卷圓鉸鏈件彎曲模具設(shè)計(jì)-沖孔、切斷連續(xù)模沖壓模具含9張CAD圖
卷圓鉸鏈件彎曲模具設(shè)計(jì)-沖孔、切斷連續(xù)模沖壓模具含9張CAD圖,鉸鏈,彎曲,曲折,模具設(shè)計(jì),沖孔,切斷,割斷,連續(xù),沖壓,模具,cad
,,鉸鏈件彎曲模具設(shè)計(jì),答辯人：XXX,,學(xué)號(hào)：XXXX,,專業(yè)：XXXX,導(dǎo)師：XXXX,,,,,,,,,,研究背景,方案選擇,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),后期安排,,,,,,目錄,Contents,,背景：鉸鏈?zhǔn)且环N連接機(jī)器、車輛、門窗、器物的兩個(gè)部分的裝置或零件，所連接的兩部分或其中的一部分能繞著鉸鏈的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的鉸鏈件彎曲模具在安全操作性、工作穩(wěn)定性與國(guó)外一些先進(jìn)產(chǎn)品還存在差距。 意義：以前, 由于加工設(shè)備的限制, 設(shè)計(jì)的成套鉸鏈模具只能用在普通沖床上 , 通常是由 2 3 副模具組成, 首先將毛坯頭部預(yù)壓彎 , 然后再卷圓。 比較適合加工小型鉸鏈件。隨著產(chǎn)品不斷地更新?lián)Q代 , 特別是電力設(shè)備制造企業(yè), 鉸鏈已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用在大型鈑金結(jié)構(gòu)件上。對(duì)于中小企業(yè),資金投入成為主要問(wèn)題,為了解決這一問(wèn)題,一方面設(shè)法減少設(shè)備量,另一方面盡量減少生產(chǎn)人員數(shù)以降低生產(chǎn)成本。為了滿足中小企業(yè)的生產(chǎn)需求,針對(duì)鉸鏈件彎曲模具進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造,以求達(dá)到模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、更換方便、生產(chǎn)實(shí)用、生產(chǎn)效率高的目的。,研究背景,,,零件的生產(chǎn)包括沖孔、切斷、預(yù)彎和推圓四個(gè)基本工序。為了提高生產(chǎn)效率，可以考慮工序的復(fù)合。本例中采用沖孔一切斷連續(xù)沖裁，預(yù)彎和推圓用雙工位彎曲模生產(chǎn)。 分析零件形狀，應(yīng)采用單直排的排樣方式，考慮凹模刃口強(qiáng)度，其中需留一空工位。零件可能的排樣方式只有一種。 選取2mm*1000mm*1500mm的鋼板 預(yù)彎尺寸計(jì)算L1=51.8mm52mm F壓力機(jī)F1+F2=(135.7+93.6)kN=229.3kN 根據(jù)壓彎力大小，初選設(shè)備為JH23-40。 F總=99.3kN 初選設(shè)備為JC23-16F。,方案選擇,,,,沖孔切斷連續(xù)模,,,,,沖孔部分,,,,,切斷部分,,,,,彎曲模,,,,,預(yù)彎部分,,,,,推圓部分,,,,,后期安排,細(xì)節(jié)完善 生成二維圖紙及零件圖的繪畫(huà) 運(yùn)動(dòng)仿真及有限元分析 校核 編寫論文,,,,,,,懇請(qǐng)各位導(dǎo)師指正,,學(xué)生：XX,導(dǎo)師：XX,,,,,,,鉸鏈件彎曲模具設(shè)計(jì),答辯人：XXX,學(xué)號(hào)：XXXX,,專業(yè)：XXXXX,導(dǎo)師：XXXX,,,,,,,,,,研究背景,工藝設(shè)計(jì),三維及二維圖,運(yùn)動(dòng)仿真與有限元分析,,,,,,目錄,Contents,,近年來(lái)，隨著工業(yè)化國(guó)家勞動(dòng)力成本的提高以及汽車、家電等行業(yè)的興起，模具市場(chǎng)面臨著巨大的變化。根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，全球制造業(yè)逐漸向東南亞等國(guó)家轉(zhuǎn)移，中國(guó)將逐步發(fā)展成為世界一流的制造業(yè)基地。 鉸鏈?zhǔn)且环N連接機(jī)器、車輛、門窗、器物的兩個(gè)部分的裝置或零件，所連接的兩部分或其中的一部分能繞著鉸鏈的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的鉸鏈件彎曲模具在安全操作性、工作穩(wěn)定性與國(guó)外一些先進(jìn)產(chǎn)品還存在差距。,研究背景,,,工件圖為右圖所示的合頁(yè)鉸鏈件，材料為10鋼，材料厚度2mm，適用于大批量生產(chǎn)。,設(shè)計(jì)要求,,,材料分析 10鋼為優(yōu)秀碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓成型性能。塑性、韌性能力良好。易于通過(guò)冷熱加工技術(shù)生產(chǎn)工件。 結(jié)構(gòu)分析 零件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單且規(guī)則，采用沖裁和彎曲加工即可。 精度分析 零件上所有尺寸均沒(méi)有公差要求，均按IT14選取，采用普通沖裁和彎曲即可滿足零件的精度要求。 由以上分析可知，該沖件沖壓工藝性良好，可以沖裁和彎曲。,工藝性分析,,,零件的生產(chǎn)包括沖孔、切斷、預(yù)彎和推圓四道基本工序，經(jīng)過(guò)分析采用工序的復(fù)合，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。 