1、模具設計綜合實踐設計任務及產品圖零件名稱：變壓器鐵芯片材料：硅鋼片t=0.5mm生產批量：大批量、序言沖壓加工是借助于常規或專用沖壓設備的動力，使板料在模具里直接受到變形力并進行變形，從而獲得一定形狀，尺寸和性能的產品零件的生產技術。板料，模具和設備是沖壓加工的三要素。沖壓加工是一種金屬冷變形加工方法。所以，被稱之為冷沖壓或板料沖壓，簡稱沖壓。它是金屬塑性加工（或壓力加工）的主要方法之一，也隸屬于材料成型工程技術。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本

2、和新產品的開發能力的重要性。近年來許多模具企業因此加大了用于技術進步的投資力度，一些國內模具企業已普及了二維CAD,并陸續開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldf隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益模具設計綜合實踐加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發能力的重要性。近年來許多模具企業因此加大了用于技術進步的投資力度，一些國內模具企業已普及了二維CAD,并陸續開始使用UG、Pro/Engineer等國際通用軟件。模具技術的發展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。三、制件工藝性分

3、析：沖裁件的形狀簡單，左右對稱，沒有復雜的曲線，比較容易加工；沖裁件的直線連接處有直角，但是沖裁件板料澆薄，最小圓角半徑比較小，且不是沖裁件的必要工藝，適合沖裁；沖裁件的孔與邊緣之間的距離a=8t,適合沖裁；沖裁件的孔的尺寸67適合沖裁；沖裁件凸出懸臂和凹槽寬度b=25mm,適合沖裁；四、沖裁工藝方案的制定：（一）方案種類該工件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：先沖孔，后落料，采用單工序生產；方案二：沖孔一落料級進沖壓，采用級進模生產；方案三：采用沖孔一落料同時進行的復合模生產。1 .方案的比較各方案的特點及比較如下：方案一：模具結構簡單，制造方便，但需要兩道工序，兩

4、副模具，成本相對較高，生產效率低，且更重要的是在第一道工序完成以后，進入第二道工序必然會增大誤差，使工件精度、質量大打折扣，達不到所需要求，難以滿足生產需要。故不選此方案；方案二：級進模是一種多工位、效率高的加工方法。但級進模制造復雜，成本較高，一般適用于大批量、小型沖壓件。而本工件尺寸輪廓較大平整度要求較高，采用此方案，勢必會增大模具尺寸，工件還需平整加工，使加工難度提高，因而也排除此方案；方案三：只需要一套模具，工件的精度及生產效率要求都能滿足，模具輪廓尺寸較小、模具的制造成本不高。故選擇復合模具。模具設計綜合實踐2 .方案的確定綜上所述，本套模具采用沖孔一落料復合模。五、模具結構形式的論

5、證及確定復合模有兩種結構形式，正裝式復合模和倒裝式復合模。分析該工件成形后脫模方便性，正裝式復合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒裝式復合模成形后工件留在上模，只需在上模裝一副推件裝置，故采用倒裝式復合模。六、排樣圖設計及材料利用率計算排樣設計（一）排樣方法的確定根據工件的形狀，確定采用無廢料排樣的方法是不可能做到的，但能采用有廢料和少廢料的排樣方法。經多次排樣設計決定采用直對排法，初畫排樣圖如圖1所示：圖11 .確定搭邊值查表2-15取最小搭邊值：工件間a1=2.2,側面a=2.5。2 .確定條料步距步距：105+5+25+5=140mm,寬度：76+2.5+16+2.5父

6、2=99.5mm。模具設計綜合實踐3 .條料的利用率八12八八八入八八八八2A=10576-105-二5-22560=4969.27mm2S工2A=100%71.3%一S總14099.54 .畫出排樣圖圖2七、模具工具零件刃口尺寸及公差的計算（一）加工方法的確定。結合模具及工件的形狀特點，此模具制造適宜采用配作法，落料時，選凹模為設計基準件，只需要計算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸安要求配作；沖孔時，則只需計算凸模的刃口尺寸及制造公差，凹模刃口尺寸由凸模實際尺寸按要求配作；只是需要在配作時保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.040mm（查表2-8）。凸凹模刃口尺寸由凸模

