回油管夾片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)】
回油管夾片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)】,落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì),油管,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì),沖孔,復(fù)合,設(shè)計(jì)
1 緒 論
目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。
1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀
一、我國(guó)沖壓模具無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國(guó)發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡(jiǎn)單沖模，已趨供過(guò)于求，市場(chǎng)竟?fàn)幖ち摇?
現(xiàn)將2004年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)情況簡(jiǎn)介如下：
據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料，2004年我國(guó)沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元，其中出口0.75億美元,約合6.2億元.
根據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料,2004年我國(guó)共進(jìn)口沖壓模具5.61億美聯(lián)社元,約合46.6億元.從上述數(shù)字可以得出2004年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)總規(guī)模約為266.6億元.其中國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求為260.4億元,總供應(yīng)約為213.8億元,市場(chǎng)滿足率為82%.在上述供求總體情況中,有幾個(gè)具體情況必須說(shuō)明:一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技術(shù)含量較低中的中低檔模具,因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場(chǎng)滿足率低于沖壓模具總體滿足率,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn),而技術(shù)含量低的中低檔模具市場(chǎng)滿足率要高于沖壓模具市場(chǎng)總體滿足率;二是由于我國(guó)的模具價(jià)格要比國(guó)際市場(chǎng)低格低許多,具有一定的竟?fàn)幜?因此其在國(guó)際市場(chǎng)前景看好,2005年沖壓模具出口達(dá)到1.46億美元,比2004年增長(zhǎng)94.7%就可說(shuō)明這一點(diǎn);三是近年來(lái)港資、臺(tái)資、外資企業(yè)在我國(guó)發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無(wú)確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能計(jì)入上述數(shù)字之中。
二、沖壓模具水平狀況
近年來(lái)，我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1~2μm，壽命2億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra≤1.5μm的精沖模，大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。
1、模具CAD/CAM技術(shù)狀況
我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)自行開(kāi)發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的第一個(gè)沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開(kāi)發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開(kāi)始采用CAD/CAM技術(shù)。國(guó)家科委863計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開(kāi)發(fā)的汽車車身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過(guò)鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯著效益。1997年一汽引進(jìn)了板料成型過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬CAE軟件并開(kāi)始用于生產(chǎn)。
21世紀(jì)開(kāi)始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。
模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識(shí)。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來(lái)越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國(guó)EDS的UG，美國(guó)Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美國(guó)CV公司的CADSS，英國(guó)DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進(jìn)了AutoCAD CATIA 等軟件及法國(guó)Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國(guó)內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過(guò)渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開(kāi)始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域。
在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。
快速原型（RP）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來(lái)低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著RPM應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。
圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來(lái)也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開(kāi)始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無(wú)模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。
2、模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況
在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)幾十年努力，現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。
