五格不銹鋼餐盤沖壓工藝及模具設(shè)計【沖壓模具設(shè)計稿】

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畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第1章 緒 論 1.1沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀 沖壓技術(shù)的真正發(fā)展，始于汽車的工業(yè)化生產(chǎn)。20世紀(jì)初，美國福特汽車的工業(yè)化生產(chǎn)大大推動了沖術(shù)的研究和發(fā)展。研究工作基本上在板料成形技術(shù)和成形性兩方面同時展開，關(guān)鍵問題是破裂、起皺與回彈，涉及可成形性預(yù)估、成形方法的創(chuàng)新，以及成形過程的分析與控制。但在20世紀(jì)的大部分時間里，對沖壓技術(shù)的掌握基本上是經(jīng)驗型的。分析工具是經(jīng)典的成形力學(xué)理論，能求解的問題十分有限。研究的重點是板材沖壓性能及成形力學(xué)，60年代是沖壓技術(shù)發(fā)展的重要時期，各種新的成形技術(shù)相繼出現(xiàn)。尤其是成形極限圖（FLD）的提出，推動了板材性能、成形理論、成形工藝和質(zhì)量控制的協(xié)調(diào)發(fā)展，成為沖壓技術(shù)發(fā)展史上的一個里程碑。 隨著對發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識，沖壓成形技術(shù)無論在深度和廣度上都取得了前所未有的進(jìn)展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合，在方法和體系上開始發(fā)生很大變化。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代測控技術(shù)等沖壓領(lǐng)域的滲透與交叉融合，推動了先進(jìn)沖壓成形技術(shù)的形成和發(fā)展。 工業(yè)發(fā)達(dá)國家對冷沖壓生產(chǎn)工工藝的發(fā)展是很重視的.不少國家(如美國、日本等)模具工業(yè)產(chǎn)值己超過機床工業(yè)。從這些國家鋼材構(gòu)成可以看出冷沖壓的發(fā)展趨勢。鋼帶和鋼板占全部品種的67%，充分說明沖壓這種加工方法己成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向。 1.2沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢 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(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、PRO/E ngineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。 模具技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細(xì)化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展。 1.3復(fù)合模的特點和概況 復(fù)合模是沖壓模具的一種，它在提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高質(zhì)量和實現(xiàn)沖壓自動化有非常重要的意義。復(fù)合?？蓪σ恍┬螤钍謴?fù)雜的沖壓件進(jìn)行沖裁、成型、拉深、成形加工。對大批量生產(chǎn)的沖壓零件尤其應(yīng)該選用復(fù)合模。它的特點是：沖壓生產(chǎn)效率高；操作安全；沖件質(zhì)量高；模具壽命長；沖壓生產(chǎn)總成本較低 1.4國內(nèi)模具CAD技術(shù)的未來 計算機輔助設(shè)計制造(CAD/CAM)系統(tǒng)是利用計算機進(jìn)行數(shù)字和圖形信息處理，以實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計、造型和數(shù)控加工的自動編程軟件，具有知識密集、綜合性強、初始投入大的特點。