有以下幾種方案： 1）切斷、沖孔、預(yù)彎、推圓分步進(jìn)行。 2）切斷、預(yù)彎、推圓、沖孔分步進(jìn)行。 3）沖孔-切斷連續(xù)沖裁，預(yù)彎和推圓用雙工位彎曲模生產(chǎn)。 考慮生產(chǎn)效率問(wèn)題，采用第三種方案：沖孔-切斷連續(xù)沖裁，預(yù)彎和推圓用雙工位彎曲模生產(chǎn)。,方案選擇,,,毛坯展開(kāi)尺寸計(jì)算 由于r=3mm，所以采用推圓的方法成形，在推圓過(guò)程中坯料變厚并且中性層向外移動(dòng)。 根據(jù)彎曲坯料展開(kāi)長(zhǎng)度的計(jì)算公式計(jì)算 彎曲件寬度為24mm，故毛坯尺寸為 57mm24mm。 坯料的平面展開(kāi)圖如圖所示。,零件工藝計(jì)算,,,,,,零件工藝計(jì)算,預(yù)彎尺寸計(jì)算 零件彎曲半徑r0.5t=1mm，對(duì)于有圓角半徑的彎曲件，由于變薄不嚴(yán)重，按中性層展開(kāi)的原理，坯料總長(zhǎng)度應(yīng)等于預(yù)彎后彎曲件直線部分和圓弧部分長(zhǎng)度之和。查得中性層系數(shù)x=0.36。 所以有 彎曲件預(yù)彎圖如圖所示。,,,排樣設(shè)計(jì),通過(guò)的零件形狀的分析，選擇使用單直排的排樣方式，同時(shí)由于凹模刃口強(qiáng)度的問(wèn)題，還應(yīng)留一個(gè)空工位。所以零件可能的排樣方式只存在一種。如下圖所示選用為2mm1000mm1500mm的鋼板，在彎曲件裁板時(shí)，也需要應(yīng)考慮纖維方向，板料只能使用橫裁。,該零件預(yù)彎和推圓均是校正彎曲，查得成形時(shí)單位壓力p=100MPa，所以預(yù)彎校正彎曲力和推圓校正彎曲力分別為 對(duì)于校正彎曲，由于壓料力或頂件力遠(yuǎn)小于比校正彎曲力，故一般可以忽略，所以所需壓力機(jī)噸位為 由壓彎力的數(shù)值，初步選則設(shè)備為JH23-40型壓力機(jī),預(yù)彎推圓部分壓力計(jì)算機(jī)壓力機(jī)選用,,,,,,,,,,零件的具體尺寸為：切斷長(zhǎng)度57mm，沖孔周長(zhǎng)21.98mm，材料厚度2mm。使用材料為10鋼，取其抗剪強(qiáng)度300MPa。根據(jù)沖裁力基本計(jì)算公式，計(jì)算切斷力為 沖孔力為 沖孔及切斷部分的卸料力為 沖孔及切斷部分的推件力為 則零件所需總沖壓力為 初選設(shè)備為JC23-16F。,,,,,,,,,,,,,,,,,,沖孔切斷部分壓力計(jì)算機(jī)壓力機(jī)選用,,,,,沖孔切斷連續(xù)模,,,,,沖孔部分,,,,,切斷部分,,,,,彎曲模,,,,,預(yù)彎部分,,,,,推圓部分,,,,,沖孔切斷連續(xù)模,,,預(yù)彎推圓模,,,沖孔、切斷模 運(yùn)動(dòng)仿真,,,,,預(yù)彎、推圓模運(yùn)動(dòng)仿真,,,,,沖孔凸模有限元分析,,,,,切斷凸模有限元分析,,,,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)鉸鏈件彎曲模具設(shè)計(jì)采用了工序的復(fù)合，相對(duì)于以前由于加工設(shè)備的限制，所設(shè)計(jì)的只能用在普通沖床上通常是由23副模具所組成的成套鉸鏈模具而言，大大提高了生產(chǎn)效率。 本套模具可以滿足中小企業(yè)的生產(chǎn)需求，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、更換方便、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程還發(fā)現(xiàn)許多不足需要改善，包括部分細(xì)節(jié)的完善、軟件的應(yīng)用較為生疏等。,結(jié)論,,,,懇請(qǐng)各位導(dǎo)師指正,,學(xué)生：XXX,導(dǎo)師：XXX,,,,,
XX
XXX
論文題目：
鉸鏈件彎曲模具設(shè)計(jì)
學(xué) 院：
年 級(jí)：
專 業(yè)：
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
20XX年 5 月 10 日
摘要
本文主要內(nèi)容為鉸鏈件彎曲模具設(shè)計(jì)。其適用于大批量生產(chǎn)，工件材料為10鋼，材料厚度為2mm。
此套模具考慮到提高生產(chǎn)效率的問(wèn)題，采用工序的復(fù)合加工。使用沖孔-切斷連續(xù)沖裁，預(yù)彎和推圓用雙工位彎曲模來(lái)達(dá)成目的。并通過(guò)查閱相關(guān)資料，解決設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，提高設(shè)計(jì)的合理性，并使其具有實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值。
本文以鉸鏈件彎曲模具設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容，為沖孔-切斷連續(xù)模、預(yù)彎和推圓用雙工位彎曲模的設(shè)計(jì)。包括零件工藝性分析，工藝方案確定與工藝計(jì)算，同時(shí)也含有模具零部件以及壓力機(jī)的選用等內(nèi)容。
關(guān)鍵詞:鉸鏈件；彎曲模；沖孔；切斷；模具設(shè)計(jì)
Abstract
The main content of this paper is hinge bending die design. It is suitable for mass production, workpiece material is 10 steel, material thickness is 2mm.
