。冷沖模國家標準對凸模的長度已經(jīng)系列化，長度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表示沖裁中凸模進入凹模的深度；</p><p>　　H2表示沖裁時固定板和卸料板墊板之間的最小距離。</p><p>　　△H1值的根料厚來確定；設計中料厚為0.2mm，根據(jù)APS模</p><

78、p>　　設計標準將其設計為0.5mm即可滿足設計要求。△H2通常取2mm以上。帶料為薄材料，設計中將其確定為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的實際高度設計為58mm。</p><p>　　查閱APS設計標準，

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表示用圓銷固定，E

80、表示用絲堵和鑲塊固定。</p><p>　　G1是個異形凸模，由排樣圖可以得到，適宜用M6的內(nèi)六角螺釘固定，設計中選用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《模具設計手冊》在精度較高的模具中凸模材料用Cr12MoV，硬度要求達到58HRC~61HRC。</p><p>　　凹模G1的設計：凹模的刃口形狀與凸模的刃口形狀相似，在APS模具設計中，通

81、常是將凹模設計為鑲塊結(jié)構(gòu)，根據(jù)排樣圖的刃口形狀，在模具專用材料上用線切割機割出相應的鑲塊，并在鑲塊上割出凹模刃口。在線切割編程以排樣圖為基礎進行編程，進行線切割加工時輸入凹凸模間隙值和線切割機自身的補償參數(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，因此在加工時凹模刃口的補償值為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置R角，以防止模板在熱處理或沖裁過程中開裂；（3）各鑲塊的外形最好設計為不同的形狀，以起到防止在裝配時裝錯的作用，即設計為具有防錯性；（4）當鑲塊作為凹模時其倒角通常設計為R=1.1mm和R=3.1mm兩種形式；在其用于固定凸模時其倒角通常設計為R=0.5mm和R=1.5mm兩種形式。（5）鑲塊的外形尺寸盡量設計為整數(shù)，有利于在加工中保證尺寸精度。</p&g

83、t;<p>　　因為凹模固定板的厚度為20mm，故將鑲塊的高度設計為20mm，公差為±0.02mm。查閱APS模具設計標準，刃口的垂直深度設計為1mm就可以滿足設計要求，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，設計中選用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，當凸模卸料時可能會掉在模板上，在進行下一次沖裁時損壞會模具，故對直徑在2.0mm以上的凸模應該設計為有卸料頂針結(jié)構(gòu)的凸模。查閱APS設計標準，將其設計為如示結(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、設計過程和考慮原則與G1的設計相同，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。凹模的高度均設計為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設計在同一個鑲塊上，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對應的沖裁區(qū)為E區(qū)；凸模G3對應的沖裁區(qū)為D區(qū)；凸模G4對應的沖裁區(qū)為G區(qū)；凸模G5對應的沖裁區(qū)H為區(qū)；凸模G6對應的沖裁區(qū)為J區(qū)；凸模G7對應的沖裁區(qū)為K區(qū)。</p><p><b>　　G6，G7的設計</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，會產(chǎn)生毛刺等現(xiàn)象，使制件達不到要求。所以切斷模具之間的刃口間隙應該取得小些，在設計中取料厚T的5%，作為其沖裁間隙。為了保證凸模在沖裁過程中的穩(wěn)定性，參照APS設計標準，設計高度為2mm的靠山，結(jié)構(gòu)如零件圖所示，則對于凸模G6，G7的高度為H=58+2=60mm；為了防止廢料反彈，將其最后一個切斷工位設計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；設計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《模具設計手冊》凸模G6，G7的材料選用Cr12MoV，將其熱處理到58HRC~61HRC即可以滿足設計要求。選用GB/T70.1 M6×25的內(nèi)六角螺釘固定。</p><p><b>　　凸模G8的設計

89、</b></p><p>　　G8屬于沖小孔凸模，通常采用加大固定部分直徑，縮小刃口部分長度的措施來保證小凸模的強度和剛度。當工作部分和固定部分直徑相差太大時，可以設計多臺階結(jié)構(gòu)。各臺階過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）。對于特小的凸?？梢圆捎帽Ｗo結(jié)構(gòu)。卸料板還必須起到導向作用，以消除側(cè)壓力對凸模作用面的影響。</p><p>　　查閱APS設計標準

90、，我們可以將其設計為零件圖所示形狀。其刃口形狀尺寸由所取的目標值確定。光滑過渡部分圓弧半徑R=10mm，為了便于固定，將零件磨成扁平狀，如零件圖所示。其固定端臺階的高度取5mm，材料選用Cr12MoV，熱處理至58~61HRC。在設計中為了保證其強度，在卸料板上設計鑲塊結(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

91、計時有必要進行防廢料反彈設計；參照APS設計標準，對于薄材料可以用高壓氣體防止廢料反彈，吹氣槽要設計為“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、　　在模具維修時為了方便凹模鑲塊的拔出，通常將沉孔設計為有螺紋孔的形式，對于緊固螺釘為GB/T70.1 M4×20的的鑲塊，設計為M6的螺紋孔，沉孔深度為6mm；對于緊固螺釘為GB/T70.1 M6×2的內(nèi)六角螺釘設計為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。完成磨削依靠專用的自動磨床