它的普及應(yīng)用將使產(chǎn)品設(shè)計制造和生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式發(fā)生深刻的變化，從而帶動制造業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展。 在我國，CAD/CAM研究普遍存在著科研水平較高，商品化程度低的特點，很多科研成果不能及時轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力，這樣，長期以來進(jìn)口軟件便成為唯一的選擇。許多企業(yè)上了CAD/CAM項目，有的投資額高達(dá)數(shù)百萬元，購置了當(dāng)時較為先進(jìn)的工作站、小型機系統(tǒng)，但現(xiàn)在絕大多數(shù)都已束之高閣，造成了大量人力、物力的浪費。究其原因：一是國外CAD/CAM軟件和工作站等硬件產(chǎn)品價格昂貴，動輒幾萬、幾十萬美金，給企業(yè)造成沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；二是軟硬件操作復(fù)雜，不但要求使用者具有較高的數(shù)控加工經(jīng)驗，而且要求具有較高的計算機水平和英語基礎(chǔ)，這樣的人才十分難得且培訓(xùn)周期長，這些因素使得CAD/CAM技術(shù)成為國內(nèi)制造企業(yè)的一塊心病。 近年來，情況有了轉(zhuǎn)機。隨著改革開放的深入，沿海和內(nèi)地的一些地區(qū)經(jīng)濟(jì)活動日益活躍，特別是廣東沿海和江南地區(qū)產(chǎn)生了一大批中、小型制造企業(yè)。由于面對激烈的市場競爭，產(chǎn)品生命周期不斷縮短，多品種、小批量生產(chǎn)比例增加，如何縮短產(chǎn)品的設(shè)計、制造周期成為這些企業(yè)生存的關(guān)鍵。這一批中小型制造企業(yè)迫切要求配備功能完備、價格廉宜、學(xué)習(xí) 簡便和技術(shù)支持良好的CAD/CAM軟件，形成了強大的市場需求?？磥?，繼國產(chǎn)繪圖軟件全面占領(lǐng)市場之后，高品質(zhì)、低價位、自主版權(quán)的CAD/CAM軟件即將大行其道。 第2章 五格不銹鋼餐盤沖壓工藝設(shè)計 2.1 五格不銹鋼餐盤零件工藝分析 圖1 所示五格不銹鋼餐盤外形較復(fù)雜,材料為1Cr18Ni9Ti ,厚度1. 0 mm,生產(chǎn)批量大批量。五格不銹鋼餐盤成形工藝包括沖裁、成型等工序, 此外, 制件上表面不得有劃痕,截斷面不得有毛刺, 未注尺寸公差為I T12。吃產(chǎn)品需要1次成形較容易,經(jīng)可行性分析,一個切邊模具加1個成型模具 1次成型成形, 且每步成型回彈必須嚴(yán)格控制。經(jīng)計算, 材料在垂直于纖維方向成型半徑均大于08 F 鋼最小成型半徑, 滿足成形要求, 但裁料時, 要注意考慮纖維方向, 盡量采取成型方向與材料毛刺方向一致的成型方式,減小毛刺對制件成型質(zhì)量的影響。 五格不銹鋼餐盤 經(jīng)初步計算，模具工作過程:擋料銷定位, 當(dāng)油壓機滑塊下行帶動上模座使模具閉合時,凸模將料擠入凹模完成成型然后油壓機油缸上升推料塊將凹模的產(chǎn)品推出凹模。切邊模凸模進(jìn)入凹模,然后沖床滑塊上升，完成產(chǎn)品的全部工序。成型和切邊模具采用彈性卸料板。成型回彈的控制：控制成型回彈的方法常用補償法及鐓壓法。補償法是在模具相應(yīng)位置開出一定斜度, 使工件出模后正好符合規(guī)定的角度。鐓壓法是鐓壓工件成型帶, 改變其應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài), 達(dá)到控制成型回彈的目的。在該工件上,成型利用鐓壓法可達(dá)到控 五格不銹鋼餐盤是一種比較常見的零件，也是多數(shù)機械設(shè)備中的必要零件，其外形各異，形狀復(fù)雜，但實際使用目的基本一致，使用數(shù)量也較多，成形工藝包括沖裁、成型、切邊等，由于其工序較多、生產(chǎn)周期長、材料消耗多、效率低、成本高，不能較好地適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。 2.2 五格不銹鋼餐盤排樣方案設(shè)計 為降低制造成本,五格不銹鋼餐盤采用剪板機減料然后成型最后切邊這樣加快了工作效率而且可以減少模具的開發(fā) 2.3 五格不銹鋼餐盤成型?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計 五格不銹鋼餐盤模結(jié)構(gòu)見圖3。