Considering the problem of improving production efficiency, this set of mould adopts compound machining of working procedure. Use punch - cut continuous blanking, pre - bending and pushing circle with double - station bending die to achieve the purpose. And through consulting relevant materials, solve the problems in the design, improve the rationality of the design, and make it have practical value.
This paper focuses on the design of hinge bending die, including the design of punch - cut continuous die, prebending die and push circle bending die. It includes process analysis of parts, determination of process plan and process calculation, as well as selection of mold parts and presses.
Key words:Hinge; Bending die; Punching; Cut off; Mold design
II
目錄
摘要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究?jī)?nèi)容及相關(guān)含義 1
第二章 零件工藝性分析 3
2.1 材料分析 3
2.2 結(jié)構(gòu)分析 3
2.3 精度分析 3
第三章 工藝方案與模具結(jié)構(gòu)確認(rèn) 4
3.1工藝方案確定 4
3.2模具結(jié)構(gòu)的確認(rèn) 4
3.2.1 模具類型 4
3.2.2 模架類型選用 5
第四章 零件工藝計(jì)算 6
4.1 彎曲工藝計(jì)算 6
4.1.1 毛坯展開(kāi)尺寸計(jì)算 6
4.1.2預(yù)彎尺寸計(jì)算 7
4.1.3預(yù)彎力計(jì)算 8
4.1.4 壓力中心計(jì)算 8
4.2 沖孔切斷連續(xù)模工藝計(jì)算 9
4.2.1 刃口尺寸計(jì)算 9
4.2.2 排樣計(jì)算 11
4.2.3 沖壓力計(jì)算 12
4.2.4 壓力中心計(jì)算 12
4.2.5 壓力機(jī)的選用及參數(shù) 13
第五章 模具零部件結(jié)構(gòu)選擇 14
5.1沖孔切斷連續(xù)模零部件設(shè)計(jì) 14
5.1.1標(biāo)準(zhǔn)模架選用 14
5.1.2其他零部件結(jié)構(gòu) 14
5.1.3卸料裝置中彈性元件計(jì)算 15
5.2彎曲模零部件設(shè)計(jì) 16
5.2.1標(biāo)準(zhǔn)模架選用 16
5.2.2彈頂裝置中彈性元件的計(jì)算 17
5.2.3斜楔、滑塊設(shè)計(jì) 17
第六章 模具總裝圖 19
結(jié)論 21
參考文獻(xiàn) 22
致謝 23
第一章 緒論
1.1 研究背景
近年來(lái)，隨著工業(yè)化國(guó)家勞動(dòng)力成本的提高以及汽車、家電等行業(yè)的興起，模具市場(chǎng)面臨著巨大的變化，模具產(chǎn)量變化趨勢(shì)如圖1-1所示。根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，隨著全球制造業(yè)向東南亞等國(guó)家轉(zhuǎn)移，中國(guó)將逐步發(fā)展成為世界一流的制造業(yè)基地。但與此同時(shí)，我們也不能忽視模具行業(yè)在擴(kuò)張中所面臨的問(wèn)題。高端模具的制造和生產(chǎn)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。例如，中國(guó)模具行業(yè)一直在忙于擴(kuò)張，因此忽略了一些重要的問(wèn)題，導(dǎo)致很大一部分高端設(shè)備仍然需要依賴國(guó)外進(jìn)口。
圖1-1 模具產(chǎn)量變化趨勢(shì)圖
在通過(guò)學(xué)習(xí)外國(guó)的先進(jìn)制造技術(shù)中發(fā)現(xiàn)，國(guó)外很好的利用了電子軟件來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。一些二維軟件已成為模具設(shè)計(jì)的良好輔助工具，并應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)和制造。同時(shí)應(yīng)用 Creo等三維軟件進(jìn)行三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真可以很好地縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，減少設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的失誤與細(xì)節(jié)上的漏洞，使模具的設(shè)計(jì)變得趨于完美。