93、和平面磨床，且通過金剛石對砂輪進行修正，達到磨削所要求的形狀和尺寸要求。</p><p>　　第三節(jié) 帶料定位模具的設計</p><p><b>　　沖孔凸模E的設計</b></p><p>　　為了保證制件的精度，用導正銷對帶料進行精確定位。由排樣圖可知，其步距為43mm，導正孔的設計必須滿足搭邊要求，將導正孔的直徑設計為4mm比較合適，但為

94、了防止導正銷帶料引起帶料的變形，導正釘導人部分的直徑小于4mm，考慮到方便導正釘?shù)募庸?，可以把導正孔的直徑放?.03mm，這樣導正釘工作部分的直徑為4mm即可，則沖導正孔的凸模E的目標直徑為4.03mm。</p><p>　　查閱APS設計標準有，對于導正孔凸模有如下的設計標準圖和數(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>　　當所沖裁圓孔的直徑大于1.5mm時。選用圖5-9所示的結(jié)構(gòu)，查照APS設計標準φD與φP值的關(guān)系如下表示： 單位：mm</p><p><b>　　計算公式如下：</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>　　在設計中取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）設計中取D=9mm。</p><p>　　則：B=C+D=3+9=12mm</p><p>　　模具的材料選用Cr12MoV，將其熱處理硬度達到至58HRC~61HRC。</p>&l

97、t;p>　　將凹模設計為鑲塊結(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%，設計中選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，需要設計防廢料反彈裝置，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、導正銷的設計</b></p><p>　　在級進模中，導正銷在其他定位機構(gòu)的配合下，對帶料在前一工位上沖出的圓孔進行精確定位，導正銷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設計

99、標準，為了提高導正的精度，選用如下圖所示的兩種導正釘結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖5-9 導正釘結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　設計中優(yōu)先選用方式一，因為方式一和方式二相比有防止導正釘帶料和增加卸料力的用。當方式一在有些地方和其他零件在工作時會發(fā)生干涉的時候，為了保證導正精度選用方式二。</p><p>　　導正釘直徑的計算：D1=D2-2C </p&g

100、t;<p>　　D1：導正釘圓柱段部分的直徑（mm）；</p><p>　　D2：沖孔凸模直徑(mm)；</p><p>　　2C：導正銷與孔雙面的間隙(mm)。</p><p>　　設計中，導正銷的直徑為：</p><p>　　D1=D2-2C=4.03-0.03=4.00mm</p><p><

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

102、，公稱直徑為10mm，導料槽的高度對于薄材料通常1.5~2mm,設計中取2mm,其余相關(guān)尺寸如零件圖所示，參照MISUMI標準選用MW14-55的彈簧為其提供回復力，選用MSW16的絲堵。</p><p>　　第四節(jié) 彎曲凸模和凹模的設計</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>　　通過制件的工藝性分析可知：制件有兩個向上的L曲。觀察其排樣圖可知，在進行F處的彎曲時，我們可以同時進行切舌部分的沖裁。在進行彎曲之前，應該把帶料預先壓緊，故把鑲塊設計為浮升塊的形式，用卸料螺釘和彈簧為其提供壓力，參照MISUMI標準，設計中選用型號為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計鑲塊結(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

104、家標準選用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設計標準有，將彎曲凸模設計為如零件圖所示的形狀。工作部分高出凹模板4mm，為達到設計要求；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，彎曲凸模設計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《模具設計手冊》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>　　凹模的設計：將凹模設計為鑲塊結(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，在凹模上設計壓筋結(jié)構(gòu)。查閱APS設計標準，對于材料厚度在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，故在凹模上同時設計頂桿結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。</p><p>　　H彎曲部分的設計：I部分的設計和F部分彎曲設計的原理相似，不同的是要實現(xiàn)I部分的彎曲，必須采用滑塊結(jié)構(gòu)。查閱模具設計手冊可知，滑塊結(jié)構(gòu)的原理為：讓滑塊和斜契配對使用，將垂直運動變?yōu)樗竭\動或傾斜運動，從而擴大沖模的功能。經(jīng)過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的導軌。XB3是可以滑動的彎曲凹模，其上面開了躲避槽，使F部分不會干涉此工位的彎曲。XB4的作用是為XB3提供水平運動的動力。把XB3和XB4做為45度的斜面，可以XB4的垂直運動變?yōu)閄B3的水平運動，從而實現(xiàn)了H部分的彎曲。XB3和XB4用燕尾槽進行配合，保證了XB3運動的準確性，同時也減少了為了讓XB3返回所必須的其他設計。</p

108、><p>　　I彎曲部分在沖裁過程中的工作情況為：上模向下運動→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XB3在XB4的作用下作水平運動（XB3還未與帶料相接觸）→當XB4運動到某一位置時帶料和彎曲凸模接觸→上模運動到極限位置時XB3也運動到彎曲位置和凸模一起實現(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\動，因為XB4和XB3之間用燕尾槽連接，二者之間為45度的斜面，XB