雖然如此，我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無(wú)論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國(guó)外相比還存在一定的差距。
標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國(guó)際水平。
但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。
汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來(lái)越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來(lái)越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。
模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無(wú)污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來(lái)越被認(rèn)可，碳化物被覆處理（TD處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)用。
1.1.2國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)
巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:????
1） 模具日趨大型化；???
? 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；??
? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；???
? 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；?
?? 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；???
6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；???
7）模具的精度將越來(lái)越高；?
? 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；??
?? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；??
10）開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。
1.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。
隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30萬(wàn)美元。
國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45％．
1.3回油管夾片模具設(shè)計(jì)與制造方面
1.3.1回油管夾片模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路
沖孔落料是沖壓基本工序之一，它是利用沖裁模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料進(jìn)行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件IT8～I(xiàn)T7級(jí)精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用IT7～I(xiàn)T6級(jí)精度的高級(jí)沖裁模。我的設(shè)計(jì)思路是：首先用沖孔落料模具將從板上沖下彎曲的坯料，再用彎曲的方法彎成所要求的形狀。
1.3.2回油管夾片模具的設(shè)計(jì)進(jìn)度
1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間20天；
2.確定加工方案，所用時(shí)間5天；
3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間30天；
4.模具的調(diào)試.所用時(shí)間5天。
設(shè)計(jì)者：劉曼玉
2 沖裁的畢業(yè)設(shè)計(jì)
2.1沖裁件的工藝分析
工件名稱：回油管夾片
生產(chǎn)批量：大批量
材料：08鋼
厚度：0.35mm
工件簡(jiǎn)圖如圖2-1所示
圖2.1 制件圖
2.1.1材料的分析：
08鋼屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，有一定的強(qiáng)度，有害雜質(zhì)元素硫、磷受到嚴(yán)格限制，非金屬夾雜物含量少，塑性和韌性較好，主要制作較重要的機(jī)械零件。常用于制作沖壓件。市場(chǎng)上也容易買到這種材料，價(jià)格適中。
2.1.2制件的工藝性分析：
回油管夾片屬于小尺寸零件，形狀簡(jiǎn)單，料厚0.35mm，大批量，圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級(jí)，符合一般沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。市場(chǎng)上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。
由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。
2.2 沖裁工藝方案的確定
根據(jù)工件的工藝性分析回油管夾片所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬訂出以下三種工藝方案。
方案一：用簡(jiǎn)單模分兩次加工，即先落料,后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：沖孔——落料級(jí)進(jìn)模。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
方案三：落料——沖孔復(fù)合模。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn)
方案一：生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。
方案二：只需要一副模具，生產(chǎn)率高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成多個(gè)工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化自動(dòng)化容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但零件的沖裁精度差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜。
沖方案三壓生產(chǎn)率較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化，零件的精度易保證。復(fù)合模一般制造復(fù)雜，由于此零件形狀簡(jiǎn)單，模具制造并不難，并且沖壓精度高。
通過(guò)上述三個(gè)方案的比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三更佳。
3模具主要零部件的設(shè)計(jì)
3.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
此模具為倒裝的沖孔落料復(fù)合模，其凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下所示。