1.2 研究?jī)?nèi)容及相關(guān)含義
模具是人們用來(lái)制造模具制品的工具，冷沖壓模具就是一種模具，用于生產(chǎn)具有一定形狀，尺寸和性能的零件，通過(guò)在室溫下利用壓力機(jī)上獲得變形力。
本文的主要研究?jī)?nèi)容為鉸鏈件彎曲模具設(shè)計(jì)，分為沖孔-切斷連續(xù)模、預(yù)彎和推圓用雙工位彎曲模兩部分的研究。包括零件工藝分析，工藝計(jì)劃確定和工藝計(jì)算，以及模具部件的選擇與壓力機(jī)選用。
首先選擇使用沖裁模來(lái)完成沖孔-切斷的部分，沖裁模作為一種工藝裝備，在沖壓生產(chǎn)中起到了重要作用。而優(yōu)秀的模具結(jié)構(gòu)可以保證工藝方案可以順利實(shí)行，并提高目標(biāo)零件的質(zhì)量。沖裁模的質(zhì)量和精度可以令沖壓零件的質(zhì)量和精度產(chǎn)生很大的變化。而這些變化主要取決于，沖裁模的結(jié)構(gòu)。合理、先進(jìn)的質(zhì)量，精度將有效的提高生產(chǎn)效率并且對(duì)沖裁模本身的使用壽命和方便性等方面也有很大的益處。
根據(jù)工藝性質(zhì)，可分為，沖模，切模，縫模，切模和修邊模。本文主要應(yīng)用了沖模與切斷模。
然后用彎曲模來(lái)進(jìn)行預(yù)彎和推圓的兩道工序，彎曲模分為凸凹兩部分。還有定位，卸載，導(dǎo)向和緊固件，但彎曲模具有其特征，如一般的運(yùn)動(dòng)除了凸模和凹模。還會(huì)根據(jù)需求來(lái)做出其他動(dòng)作，如擺動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等。同時(shí)精度要求和生產(chǎn)批次是決定彎曲模具的形狀彎曲部分的形狀的主要因素。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中同樣應(yīng)用到了CAD/Creo等電子軟件來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，代替過(guò)去使用的尺規(guī)手工繪圖，避免了尺規(guī)畫(huà)圖的大部分缺點(diǎn)，如效率低、精度差、勞動(dòng)量大等。同時(shí)這種隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，而出現(xiàn)的軟件有很多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)機(jī)械工作者的工作產(chǎn)生很大的益處。
第二章 零件工藝性分析
工件圖為2-1所示的合頁(yè)鉸鏈件，材料為10鋼，材料厚度2mm，適用于大批量生產(chǎn)。
2.1 材料分析
10鋼為優(yōu)秀碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓成型性能。同時(shí)其塑性、韌性能力也性能優(yōu)秀。易于通過(guò)冷熱加工技術(shù)生產(chǎn)工件，在經(jīng)過(guò)正火或冷加工后，可獲得優(yōu)秀的切削加工性能，并且沒(méi)有回火脆性，具有很好的焊接性，但在淬透性與淬硬性方面略有瑕疵。
圖2-1 工件圖
它可以制造需要較小應(yīng)力和高韌性的零件，如汽車車身，容器，深拉船，管道，墊圈等。可用于冷軋，冷沖，冷鐓，冷彎，熱軋等。也可用作低芯強(qiáng)度的滲碳零件和碳氮共滲零件。
2.2 結(jié)構(gòu)分析
零件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單且規(guī)則，采用沖裁和彎曲加工可完成加工。經(jīng)計(jì)算，彎曲件孔邊距離L=24.5mm>2t=4mm，說(shuō)明孔位于彎曲變形區(qū)之外。彎曲件圓角半徑r=3mm>0.1t=0.2mm，該零件結(jié)構(gòu)達(dá)到彎曲工藝的要求。7mm的孔與零件外形之間的距離為2.5mm，符合lmin≥t=2mm。為防止模具壁厚過(guò)薄而容易破損，應(yīng)考慮采用連續(xù)沖壓。此外，由于沖裁件的外形無(wú)圓弧連接過(guò)渡，模具壽命低，應(yīng)考慮采用切斷工序代替落料。
2.3 精度分析
零件上所有尺寸均沒(méi)有公差要求，均按IT14選取，采用普通沖裁和彎曲即可滿足零件的精度要求。
由以上分析可知，該沖件沖壓工藝性良好，可以沖裁和彎曲。
第三章 工藝方案與模具結(jié)構(gòu)確認(rèn)
3.1工藝方案確定
零件的生產(chǎn)包括沖孔、切斷、預(yù)彎和推圓四道基本工序，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)分析采用工序的復(fù)合，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。