模具工作過程:采用浮沉銷作為擋料裝置, 當(dāng)油壓機滑塊下行帶動上模座使模具閉合時,凸模將料擠入凹模，完成成型 然后模具上移 油壓機下油缸頂住推料塊 推料干推推料塊 推料塊把料從凹模型腔推出 2.4 成型回彈的控制 控制成型回彈的方法常用補償法及鐓壓法。補償法是在模具相應(yīng)位置開出一定斜度, 使工件出模后正好符合規(guī)定的角度。鐓壓法是鐓壓工件成型帶, 改變其應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài), 達(dá)到控制成型回彈的目的。在該工件上,成型利用鐓壓法可達(dá)到控 第3章五格不銹鋼餐盤展開圖計算與分析 3.1成型件的毛坯長度的計算 由于此為r>0.5t的成型件，這類變薄不嚴(yán)重而且斷面畸變教輕，可以按應(yīng)變中性層長度等于毛坯長度的原則來計算，即 （3-1） 當(dāng)零件的成型角為時，則毛坯的展開長度為 （3-2） 式中x—應(yīng)變中性層位移系數(shù); r —成型半徑（mm）; t —料厚（mm）; ｌ—制件各直線段長度（i=1、2 、3；mm）; L—毛坯的展開長度（mm）; 由文獻(xiàn)[1] 查表3-1得，當(dāng)r/t=1.0時，=0.42，則由式（3-2）得， 毛配暫定為400x300X0,8mm 第4章 五格不銹鋼餐盤工藝設(shè)計 4.1 材料利用率與壓力中心的計算 4.1.1 材料利用率的計算 沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。由文獻(xiàn) [1] 其計算公式如下： 一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率 為 （4-4） 式（4-4）中A—沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（mm）; n—個進(jìn)距內(nèi)沖件數(shù)目； B—條料寬度（mm）; h—進(jìn)距（mm）; 得 =63.4% 所以一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為76.8% 4.1.2 壓力中心的計算 沖壓力合力的作用點稱為壓力中心。為了保證壓力機和沖模正常平穩(wěn)的工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機滑塊中心重合，對于帶模柄的中小型沖模就要使壓力中心與模柄軸心線重合。否則沖裁過程中壓力機滑塊和沖模會承受偏心載荷，使滑塊導(dǎo)軌和沖模導(dǎo)向部分產(chǎn)生不正常磨損，合理間隙得不到保證，刃口迅速變鈍，從而降低沖件質(zhì)量和模具壽命甚至損壞模具。因此設(shè)計沖模時，應(yīng)該正確算出沖裁時的壓力中心，并使壓力中心和模柄軸心線重合，若因沖件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應(yīng)注意盡量使壓力中心的偏離不超過所選壓力機模柄孔投影面積的范圍。 由于零件為對稱圖形，故采用解析法求壓力中心較為方便。 由文獻(xiàn) [1] 根據(jù)力學(xué)定理，諸分力對某軸力矩之和等于其合力對同軸之矩，則有 （4-5） （4-6） 因為，，，，所以 式中 、、、—各圖形的沖裁力（N）； 、、、 —各圖形沖裁力的軸坐標(biāo)（mm）; 、、、—各圖形沖裁力的軸坐標(biāo)（mm）; 、、、 —各圖形沖裁周邊長度（mm）; t —板材厚度（mm）; —材料抗拉強度（MPa）。 因為整個圖形除了壓窩4處上下不對稱，其它地方都是左右上下對稱的，圖形左右對稱，所以壓力中心在Y軸上。且這四處，，，在方向的壓力中心即為整個圖形的壓力中心。 即產(chǎn)品的中心。 在實際生產(chǎn)中，可能出現(xiàn)沖模壓力中心在加工過程中發(fā)生變化的情況，或者由于零件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)考慮不宜使壓力中心與壓力機滑塊中心一致的情況，這時應(yīng)注意使壓力中心的偏差不致超出所選用壓力機允許的范圍 4.2 沖壓力的計算 完成本制件所需的沖壓力由沖裁力、成型力及卸料力、翻邊力、壓窩力組成。 