bishe说明书(8)

燕山大学本科生毕业设计（论文）

4.2.3 凸、凹模间隙的设计

模具间隙：凸、凹模刃口间缝隙的距离。单面间隙用C表示，双面间隙用Z表示。模具间隙对冲裁质量、冲裁力、模具寿命的影响很大，是模具设计和冲裁工艺一个极重要的问题。

凸、凹模刃口间隙对冲裁件切断面质量的影响较大。间隙越小时，材料受拉作用会减小，压应力会增大，材料不一产生撕裂。断面两端为光亮带，中间为断裂带。间隙较大时，断面质量下降，毛刺和弯曲度增大，凸、凹模容易被磨损。因此，凸、凹模合理间隙非常重要。

本课题中，认为凸、凹模刃口沿最大切应力方向产生的裂纹相互重合时，为最佳间隙，如图，4-16。采用该原则计算凸、凹模间隙，工件冲裁后的特点为：断面有一定斜度，但比较平直、光洁，毛刺小且冲裁力也比较小。

图 4-16 凸、凹模最佳间隙

考虑到模具在使用过程中的磨损会使间隙凸、凹模间隙增大，因此设计

Cmin。 该模具时，采用最小合理间隙

SPCC材料属于软钢类板材，设计时，采用理论计算方法来计算凸、凹模间隙。理论确定法主要是依据是保证凸、凹模刃口沿最大切应力方向产生的裂纹相互重合，以获得良好的断面。图 4-17 为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态。

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第四章 切边模具设计

图 4-17 冲裁剪断瞬间

由图 4-17 冲裁剪断瞬间状态可得： C = t ( 1 – h。/t ) tanβ 式中，h。— 凸模压入深度

β — 最大剪应力方向与垂线间夹角（裂纹方向角） t — 料厚（ t = 0.8 mm）

根据图表19.1-2得，h。/t 与β值，查得：

h。/t = 0.5 β= 6° （软钢） （中国模具工程大典） 将上数据代入公式得：C = 0.8 ×（1 – 0.5 ）tan6° = 0.042 mm

方华埃西姆机械有限公司计算凸凹模间隙时，按经验值取料厚的7%，即： C = 0.8 × 7% = 0.056 mm 。

本次毕业设计凸、凹模间隙理论值取0.042mm，模具实际间隙由最终试模状态决定。

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燕山大学本科生毕业设计（论文）

4.2.4 冲裁力及弹簧的选定

4.2.4.1 计算冲裁力

冲裁模设计时，为了合理地设计模具及选用设备，必须计算冲裁力，压力机的吨位必须大于计算的冲裁工艺力，以适应冲裁间隙的要求。C301 B柱外板冲裁力计算过程如下：

材料：SPCC （一般冲压用冷轧板材） 生产批次：大批量 料厚：t = 0.8mm 冲裁长度: L = 520 mm

材料抗剪强度 τ与材料性能，凸凹模间隙，冲裁速度等因素相关，经验值 τ = 70 % σb 。C301 B柱外板使用上海宝钢生产的板材SPCC，该材料抗拉强度σb = 320 MPa ，故τ = 70 % σb = 225 MPa

冲裁力 F = Ltτ

= 520×0.8×225

= 93600 N

经验值，压料力F。取冲裁力的5 % ，得： F。= 5 % F = 93600 ×5 % = 4680 N 初步确定选用5个弹簧。 4.2.4.2 选定弹簧

弹簧为标准件，只需在标准件手册中选出满足压料力和模具行程的弹簧即可。本次课程设计中使用的弹簧，查MISUMI精密机械贸易有限公司推出的《冲压模具用零件》2009版一书，可找到适合的型号，且可直接购得。

选用5个弹簧时，每个弹簧的负载

F`= F。/5 = 4680÷5 = 936 N 取1000 N

根据《冲压模具用零件》，选矩形螺旋弹簧（SWF50-50），弹簧参数： D = 50 d = 27.5 L = 50

弹簧常数78.4（7.99） 压紧20 mm时压力为1568 N 工作压力达到1000 N 需要压缩 12.7 mm

弹簧预紧5 mm ，当弹簧再被压缩 7.7 mm ，弹簧压缩量达到 12.7 mm 。此时切刀开始工作，直至再向下切进5.8 mm ，弹簧压缩量达到最大值：

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第四章 切边模具设计

12.7 + 5.8 = 18.5 mm ，弹簧压力峰值为 1450 N 。

图 4-18 弹簧孔

图4-18 是设计的弹簧孔，其最小深度应大于弹簧在最大压缩量的情况下的弹簧压紧高度。将弹簧孔深合理分配到上模板和压料板上，这样就可以进行压料板的设计工作了。

4.2.5 压料板的设计

适当的压料力可以提高工件表面的平整度以及工件的断面质量，冷冲模中，通常采用弹性可动压料板来施加压力。C301 B柱外板冲裁周边是半开放的，冲切时切刀受到侧向附加力的作用。设计时，应考虑切刀或压料板的导向，以平衡侧向力。

通过分析，设计压料板时需注意以下方面： Ⅰ、压料板型面准确，不能把工件压坏。件图4-19

图 4-19 压料板型面

Ⅱ、个体较大，受偏载力作用，注意设计导向。

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Ⅲ、压料板的高度与闭模时弹簧高度相关，设计时注意二者关联性。

4.2.6 导向装置的设计

通过分析，设计导向装置时需注意以下方面： Ⅰ、导向准确、稳定可靠。 Ⅱ、定位有效、位置可调。

Ⅲ、在功能相同的条件下，导向块尽量做成规格相同的。

图 4-20 导向装置

4.2.7 上下模板的设计

通过分析，设计模板时需注意以下方面：

Ⅰ、模板尺寸要足够容纳所有模具零部件。如：凹凸模和压料板，保证模板上其他定位装置和导向装置可以安装，最后模板尺寸大小定为 长度 L = 480 mm 宽度B = 315 mm 。见图4-21

Ⅱ、满足强度的条件下，板厚选择时考虑到成本，定为35mm。

图 4-21 模板

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