有以下幾種方案：
1）切斷、沖孔、預(yù)彎、推圓分步進(jìn)行。
2）切斷、預(yù)彎、推圓、沖孔分步進(jìn)行。
3）沖孔-切斷連續(xù)沖裁，預(yù)彎和推圓用雙工位彎曲模生產(chǎn)。
考慮生產(chǎn)效率問(wèn)題，采用第三種方案：沖孔-切斷連續(xù)沖裁，預(yù)彎和推圓用雙工位彎曲模生產(chǎn)。
3.2模具結(jié)構(gòu)的確認(rèn)
3.2.1 模具類型
按所成型材料的不同，可以將模具分為這三個(gè)大類。分別為五金模具、塑膠模具、以及特殊模具。
其中五金模具可大致分為如下幾類：
1）沖壓模：沖裁模具、彎曲模具、拉深模具、翻孔模具、縮孔模具、起伏模具、脹形模具、整形模具等。
2）鍛模：模鍛模、鐓鍛模等。
3）擠壓模具、擠出模具、壓鑄模具、鍛造模具等。
而非金屬模具則分為：
1）塑料模具。
2）無(wú)機(jī)非金屬模具。
而按照模具本身材料的方面也可對(duì)模具進(jìn)行分類，可將模具分為：砂型模具，金屬模具，真空模具，石蠟?zāi)＞叩鹊?。其中，塑料模具作為一種新型模具用處十分廣泛。這類塑料模具一般可按成型種類將模具分為這些種類：用注射方式成型的注射成型模具，以擠壓方式成型的塑成型模具，和另外的氣輔成型模具等。
根據(jù)采用沖孔-切斷連續(xù)沖裁，預(yù)彎和推圓用雙工位彎曲模生產(chǎn)的工藝方案。本次設(shè)計(jì)選用兩種類型的模具。
沖孔-切斷連續(xù)模選用沖裁模
預(yù)彎和推圓用的雙工位彎曲模選用彎曲模
3.2.2 模架類型選用
標(biāo)準(zhǔn)模架可分為四種類型：中間導(dǎo)柱模架、四角導(dǎo)柱模架、對(duì)角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架。以下為四種標(biāo)準(zhǔn)模架的優(yōu)缺點(diǎn)分析：
中間導(dǎo)柱模架：節(jié)省材料，具有較高的導(dǎo)向精度，但進(jìn)料較為困難，不能左右進(jìn)料。
四角導(dǎo)柱模架：具有很高的導(dǎo)向精度，進(jìn)料方式簡(jiǎn)便，前后左右都可以進(jìn)料，但取放工件不是很方便。
對(duì)角導(dǎo)柱模架：具有較高的導(dǎo)向精度，與四角導(dǎo)柱模架一樣，前后左右都可以進(jìn)料，取放工件同樣不夠方便。
后導(dǎo)柱模架：具有較高的導(dǎo)向精度，相對(duì)于四角與對(duì)角而言，有一些差別，其前后左右都可以進(jìn)料，但取放工件較為方便，缺點(diǎn)是導(dǎo)柱阻力不對(duì)稱。
對(duì)比工件精度要求與效率問(wèn)題，選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
第四章 零件工藝計(jì)算
4.1 彎曲工藝計(jì)算
4.1.1 毛坯展開(kāi)尺寸計(jì)算
由于r=3mm在（0.6~3.5）t=（1.2~7）mm范圍內(nèi)，所以采用推圓的方法成形，在卷圓過(guò)程其中坯料變厚并且中性層向外移動(dòng)。
根據(jù)彎曲坯料展開(kāi)長(zhǎng)度的計(jì)算公式可得出，坯料長(zhǎng)度為
LZ=l+1.5πr+x1t+r
≈l+5.7r+4.7x1t
=34+5.7×3+4.7×0.64×2mm
=57.12mm≈57mm
圖4-1 平面展開(kāi)圖
彎曲件寬度為24mm，故毛坯尺寸為57mm×24mm。坯料的平面展開(kāi)圖如圖4-1所示。
4.1.2預(yù)彎尺寸計(jì)算
表4-1 中性層位移系數(shù)X值
零件彎曲半徑r>0.5t=1mm，對(duì)于有圓角半徑的彎曲件，由于變薄現(xiàn)象不嚴(yán)重，按照中性層展開(kāi)原理。查表4-1得
中性層系數(shù)x=0.36。所以有
LZ=L1+πα180°r+xt
57mm=L1+πα180°3+0.36×2mm
57mm=L1+5.19mm
L1=51.8mm≈52mm
圖4-2 預(yù)彎圖
彎曲件預(yù)彎圖如圖4-2所示。
4.1.3預(yù)彎力計(jì)算
該零件預(yù)彎和推圓均是校正彎曲，查得成形時(shí)單位壓力p=100MPa，所以預(yù)彎校正彎曲力F1和推圓校正彎曲力F2分別為
F1=A1p=5×cos20°+52×100N=135.7kN
F2=A2p=24×39×100N=93.6kN
故所需壓力機(jī)噸位為
F壓力機(jī)≥F1+F2=135.7+93.6kN=229.3kN
由壓彎力的數(shù)值，初步選則設(shè)備為JH23-40型壓力機(jī)
4.1.4 壓力中心計(jì)算
由于零件形狀規(guī)則且對(duì)稱，只需計(jì)算壓力中心橫坐標(biāo)。如圖4-3所示建立坐標(biāo)系，則預(yù)彎和推圓中心的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)分別為
x1=74.53mm x2=0
圖4-3 彎曲模壓力中心分析圖
代入壓力中心計(jì)算公式得