4.2.1 切邊力的計算 計算沖裁力的目的是為了合理地選擇壓力機和設(shè)計模具，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。 沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長度有關(guān)。 由文獻(xiàn) [1] 用平刃口模具沖裁時，沖裁力F（N）可按下式進(jìn)行計算 （4-7） 式中 L—沖裁件周邊長度（mm）; t —材料厚度（mm）; —材料抗剪強度（MPa）; K—系數(shù)。（考慮到模具刃口的磨損，模具間隙的波動，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素，一般取K=1.3） 一般情況下，材料的，為計算方便，也可用下式計算沖裁力F（N） （4-8） 式中 —材料的抗拉強度（MPa）。 此制件所需的沖裁力即切邊力。 查文獻(xiàn) [4] 表1-24 得 =550MPa 切邊的沖裁力F沖=1.3X0.8X1158X550=662.4KN 所以此制件所需的沖裁力=662.4KN。 4.2.2 卸料力、推件力的計算 無論采用何種刃口沖模，當(dāng)沖裁工作完成后，由于彈性變形，在板材上沖裁出的廢料（或工件）孔徑沿著徑向發(fā)生彈性收縮，會緊箍在凸模上。而沖裁下來的工件（或廢料）徑向會擴(kuò)張，并因要力圖恢復(fù)彈性穹彎，所以會卡在凹模孔內(nèi)。為了使沖裁過程連續(xù)，操作方便，就需把套在凸模上的材料卸下，那卡在凹?？變?nèi)的沖件或廢料推出。從凸模上將零件或廢料卸下來所需的力稱卸料力，順著沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模腔推出的力稱推件力。 、是由壓力機和模具的卸料、頂件裝置獲得的。影響這些力的因素主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、凸、凹模表面粗糙度、零件形狀和尺寸以及潤滑情況等。要準(zhǔn)確計算這些力是困難的，由文獻(xiàn)[1]實際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗公式計算 式中 —系數(shù)，查文獻(xiàn) [1]表2-2 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)，得=0.06，=0.1； —卡在凹模直壁洞口內(nèi)的制件（或廢料）件數(shù)，一般卡3~5件，取=5。 F卸=0.06X662.4KN=40KN F推=0.06X662.4X1KN=40KN 所以此制件所需的卸料力、推件力分別為40KN 40KN 4.6.3 成型力F的計算 為了提高成型件的精度，減小回彈，在板材自由成型的終了階段，凸模繼續(xù)下行將成型件壓靠在凹模上，其實質(zhì)是對成型件的圓角和直邊進(jìn)行精壓，此為校正成型。此時，成型件受到凸凹模的擠壓，成型力急劇增大。由文獻(xiàn) [1] 校正成型力（N）可用下式計算 （4-9） 式中 —單位面積上的校正力（MPa）; A —校正面垂直投影面積（mm）; 查文獻(xiàn) [1] 表3-2 得=100 MPa ； F 所以此制件所需的成型力為。 4.3 壓力機的初步選擇 查文獻(xiàn) [2] 表10-6 開式雙柱可傾壓力機主要技術(shù)規(guī)格表，初選壓力機型號規(guī)格為J23-100，和同理公司生產(chǎn)的1000kN油壓機 第5章 模具主要零件設(shè)計 5.1 凸、凹模刃口尺寸的分析與計算 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，合理間隙的數(shù)值也必須靠模具刃口尺寸來保證。 由于在沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時，必須遵循下述原則： （1）落料模先確定凹模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格制件，凸模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凹模小一個最小合理間隙。 （2）沖孔模先確定凸模刃口尺寸，其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或等于制 型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/㎜ 滑塊行程次數(shù)/（次/min） 最大閉合高度/㎜ J23-10 400 100 45 330 J23-16 630 130 50 360 最大裝模高度/㎜ 連桿調(diào)節(jié)長度/㎜ 滑塊中心線至床身距離/㎜ 床身兩立柱間距離/㎜ J23-10 265 65 250 340 J23-16 280 80 260 350 工作臺尺寸/㎜ 墊板尺寸/㎜ 模柄孔尺寸/㎜ 最大傾斜角度/（°） J23-10 前后 460 厚度 65 直徑 50 30 左右 700 孔徑 220 深度 70 J23-16 前后 480 厚度 80 直徑 50 30 左右 710 孔徑 250 深度 80 電動機功率/KW 機床外形尺寸/㎜ 機床總質(zhì)量/Kg 前后 左右 高度 J23-10 5.5 1685 1325 2470 3540 J23-16 5.5 1700 1373 2750 4800 件的最大極限尺寸，以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi)，也能沖出合格的孔。凹模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大一個最小合理間隙。 （3）選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān) 表4-1 系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2～3級。工件尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時應(yīng)向材料實體方向單向標(biāo)注，即：落料件正公差為零，只標(biāo)注負(fù)公差；沖孔件負(fù)公差為零，只標(biāo)注正公差。 模具工作部分尺寸及公差的計算方法與加工方法有關(guān)，基本上可分為兩類。 本論題落料件為了更好的配合、便于加工凸、凹模的加工，采用分別加工方法。根據(jù)落料件標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行計算，所有未標(biāo)注公差均按IT14級處理（落料件全尺寸見圖2-2）。 由于Zmin=0.1mm，Zmax=0.14 mm，凸、凹模制造公差可?。? 磨損系數(shù)取：0.5 ，所有尺寸均按入體原則進(jìn)行標(biāo)注。計算過程如表3-2： 表3-2 凸、凹模刃口尺寸計算過程 尺寸 計 算 公 式 凹模尺寸 凸模尺寸 360 264 。 5.2 凹模的設(shè)計 5.2.1 凹模各孔口位置尺寸 在凹模中，這類尺寸較多，其基本尺寸可按排樣圖確定。其制造公差按文獻(xiàn) [1] 表2-3沖裁件精度應(yīng)為IT10級，但此制件送進(jìn)工步數(shù)較多，累積誤差較大，會造成凸、凹模間隙不均，影響沖裁質(zhì)量和模具壽命，故而應(yīng)將模具制造精度提高?？紤]到加工經(jīng)濟(jì)性，在送料方向的尺寸按IT7級制造，其他位置尺寸按IT8～I(xiàn)T9級制造，具體尺寸參照凹模零件圖 5.2.2 確定凹模刃口形式 由于凹模采用整體式凹模。而對模具整體凹模上，小型、形狀復(fù)雜、局部薄弱的工作形孔，往往給機械加工或熱處理帶來很大的困難，當(dāng)它局部磨損后又會造成整個凹模的報廢。 因為此制件形狀簡單、沖裁件精度要求不高、廢料為異形件，又是上浮的，所以由文獻(xiàn) [1] 圖5-1采用（e）型刃口形式的凹模。此種凹模刃口的特點是適用于落形狀簡單規(guī)則的料，且刃邊強度較好，刃磨后工作部分尺寸基本不變，沖裁薄料時選用。 圖5-1 凹模刃口形式 5.2.3 確定凹模厚度H 凹模外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強度和剛度。由于凹模的結(jié)構(gòu)型式不一，受力狀態(tài)又比較復(fù)雜，首先考慮是在成型工位所要受到的成型力，且由于壓窩凸模是固定在凹模，所以要適當(dāng)增加凹模厚，一般根據(jù)沖裁件尺寸和板料厚度，由文獻(xiàn) [2] 凹模的厚度H可按以下經(jīng)驗公式計算 H = Kb （≥15mm） （5-5） 式中 K—考慮坯料厚度影響的系數(shù)； b — 沖裁件最大外形尺寸（mm）； 查文獻(xiàn) [1] 表8-1，得K=0.2； H= 45mm 考慮到壓窩凸模的高度，則H調(diào)整為65mm,此凹模用于大批量生產(chǎn)，其厚度要考慮修磨量（5~6mm），所以凹模厚度H為65mm。 