3.1.1落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒型刃口，并查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.21，取刃口高度h=6mm.該凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宜采用整體式。
查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.22 K=0.4
凹模高度H=Kb=0.4x52.61=21.044
凹模壁厚C=1.5H=1.5X21.044=31.566
凹模外形尺寸的確定：
凹模外形長(zhǎng)度L=52.61+2X31.566=115.742
凹模外形寬度B=12+2X31.566=75.132
凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化取為200X160X32
具體形狀見(jiàn)圖3-1所示
圖3-1整體式凹模的結(jié)構(gòu)
3.1.2 沖孔φ7凸模的設(shè)計(jì)：
沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級(jí)形式如下圖所示：
圖3-2 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式
凸模選用B型圓凹模，凸模固定板厚度取18mm，凸模長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長(zhǎng)度用下列公式計(jì)算：
L=h凸模固定板+h落料凹模
式中 L—凸模長(zhǎng)度， mm
L=18+32=50mm
沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模刃口1mm
凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過(guò)凸模材料的許用壓應(yīng)力，即
校核公式為 ≤
式中F孔—沖孔沖裁力,N, F孔=3000N
Fmin—凸模最小斷面積，, Fmin=/4=38.5
凸模材料的許用應(yīng)力，MPa,如凸模材料選用T10A，查手冊(cè)=（1000～1600）MPa,這里取=1200 MFa
因?yàn)?3000/38.5=77.9 MPa＜
所以凸模強(qiáng)度符合要求。
3.1.3凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個(gè)凸凹模，根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如3-3圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。
圖3-3凸凹模的結(jié)構(gòu)
校核凸凹模的強(qiáng)度：
查表2.23得凸凹模的最小壁厚為1.4mm,而實(shí)際最小壁厚為2.5mm。故符合強(qiáng)度要求。凸凹模刃口尺寸按落料凹模尺寸配置，并保證雙面間隙為0.021-0.027mm
4 主要工藝參數(shù)計(jì)算
4.1排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算
設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料的排樣圖。合理的排樣應(yīng)是在保證質(zhì)量、有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)的前提下，以最少的材料消耗，沖出最多數(shù)量的合格工件。
此工件根據(jù)其長(zhǎng)方形的外形可以采用無(wú)廢料徘樣，但考慮到工件壁薄的特點(diǎn)采用有廢料排樣，這樣雖工件的利用率低了些，沖裁件的質(zhì)量和模具壽命都提高了上來(lái)。
根據(jù)零件的外形特點(diǎn)及以上分析，采用直排有廢料的排樣方式。具體見(jiàn)圖4-1所示。
圖4-1排樣圖
4.1.1 確定搭邊與搭肩值
《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2-9得工件間最小搭邊值為2.2mm，側(cè)面為2.5mm。
4.1.2 計(jì)算送料步距和條料的寬度
1．送料步距的計(jì)算 A=D+a
D--平行與送料方向的沖裁件寬度
a--沖裁件之間的搭邊值
所以A=12+2.2=14.2mm
2．條料的寬度計(jì)算
條料是由板料裁剪下料而得，為保證送料順利，裁剪時(shí)的公差帶規(guī)定為上偏差是0，下偏差是負(fù)值
設(shè)計(jì)為無(wú)無(wú)側(cè)壓裝置的送料方式的條料寬度，按下式計(jì)算
B-0Δ=〔Dmax+2a＋C〕0-Δ
B—條料的寬度
Dmax—沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸
a—側(cè)搭邊的最小值 ，由表2.11查得a=0.5
△—條料寬度的單向（負(fù)向）偏差
c—導(dǎo)料板與最寬條料之間的單面最小間隙，由表2.12查得C＝0.5
代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為58mm。
4.1.3計(jì)算材料的利用率：
材料利用率的計(jì)算公式為
=
式中 A0—一個(gè)沖裁件的面積，mm2;
A一個(gè)送料步距內(nèi)板料的面積
η==72.47%
4.2沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)的噸位
4.2.1沖裁力的計(jì)算
沖裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普
平刃口模具沖裁，其沖裁力F按下式計(jì)算：
F=KLtτb
沖裁力公式為F＝F沖孔+F落料
式中F—沖裁力
F沖孔—沖孔沖裁力
F落—落料沖裁力
1.沖孔沖裁力F沖孔
F沖孔＝Ktτ
式中 K—系數(shù)，查表取K＝1.3
—沖孔周長(zhǎng)，L＝3.14×7＝21.98mm
t—材料厚度，t＝0.35mm
τ—材料抗剪強(qiáng)度，MPa，查表取τ＝300 MFa
所以F沖孔＝Ktτ＝1.3×21.98×0.35×300＝3000N
取F沖孔＝3KN
2.落料沖裁力F落料
F落料＝Ktτ
式中—落料件外形周邊尺寸
＝（52.61+12）X2=129.22
所以F落料＝KLtτ＝1.3×129.22×0.35×300=17638.53N
取F落料＝17.64KN
4.2.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算：
卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設(shè)備公稱壓力或設(shè)計(jì)沖裁的時(shí)候應(yīng)分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)滑情況
制件的形狀和尺寸等。現(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：
卸料力F卸
F卸＝ F落料
式中F卸—卸料力
—卸料系數(shù)，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.7得＝0.05
所以F卸＝0.05X17.64＝0.882KN
推件力
F推＝F沖孔n
式中—推料系數(shù),查表取=0.065
n—同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù),取n=4
所以F推=0.065×3×4=0.78KN
4.2.3 總沖壓力F總
沖裁時(shí),壓力機(jī)的壓力值必須大于或者等于沖裁各工藝力的總和,即大于總的沖壓力,總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同,本模具采用彈性卸料裝置和下出件的模具,總的沖壓力為
F總 = F沖孔+F落落+ F卸+F推=3+17.64+0.882+0.78=22.3KN
4.3 壓力機(jī)的公稱壓力的確定：
通過(guò)校核，選擇開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)JB23-25能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下表。