x0=F1x1+F2x2F1+F2=135.7×74.53+93.6×0135.7+93.6=44mm
y0=0
考慮到實(shí)際生產(chǎn)的問(wèn)題，壓力中心左移10.2mm。
4.2 沖孔切斷連續(xù)模工藝計(jì)算
4.2.1 刃口尺寸計(jì)算
由工件圖可知，該零件可歸屬于一般的沖裁零件。由于零件的實(shí)際形狀，沖孔凸，凹模與切斷凸、凹模則使用不同的方法進(jìn)行制造。查表4-2得
表4-2 沖裁模初始雙面間隙表
最小間隙Zmin=0.246mm，最大間隙Zmax=0.360mm，則有Zmax-Zmin=0.114mm。按下文計(jì)算刃口尺寸:
切斷尺寸24-0.520mm，可查得凸模制造公差δT=0.020mm，凹模制造公差δA=0.025mm，磨損系數(shù)X=0.5。切斷可與落料歸分為同一類型，根據(jù)模具的實(shí)際情況，考慮到凹凸模的具體形狀，因此Zmin=23×0.2462mm=0.082mm。
凹模刃口計(jì)算尺寸
LA=(Lmax-XΔ)0+δA=(24-0.5×0.52)0+0.025=23.740+0.025mm
凸模刃口換算尺寸
圖4-4 切斷凸模承零件圖
LT=(LA-Zmin)-δT0=(23.74-0.082)-0.0200=23.658-0.0200mm
凹模刃口實(shí)際尺寸則需要按照凸模進(jìn)行配研，保證其兩側(cè)共有0.246~0.360mm的均勻間隙，保證切斷部分具有0.082~0.12mm的均勻間隙，切斷凸模零件圖如圖4-4所示。
沖孔尺寸?70+0.36mm，可查得凸、凹模制造公差δT=δA=0.020mm，磨損系數(shù)X取0.5。沖孔的基準(zhǔn)件是凸模，間隙取在凹模上。同時(shí)應(yīng)校核δT+δA≤Zmax+Zmin，代人數(shù)據(jù)得0.02mm+0.02mm=0.04mm<0.114mm，校核結(jié)果成立，這說(shuō)明選擇的δT與δA符合要求。考慮零件要求，還應(yīng)適當(dāng)調(diào)整制造公差，所以有
δT=0.4×0.114mm=0.046mm δA=0.6×0.114mm =0.068mm
將已知和查表的數(shù)據(jù)代人公式得
dT=dmin+XΔ-δT0=7+0.5×0.36-0.0200=7.18-0.0200mm
dA=(LT-Zmin)0+δA=(7.18-0.246)0+0.020=7.4260+0.020mm
故最后求得沖孔凸模和凹模刃口尺寸為：dT=7.18-0.0200mm dA=7.4260+0.020mm
孔心距（12±0.215）mm，兩個(gè)孔為同步加工，因此凹模型孔中心距為
LA=L+Δ8=12±0.438mm=(12±0.054)mm
4.2.2 排樣計(jì)算
通過(guò)的零件形狀的分析，選擇使用單直排的排樣方式，同時(shí)由于凹模刃口強(qiáng)度的問(wèn)題，還應(yīng)留一個(gè)空工位。所以零件可能的排樣方式只存在一種。如圖4-5所示
圖4-5 排樣方式
選用為2mm×1000mm×1500mm的鋼板，在彎曲件裁板時(shí)，也需要應(yīng)考慮纖維方向，板料只能使用橫裁。查得剪切條料寬度偏差Δ=0.8mm，則條料寬度B=57-0.80，步距S=24mm。裁成寬57mm、長(zhǎng)1000mm的條料，一張板料能獲得的零件總個(gè)數(shù)如下
n=150057×100024=26×41=1066
本模具省去始用擋料銷，條料前兩個(gè)工件為廢料。計(jì)算單個(gè)零件的面積S=57×24-2×π4×72mm2=1291mm2，得出材料利用率為
η=n×SLb×Lb×100%=1064×12911500×1000×100%=91.6%
圖4-6 零件排樣圖
其具體排樣圖如圖4-6所示。
4.2.3 沖壓力計(jì)算
零件的具體尺寸為：切斷長(zhǎng)度57mm，沖孔周長(zhǎng)21.98mm，材料厚度2mm。使用材料為10鋼，取其抗剪強(qiáng)度300MPa。根據(jù)沖裁力基本計(jì)算公式F=KLtτ，計(jì)算切斷力為
F1=1.3×57×2×300N=44460N≈44.5kN
沖孔力為
F2=2×1.3×21.98×2×300N=34289N≈34.3kN
沖孔及切斷部分的卸料力為
FX=KXF1+F2=0.04×44.5+34.3kN=3.15kN
沖孔及切斷部分的推件力為
FT=NKTF1+F2=82×0.055×44.5+34.3kN=17.34kN
則零件所需總沖壓力為
F總=F1+F2+FX+FT
=44.5+34.3+3.15+17.34kN
=99.3kN
初選設(shè)備為JC23-16F。
4.2.4 壓力中心計(jì)算
圖4-7沖孔切斷模壓力中心分析圖
壓力中心分析圖如圖4-7所示。由壓力中心計(jì)算公式和得出
x0=i=13lixii=13li=57×0+21.98×30+21.98×4257+2×21.98mm=15.7mm≈16mm
y0=i=13liyii=13li=57×-22.5+0+057+2×21.98mm
=-12.7mm≈-13mm
4.2.5 壓力機(jī)的選用及參數(shù)
表4-3 壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)