5.2.4 確定凹模周界尺寸L×B 由文獻(xiàn) [2] 表7-6 得凹模最小壁厚為1.6mm。 由文獻(xiàn) [2] 凹模壁厚（刃口到外邊緣的距離）可按下列公式確定 C﹦（1.5～2.0）H （≥30mm） （5-6） C﹦1.5×40 mm﹦60 mm ∴ L=460mm ; B=350 mm 。 5.3 凸模的設(shè)計 查文獻(xiàn) [3] 表5-27圓凸模形式和尺寸，選用圓凸模規(guī)格為 BⅡ15×83 JB/T8057-1995。 其他形式凸模的長度與直徑為4毫米的凸模長度一樣都為69毫米。凸模長度確定后一般不需要作強度核算，但因為直徑為4.5毫米的凸模比較細(xì)小，所以只需要進(jìn)行抗彎能力和承壓能力校核。若其強度達(dá)到了要求，則其他凸摸強度都合格。 5.3.1 校核凸?？箯澞芰? 由文獻(xiàn) [5] 對于圓形凸模的校核公式如下： （5-7） 式中 —凸模允許的最大自由長度（mm）; F —該凸模的沖壓力（N）； d —凸模最小直徑（mm）； =（69－24－11）mm=34mm F =1461.7N ∵ =34mm<=42.4mm 所以凸模抗彎能力合格。 5.3.2 校核凸模承壓能力 由文獻(xiàn) [5] 對于圓形凸模的校核公式如下： （5-8） 式中 —凸模的最小直徑（mm）; t —材料厚度（mm）; —材料抗剪強度（MPa）; —凸模材料的許用應(yīng)力（MPa）; 查文獻(xiàn) [ 2] 表9-17 得=1500 MPa； ∵ 所以凸模承壓能力合格。 因此凸模能夠滿足使用要求。 5.4 計算成型凸、凹模工作部分尺寸 成型凸、凹模工作部分的尺寸，主要是指凸模、凹模的圓角半徑和凹模的深度，還有凸、凹模之間的間隙及模具寬度尺寸等。 5.4.1 凸、凹模的圓角半徑 凸模的圓角半徑應(yīng)等于成型件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r，即。 由文獻(xiàn) [1] 凹模的圓角半徑 可知，凹模的圓角半徑不宜過小，以免成型時擦傷毛坯表面，同時凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在成型時毛坯會發(fā)生偏移。 5.4.2 凸、凹模間隙C 對于V形件成型，必須合理選擇凸、凹模間隙。間隙過大，則回彈也大，成型件尺寸和形狀不易保證；間隙過小，會使零件邊部壁厚減薄，降低模具壽命，且成型力大。由文獻(xiàn) [1] 生產(chǎn)中常按材料性能和厚度選?。? （5-9） C=0.0525~0.0575mm 凸、凹模間隙取為0.05mm。 5.5 凸模固定板的設(shè)計 凸、凹模零件一般通過固定板間接固定在模板上，以節(jié)約貴重的模具鋼。固定板固定凸模要求固緊牢靠并有良好的垂直度。因此固定板必須有足夠的厚度。 由文獻(xiàn) [ 1 ] 可按下列經(jīng)驗公式計算 H=（1～1.5）D （5-11） 為了使固定板能夠把凸模固緊得更加牢靠并有良好的垂直度，需增加固定板厚度，所以凸模固定板的厚度取為20mm。 凸模固定板各孔與凸模配合，通常按H7/n6或H7/m6選取，在此選H7/n6配合 5.6 卸料板設(shè)計 卸料板主要用來從凸模上卸下條料或廢料，卸料板和凸模之間的間隙大小，以不使工件或廢料拉進(jìn)間隙為準(zhǔn)。卸料伴除把板料從凸模上卸下外，有時也起壓料或凸模導(dǎo)向的作用。 卸料板外形尺寸與凹模外形尺寸一致。卸料板厚度與卸件尺寸及卸料力有關(guān)，由文獻(xiàn) [ 2 ] 一般為 （5-12） 式中 H —卸料板厚度（mm）; —凹模厚度（mm）。 所以卸料板的厚度H修整為16 mm。 5.7 墊板設(shè)計 當(dāng)零件的料厚較大時，沖壓中凸模上端面或凹模下端面對模板作用有較大的單位壓力，有時可能超過模板的允許抗壓應(yīng)力，此時就應(yīng)采用墊板。從模具壽命角度考慮，此模具采用上、下兩墊板。由文獻(xiàn) [ 1 ] 墊板厚度一般為4～12 mm, 此模具上模墊板取厚度為10mm。 5.8 聚氨酯橡膠設(shè)計 聚氨酯橡膠具有硬度高、強度好、高彈性、高耐磨性、耐撕裂、耐老化、耐油性、耐臭氧、耐輻射等優(yōu)點，是一般橡膠所不能比擬的。因此此模具選用4個聚氨酯彈性體為卸料橡膠墊。