7、配作尺寸和凹模配作尺寸結合完成。模具設計綜合實踐（二）尺寸的分類采用配作法，先判斷模具各個尺寸在模具磨損后的變化情況，分三種情況，分別統計如下:第一種尺寸（增大）：105,15,25,76,68,R5第二種尺寸（減小）：25,47第三種尺寸（不變）：60,90（三）尺寸的計算按入體原則查表2-3確定沖裁件內形與內形尺寸公差，工件零件刃口尺寸計算見表1.尺寸分類尺寸轉換計算公式結果備注10510512104.85渭05第1515°q14.9產一2525°q14.9產類尺A-，、號AAj=(AmaxXA)0系數X的取值查表7676工.1475.86000352-11非圓形工件公

8、差寸6868k467.86?035<0.16,取x=1；R5505,0,.084.920.020.17MAM0.35,取x=0.75;第2525/1025.1_0.0250.36,取x=0.5圓形工件公差Bj=(Bmin+xA)0i尺訪7-0.05/04.7.05_0,01250<0.16,取x=0.75;寸之0.16,取x=0.5第6060+0.1460±0.0175三一一，1,.1,尺寸9090±0.15Cj=(Cmin+一A)±A2890±0.01875模具設計綜合實踐表1工作零件刃口尺寸的計算(四)畫出落料凹模、凸凹模和凸模尺寸，如圖

9、3(a)凹模(b)凹凸模(c)凸模模具設計綜合實踐八、工序壓力計算及壓力中心確定（一）沖裁力的計算1 .沖裁力F查得硅鋼片抗拉強度c-b=230MPa由F=KLtb：Lt；bL=105（76-5）2604（105-52）225二=644.832mm則：F=Lt；=b=644.8320.5230=74.156kN2 .卸料力Fx由Fx=KxF,已知Kx=0.055（查表2-17）貝UFx=KxF=0.05574.156=4.079kN3 .推件力Fth由FT=nKTF,n=；,已知h=4mm,KT=0.063（查表2-17）r,h4八貝U：n=8t0.5FT=nKTF=80.06374.156=

10、37.375kN4.頂件力Fd由FD=KDF,已知KD=0.08（查表2-17）則：FD=KDF=0.0874.156=5.932kN模具設計綜合實踐（二）壓力機公稱壓力的確定本模具采用彈性卸料裝置和上出料的方式，所以FZ=FFXFD=74.1564.0795.932=84.167kN（三）沖裁壓力中心的確定1 .按比例畫出每一個凸模刃口輪廓的位置，并確定坐標系，標注各段壓力中心坐標點，如圖3所示。2 .畫出坐標軸x、V。3 .分別計算出各段壓力中點及各段壓力中點的坐標值，并標注如圖4所示。沖裁直線段時，其壓力中心位于各段的直線段的中心。沖裁圓弧段時，其壓力中心的位置見圖5所示，按下式計算:V

11、=(180Rsin：-)/("：)=RS/b模具設計綜合實踐k4 .分別計算出凸模刃口輪廓的周長沖裁壓力中心計算數據見表2:各段基本要系長度L/mm各基本要素壓力中心的坐標值備注1900027152.540.5315457646027.546525251666012.546725076切21.99458R57.8550.681.82871-52.540.5915-45761060-27.5461125-25161260-12.5461325076防21.99-458R5'7.85-50.681.82模具設計綜合實踐表2壓力中心數據表5.壓力中心的計算根據力學原理，分力對某軸的

12、力矩等于各力對同軸力矩的代數和，則可求得壓力中心坐標(Xo,Y0)X0=°1V。=900(7140.51576604625166046257621.998-25：.：1.82)2,，"C1c、C90(71156025602521.99-25二)2=36.35綜上所述，沖裁件的壓力中心坐標為(0,36.35)九、沖壓設備的選擇及校核根據以上計算結果，沖壓設備擬選JA23-10。由工稱壓力PP(1.11.3)F；=(1.11.3)84.167=92.58109.42kN查表得：公稱壓力100kN、滑塊行程45mm、滑塊形成次數145次/分鐘、最大閉合高度180mm、閉合高度調節

13、量35mm、模柄孔尺寸：直徑30mm、深度55mm、床身最大可傾角35'。十、模具零件的選用、設計及必要的計算(一)卸料彈簧的選取：模具采用彈性卸料裝置，已知沖裁件厚t=0.5mm,沖裁卸料力Fx=4.079kN。根據模具安裝位置擬選4根彈簧，每個彈簧的預壓力為F預=FX/n=1.019kN。查表9-32選取圓柱螺旋壓縮彈簧，初選彈簧規格為d=6mm,D=30mm,h0=60mm,Fj=1700,hj=13.1mm,n=7,f=1.88mm,t=7.8mm第10頁模具設計綜合實踐其中，d為材料直徑，D為彈簧大徑，Fj為工作極限負荷，h0為自由高度，加為工作極限負荷下變形量，n為有效圈數