1）根據(jù)沖壓力的大小，為沖孔切斷設(shè)備選用壓力機(jī)型號(hào)為JC23-16F，開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)具體參數(shù)如表4-3所示。
表4-4 壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)
1）根據(jù)彎曲力的大小，為彎曲設(shè)備選用壓力機(jī)型號(hào)為JH23-40，開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)具體參數(shù)如表4-4所示。
第五章 模具零部件結(jié)構(gòu)選擇
5.1沖孔切斷連續(xù)模零部件設(shè)計(jì)
5.1.1標(biāo)準(zhǔn)模架選用
計(jì)算得H=Kb=0.28×57mm≈16mm，但該件上還需沖兩個(gè)小孔，兩者都在同一模具上進(jìn)行，因此模具的厚度應(yīng)適當(dāng)加厚，取H=20mm。四模壁厚C=(1.5~2）H=30~40mm，取C=40mm。所以凹模的長(zhǎng)度×寬度為：116mm×92mm。
模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，規(guī)格為：上模座160mm×125mm×35mm下模座160mm×125mm×40mm，導(dǎo)柱25mm×130mm，導(dǎo)套25mm×85mm×33mm。其中上模座如圖5-1所示。
圖5-1 上模座零件圖
5.1.2其他零部件結(jié)構(gòu)
凸模固定板與凸模間采取過(guò)渡配合，其厚度取凹模厚度的0.7倍，為14mm，平面尺寸與凹模外形尺寸保持一致。
墊板的應(yīng)用：沖孔凸模承壓面的形狀如圖5-2所示。計(jì)算承壓應(yīng)力
σ=FA=(17.15+3.77)kNπ4×132mm2=158MPa
查得鑄鐵模板的[σP]為90-140MPa，σ>[σp]，所以需要添加墊板，將墊板厚度選取為8mm。
根據(jù)材料厚度與卸料力大小的原則，取卸料板厚度為14mm。
采用壓入式模柄，根據(jù)設(shè)備尺寸，可選擇使用規(guī)格為A40×95的模柄。
圖5-2 沖孔凸模承壓面示意圖
由于切斷部分為單側(cè)沖裁，所以需求側(cè)壓力來(lái)選擇擋塊，有
F側(cè)=0.10~0.18F1=0.15×44.5kN=6.68kN
5.1.3卸料裝置中彈性元件計(jì)算
根據(jù)零件的材料的厚度，其厚度只有2mm，屬于較薄的范疇，模具采用彈性卸料裝置，使用三個(gè)橡膠墊作為彈性部件，尺寸計(jì)算如下：
1）確定橡膠墊的自由高度H0
H0=(3.5~4)H工
H工=H工作+H修磨=3+6mm=9mm
由上兩個(gè)公式取H0=35mm。
2）確定橡膠墊的橫截積A
A=FX/p
經(jīng)查得矩形橡膠墊的預(yù)壓量在10%~15%的范圍內(nèi)時(shí)其所承受的單位壓力為0.5MPa，所以所需橡膠面積A=3.15kN0.5MPa=6300mm2。
3）由零件的形狀可確定，橡膠形狀為矩形，中間開(kāi)矩形孔?？椎哪康氖潜苊獍纪鼓Ｎ恢脹_突?？紤]到零件的具體形狀，橡膠墊中間開(kāi)孔尺寸為14mm×26mm，暫定外部形狀的一邊長(zhǎng)為92mm，則另一邊長(zhǎng)b為
b×92mm-14mm×26mm=A
b=6300+14×2692mm≈72mm
4）校核橡膠墊的自由高度H0
H0a=3586-26=0.58
H0/a在0.5~1.5之間，橡膠墊尺寸符合條件?？傻贸鱿鹉z的裝模高度為0.85×35mm=29.8mm，取整后，得裝模高度為30mm。
5.2彎曲模零部件設(shè)計(jì)
5.2.1標(biāo)準(zhǔn)模架選用
標(biāo)準(zhǔn)模板的選擇基于模具的外部尺寸，因此應(yīng)首先計(jì)算模具的周長(zhǎng)。根據(jù)工件尺寸可以估算出凹模的盡寸，長(zhǎng)度×寬度為259mm×140mm。
模具采用后置導(dǎo)柱模架，規(guī)格為：上模座315mm×200mm×45mm，下模座315mm ×200mm ×50mm，導(dǎo)柱35mm×180mm，導(dǎo)套35mm×115mm×43mm。其中上模座如圖5-3所示。
圖5-3 上模座零件圖
5.2.2彈頂裝置中彈性元件的計(jì)算
本部分彈性元件選用為彈簧，其尺寸計(jì)算如下：
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的空間大小和壓力的大小，初始彈簧數(shù)目定為4個(gè)，每個(gè)彈簧應(yīng)承擔(dān)的壓力為
FY=FD=0.3~0.8F自/4
計(jì)算V形件自由彎曲力
F自=0.6KBt2σbr+t=0.6×1.3×24×22×2953+2N=4417N
則所需壓料力FY和頂件力FD為
FY=FD=0.3~0.8F自/4=0.3×4417N/4=331N
所以每個(gè)彈簧承擔(dān)的壓料力為331N。