查文獻(xiàn) [4] 表16、表17 得： 聚氨酯彈性體內(nèi)徑d=10.5 mm; 聚氨酯彈性體外徑D=32mm； 聚氨酯彈性體厚度H=25mm; 聚氨酯彈性體壓縮量F=0.35H=9 mm; 聚氨酯彈性體壓縮時的最大外徑D=42 mm。 5.9 定距、定位裝置 確定合適的定距、定位方式不僅有利于提高沖壓件的質(zhì)量，而且便于操作和確保沖壓完全生產(chǎn)。 擋料是材料送進(jìn)過程中最基本的定距方式。在級進(jìn)沖壓模中一般采用有自動送料方式，也可以用側(cè)刃來進(jìn)行擋料。這也是大多數(shù)的擋料方式。但側(cè)刃定距，增加了條料的寬度，降低了材料的利用率。同時也增加了凹模的沖裁刃口，制模相對的增加了困難。 定位的方式較多，可利用外形或內(nèi)孔甚至沖制工藝孔來定位。用導(dǎo)正銷導(dǎo)正精確定位是模具結(jié)構(gòu)中常見的型式。一般借助沖件上的孔或條料上的工藝也采用定位釘定距。但是由于第每沖一次需把材料從定位釘上脫出后再送至預(yù)定位置，這時對產(chǎn)品的變形會有所影響，因此它適用于較薄的沖件材料。為了防止材料在導(dǎo)正過程中的變形，一般相應(yīng)的位置安有抬料釘和導(dǎo)料塊。導(dǎo)料塊可以幫助條件從導(dǎo)正銷上脫出來，抬料釘可以幫助條料從凹模抬起而送至預(yù)定位置。對于采用側(cè)刃和導(dǎo)正銷定距定位的級進(jìn)模，級進(jìn)模的送料準(zhǔn)確程度直接影響沖件的尺寸精度。在側(cè)刃和導(dǎo)正銷組合使用時，側(cè)刃作為送料的粗定位，導(dǎo)正銷作為精定位。采用導(dǎo)正銷導(dǎo)正時，可利用沖件上的孔作導(dǎo)正銷孔，也查在條料的合適部位沖制工藝孔作導(dǎo)正用。不論何種方式，導(dǎo)正銷應(yīng)設(shè)置在與沖孔凸模鄰近的下一個工步上，以便減少送進(jìn)的積累誤差，提高導(dǎo)正精度。兩導(dǎo)正銷之間應(yīng)有足夠的距離，有利于導(dǎo)正。 5.10模具裝配示意圖 根據(jù)以上結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算，可以繪制出模具裝配示意圖，如圖5-2所示。 圖5-2 切邊模裝配示意圖 第6章 模架的選擇及壓力機安裝尺寸的校核 由凹模周界尺寸及模具閉合高度在200~250mm之間，查文獻(xiàn) [ 3 ] 表5-7選用滑動導(dǎo)向四導(dǎo)柱模架， 第7章 螺釘與銷釘設(shè)計 螺釘是用于緊固模具的傳統(tǒng)零件，主要承受拉應(yīng)力。螺釘?shù)臄?shù)量視被緊固零件的外形尺寸及其受力大小而定，此模具采用8個。螺釘?shù)牟贾脩?yīng)對稱，使緊固的零件受力均衡。此模具上的螺釘采用圓柱頭內(nèi)六角螺釘（GB/T70-1985）。這種螺釘緊固牢靠，且螺釘頭埋在模具內(nèi)，使模具結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀。查文獻(xiàn) [2] 表7-12選用M9規(guī)格的螺釘。 螺釘擰入最小深度：采用鋼時為螺紋直徑的1.5倍。 銷釘起定位作用，防止零件之間發(fā)生錯移，銷釘本身承受切應(yīng)力。銷釘一般用兩個，多用圓柱銷（GB/T119-1986），與零件上的銷孔采用過渡配合，其直徑與螺釘上的螺紋直徑相同。 銷釘?shù)淖钚∨浜祥L度是銷釘直徑的2倍。 設(shè)計總結(jié) 通過對模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在成型過程中對模具的工藝要求，掌握模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算的方法，以達(dá)到能夠獨立設(shè)計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。 畢業(yè)設(shè)計能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運用，綜合檢驗大學(xué)期間所學(xué)的知識。 通過本次畢業(yè)設(shè)計收益匪淺，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1．培養(yǎng)我綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能、提高分析解決實際問題的能力。 2．接受模具設(shè)計工程師必須的綜合訓(xùn)練，提高實際工作能力。