14、，t為節距。檢查彈簧的最大允許壓縮量，如果滿足下列條件，則彈簧選的合適。即hj之h預+h工+h修模h預一彈簧預壓縮量，mm;式中h工一卸料板工作行程，mm,一般取料厚+1mm;,豺莫一凸凹模修磨量，mm,一般取410mm。Fj1019170013.1=7.85mmh預+h工+h修模=7.85+1+0.5+4=13.35mm>Fj則此彈簧不合適選取規格為d=6mm,D=30mm,h0=70mm,Fj=1700,hj=15.4mm,n=8.2,f=1.88mm,t=7.8mm,F1019卜預=兒=17.9=9.23mmFjj1700h預+h工+h修模=10.73+1+0.5+4=14.73m

15、mEFj則此彈簧可選。查表得此彈簧的最大心軸直徑DXmax=21mm,最小套筒直徑DTmin=39mm。(二)凹模凹模的厚度：由H=kb,(查表2-22,取k=0.15)H=kb=0.15105=15.75mm凹模的壁厚：由C=(1.52)H,C=(1.52)H=1.5215.75=23.6531.5mm取凹模厚度H=20mm,壁厚C取30mm凹模寬度B=b2c=76230-136mm200mm,寬度為凹模長度L-105230-165mm根據工件圖樣，在分析受力情況及保證壁厚強度的前提下，取凹模長度為200mm,所以凹模輪廓尺寸為200mmM200mmM20mm。第11頁模具設計綜合實踐（三）

16、凸模凸模長度L:由凸模固定板和凹模高度決定，1=凸模固定板高度+凹模高度L=16+20=36mm凸模采用B型圓凸模d=7.15mm,D=10或005mm,D1=13,h=5,L=40型號為圓凸模Bn7.15X40,JB/T8057.2-1995,T10A（四）凸模固定板根據凹模的形狀選擇矩形固定板長度L=200mm,寬度B=160mm,厚度H=16mm,材料45鋼的矩形固定板：固定板200X200X16、45鋼、JB/T7643.200（五）凸凹模凸凹模的高度：當采用倒裝復合模時，凸凹模尺寸計算如下H=h1h2th=16280.516-60.5mm式中，幾為卸料板厚度，取16mm,h2為凸凹模

17、固定板厚度，取28mm,t為材料厚度t=0.5,h為卸料板與固定板之間的安全高度，取16mm。因為凸凹模為模具設計中的配作件，所以應當保證與沖孔凸模和落料凹模的雙邊合理間隙Zmin。（六）卸料板卸料板的周界尺寸與凹模周界尺寸大體相同，保證與凸凹模的周界間隙為0.1mm,厚度為16mm,材料為45鋼，淬火硬度為4045HRC。（七）卸料螺釘的選用卸料板采用4個M12的螺釘固定，長度L>h1=61mm,幾為彈簧的安裝高度。查表選卸料螺釘M12,L=80mm。圓柱頭內六角螺釘：M12X80,JB/T7650.6。（八）凸凹模固定板選用矩形固定板，固定板200X200X28,45鋼，JB/T76

18、43.3第12頁模具設計綜合實踐（九）模座該模具采用中間導柱模架，這種模架的導柱在模具中間位置，沖壓時可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據，查表9-48選擇模架規格如下：閉合高度H=200240,上模座200X200X45,下模座200X200X50,導柱B32h6X190X50GB/T2861.2-90,B35h6X190X50GB/T2861.2-90,導套B32H7X105X43GB/T2861.7-90,B35H7X105X43GB/T2861.7-90。模座的閉合高度為H1=H凸+H凸凹+H墊+H上+H下-1mm=36+60.5+10+45+501=200.5其中H凸為凸模高度，H凸凹為凸凹模高度，H墊為墊板高度，H上和H下分別是上、下模座的高度。（十）頂出裝置1 .頂板頂出工件應選擇長頂板，頂板A50,JB/T7650.4-94.2 .頂桿3根頂桿，頂桿選擇：頂桿10X40,JB/T7650.33 .橡膠半徑40,高度304 .模柄及配件浮動模柄，凹球面模柄40X93GB2862.6-1981凸球面墊塊95X12.5錐面壓圈140X22螺釘M10X30（十一）凸凹模墊板矩形墊板：固定板200X200X10,45鋼，JB/T7643.3第13頁模具設計綜合實踐（十二）定位銷凹凸模定位銷：