根據(jù)F預(yù)=FY4=331N的要求選擇彈簧，使所擇的彈簧的允許最大工作負(fù)荷F許>F預(yù)?？蛇x出彈簧規(guī)格為d=4mm，D2 =22mm，h0 =60mm，F(xiàn)許 =670N，H許 =20.9mm。
基于彈簧壓力的特性，求得彈簧的預(yù)壓縮量為
H預(yù)=F預(yù)H許F許=331×20.9670mm=10.3mm
檢查彈簧的允許最大壓縮量是否滿足要求，即
H許≥H預(yù)+H工
彈簧的工作行程為10mm，所以
H許>H預(yù)+H工=20.3mm
確定彈簧安裝高度，即
H裝=H0-H預(yù)=60-10.3mm=49.7mm
5.2.3斜楔、滑塊設(shè)計(jì)
1）斜楔、滑塊之間的關(guān)系。
斜楔的角度一般取α=40°，但為了增加滑塊的行程，本文取α=60°。查得當(dāng)α=60°時(shí)，滑塊行程與斜楔的有效行程之比s/s1=1.732。斜楔作用下滑塊的水平運(yùn)動(dòng)如圖5-2所示。根據(jù)零件尺寸可計(jì)算出滑塊行程s=(52+5×cos20°-39）mm=17.7mm。所以，通過(guò)計(jì)算公式可得出斜楔的有效行程s1=s1.732=10.2mm。
2)斜椒、滑塊尺寸設(shè)計(jì)。
為確保當(dāng)斜楔開(kāi)始推動(dòng)滑塊時(shí)推力的合力是合理的。一般取L2:H2=2~1:1，取H2=35mm。
為了保證滑塊運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平滑，滑塊的寬度一般應(yīng)滿足條件：B2≤2.5L2。查取B2=140mm，斜楔的寬度B1=120mm。
根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，斜楔的高度H1和長(zhǎng)度L1按結(jié)構(gòu)，取H1=88mm，L1=49.2mm，并設(shè)置可靠的停止以確保斜楔的正常工作。
斜模、滑塊部分應(yīng)設(shè)有復(fù)位機(jī)構(gòu)，本文采用彈簧復(fù)位。
第六章 模具總裝圖
圖6-1 沖孔切斷?？傃b圖
圖6-2 彎曲模總裝圖
結(jié)論
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)《鉸鏈件彎曲模具設(shè)計(jì)》采用了工序的復(fù)合，相對(duì)于以前由于加工設(shè)備的限制，所設(shè)計(jì)的只能用在普通沖床上通常是由2~3副模具所組成的成套鉸鏈模具而言，大大提高了生產(chǎn)效率。
本套模具可以滿足中小企業(yè)的生產(chǎn)需求，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、更換方便、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
本論文主要研究了一下幾部分內(nèi)容：
1）零件工藝性分析：通過(guò)對(duì)零件的材料、結(jié)構(gòu)、精度等方面的分析，判斷材料的加工方法與工藝流程。
2）零件工藝計(jì)算：對(duì)零件的加工進(jìn)行工藝計(jì)算。
3）模具零部件結(jié)構(gòu)確定：對(duì)沖裁模及彎曲模中的標(biāo)準(zhǔn)模架進(jìn)行選用以及其他零部件結(jié)構(gòu)確定，并計(jì)算其中的彈性元件。
在設(shè)計(jì)過(guò)程還發(fā)現(xiàn)許多不足需要改善，包括部分細(xì)節(jié)的完善、軟件的應(yīng)用較為生疏等。
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致謝
歷時(shí)六個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，不知不覺(jué)間已接近尾聲，而四年的大學(xué)學(xué)習(xí)生活也結(jié)束，但這對(duì)我的人生而言卻又是一個(gè)嶄新的開(kāi)始。在這里我要特別感謝我的指導(dǎo)老師——畢永利老師。您在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我提出了很多建設(shè)性的指導(dǎo)意見(jiàn)，并對(duì)我的進(jìn)度加以督促。也許我不是您出色的學(xué)生，但您卻是我所最尊敬的老師。同時(shí)，我還要感謝一下和我同一畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，感謝你們?cè)谖矣龅嚼щy時(shí)對(duì)我的幫助。
從開(kāi)始選題到論文的答辯，有很多人給與了我?guī)椭谶@里請(qǐng)您接受我誠(chéng)摯的謝意!?同時(shí)，我還要感謝我的父母，感謝你們?cè)谶@二十多年來(lái)對(duì)我嚴(yán)苛的教育，讓我能擁有現(xiàn)在的人生，愿你們永遠(yuǎn)平安喜樂(lè)，這將是我最大的心愿！最后由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)和指正！
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