如調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和收集資料并進(jìn)行分析的能力；制訂設(shè)計或試驗方案的能力；設(shè)計、計算和繪圖能力；總結(jié)提高撰寫論文的能力。 3．檢驗我綜合素質(zhì)與實踐能力，是畢業(yè)的重要依據(jù)。 、 致語謝 在本次畢業(yè)設(shè)計過程中得到老師和同學(xué)的不少幫助，老師和同學(xué)幫我解決了很多在設(shè)計中遇到的各種問題，在此我向他們表示忠心的感謝。同時，特別感謝xxx老師在百忙之中對我的畢業(yè)設(shè)計逐一作了仔細(xì)地審閱，并提出了許多問題和建議，使本次的設(shè)計質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高。感謝xxXXXX老師對我的設(shè)計課題作出的分析。 參考文獻(xiàn) [1]姜奎華 主編.沖壓工藝及模具設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2004 [2]王孝培 主編.實用沖壓技術(shù)手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001 [3]史鐵梁 主編.模具設(shè)計指導(dǎo).北京：機械工業(yè)出版社，2003 [4]鄭可锽 主編.實用沖壓模具設(shè)計手冊. 北京：宇航出版社，1990 [5]王孝培 主編. 沖壓設(shè)計資料. 北京：機械工業(yè)出版社，1983 [6]李天佑 主編. 沖模圖冊. 北京；機械工業(yè)出版社，1988 [7]陳炎嗣 郭景儀 主編. 沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù). 北京：北京出版社， 1991 [8]涂光祺 主編. 沖模技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2002 [9]劉占軍編.護(hù)板多工位級進(jìn)模設(shè)計. 模具工業(yè) [J] .2005（12）：27-29 [10]王同海 主編. 實用沖壓設(shè)計技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，1995 [11]邱永成 編著. 多工位級進(jìn)模設(shè)計. 國防工業(yè)出版社， 1987 [12]李發(fā)致編著.模具先進(jìn)制造技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2003 [13]王一梅 主編. 典型實用模具圖冊.江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1995 [14]趙孟棟 主編. 冷沖模設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1997 [15]J.Magee, L.J.De Vin, Process planning for laser-assisted forming, Journal of Materials Processing Technology 120(2002):322-326 [16]A.T.Male, Y.W.Chen, C.Pan, Y.M.Zhang, Rapid prototyping of sheet metal components by plasma-jet forming, Journal of Materials Processing Technology 135 (2003):340-346 [17]周永泰. 模具產(chǎn)品目前水平及今后發(fā)展趨勢[J]. 模具技術(shù),1998(2): 4-6 [18]第十界中國國際模具評定評述專家組. 第十界中國國際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會模具水平評述[J]. 模具工業(yè)，2004（8）：3-9 [19]陳志明,張海歐,王桂蘭.我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J]華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室. 鍛壓技術(shù)，2004（5）:8-12 - 29 -