公稱壓力/KN
63
滑塊行程/mm
35
行程次數(shù)(不小于)(次/min)
170
最大封閉高度/mm
300
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm
35
滑塊中心至機(jī)身距離/mm
110
(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺(tái)尺寸(左右×前后)/mm
250X310
(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺(tái)孔尺寸(直徑)/mm
150
(標(biāo)準(zhǔn)型)立柱間距離(不小于)/mm
240
模柄孔尺寸(直徑×深度)/mm
Ф30X55
工作臺(tái)板厚度/mm
55
傾斜角(不小于)(°)
45
電動(dòng)機(jī)/kw
2.2
外形尺寸（前后×左右×高）/mm
1100×800×2000
4.4壓力中心的確定
模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則沖壓時(shí)滑塊會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)向部分不正常磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具。所以壓力中心的計(jì)算很關(guān)鍵.其計(jì)算如下：
L1=52.61,X1=0; L2=12,X2=-26.035
L3=12,X3=26.30
XC=52.61+26.305X2+21.93=-3.5
其中XC—壓力中心
4.5 工作部分的尺寸計(jì)算
4.5.1計(jì)算凸凹模工作部分的尺寸（沖孔）并確定其公差：
該零件在彎曲前屬于無(wú)特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，而小孔尺寸則是由沖孔得到。
查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》查表2.3而知：Zmin = 0.021，Zmax =0.027mm
Zmax –Zmin = 0.006mm
因?yàn)槟＞叩木鹊燃?jí)為IT14級(jí) ,由表2.6 取 X = 0.5
δa=0.6X(Zmax-Zmin)=0.6x(0.027-0.021)=0.0036mm
δt=0.4X(Zmax-Zmin)=0.0024mm
LT=(dmin+x△)-Δε0
=(6.64+0.5x0.72)-0.00240
=70-0.0024 mm
LA=(dT+Zmin)0+δκ
=(6.64+0.021)0+0.0036
6.66+0.00360=mm
較核：|δT|+|δA|= 0.0036 mm +0.0024 mm =0.006mm=Zmax –Zmin=0.006mm
滿足間隙公差條件
其中Zmax——最大沖裁間隙
Zmin——最小沖裁間隙
Δa.δt——分別為凸凹模的制造公差
LT、 LA——凸凹模尺寸
X——磨損系數(shù)
4.5.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算
LAc=(Lmaxc-X△)0+δκ
=(53.35-0.5x1.18)0+0.0036
=52.610+0.0036
LTc=(Lac-Zmin)-Δε0
=(52.61-0.021)-0.00240
=52.59-0.00240
LAk=(Lmaxk-X△k)0+δκ
=(12.43-0.5x0.86)0+0.0036
=120+0.0036
LTK=(DTK-Zmin)-Δε0
=(12-0.021)-0.00240
=11.98-0.00240
其中
Lmaxc—長(zhǎng)度方向最大尺寸
Lmaxk—寬度方向最大尺寸
LAc---凹模長(zhǎng)度方向尺寸
LTc—凸模長(zhǎng)度方向尺寸
LAk—凹模寬度方向尺寸
LTK—凸模寬度方向尺寸
5．模具總體設(shè)計(jì)
5.1 定位方式的選擇
本工件是大批量生產(chǎn)，根據(jù)本模具的設(shè)計(jì)需要采用活動(dòng)導(dǎo)料銷比較合適，安在左側(cè)位置，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-1所示。
圖5-1活動(dòng)導(dǎo)料銷
擋料銷選用活動(dòng)擋料銷，其具體形狀見(jiàn)圖5-2
圖5-2
材料：45鋼
熱處理：硬度35～40HRC
技術(shù)條件：按GB2870—81
5.2 導(dǎo)向方式的選擇
為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。采用手工送料方式，并采用滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架。
5.3 卸料方式的選擇
設(shè)置卸料裝置的目的是沖裁后將包在凸模外的廢料、卡在凹模內(nèi)的工件卸掉，保證下次沖裁順利進(jìn)行，在這里下模部分采用彈性卸料裝置，上模部分采用剛性卸料裝置
5.3.1上模推件裝置的設(shè)計(jì)
推件裝置由打桿、推板、2個(gè)連接推桿和推件塊組成其具體形狀見(jiàn)圖5-3
圖5-3推件裝置
1.推件塊的設(shè)計(jì)
本推件塊的端面外形應(yīng)跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應(yīng)設(shè)計(jì)成臺(tái)階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時(shí)不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應(yīng)高出凹模面0.2～0.5mm。
推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對(duì)尺寸較大，外形形狀相對(duì)復(fù)雜，所以推件內(nèi)形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關(guān)系，屬內(nèi)導(dǎo)向。
2.連接推桿的選用
為了使推件裝置推出平穩(wěn)采用2根推桿。每根推桿所承受的力為：
PT/2=0.78X103/2=0.39kN
由手冊(cè)查取適合本裝置的推桿規(guī)格為：φ10×55mm
3.推板的設(shè)計(jì)
由推出結(jié)構(gòu)需要，推板的行狀如下圖5-4
圖5-4推板
4.打桿的設(shè)計(jì)
打桿選用帶肩A型打桿與推板配合以起到平穩(wěn)推件作用。
其材料45鋼 熱處理硬度43～48HRC
規(guī)格： A8×90mm JB2876.1-81
5.3.2 下模部分卸料裝置的設(shè)計(jì)
下模采用橡皮卸料裝置：橡皮允許承受的負(fù)荷較彈簧的大，且安裝調(diào)試方便，在沖裁模具中應(yīng)用很廣泛，故采用橡皮卸料
（1）橡皮的平面尺寸選擇橡皮時(shí)應(yīng)主要確定其自由高度預(yù)壓縮量及截面積。其計(jì)算公式與步驟如下：
1、確定自由高度
H自=L工/(0.25~0.30)+h修模=11.75mm
L工——沖模工作行程（mm）。對(duì)沖裁模而言，L工=t+1
h修模——預(yù)留的修模量。根據(jù)模具設(shè)計(jì)壽命一般取4~6mm
2、確定L預(yù)和H裝
L預(yù)=（0.10~0.15）H自=1.175mm
H裝=H自-L預(yù)=11.75mm-1.175mm=10.575mm
L預(yù)——橡皮的預(yù)壓縮量
H裝——沖模裝配好以后橡皮的高度
3、確定橡皮橫截面積A(mm2):
A=F/q=882Kn/0.3Mpa=2940mm2
F——所需的彈壓力（N）
q——橡皮在預(yù)壓縮狀態(tài)下的單位壓力:約為0.26~0.50Mpa
R=21.6mm 在這取22mm
5.4連接與固定裝置的設(shè)計(jì)
5.4.1模柄的設(shè)計(jì):
本模具屬于小型模具,采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對(duì)它的基本要求是:一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠；二要與上模正確而可靠的連接。
在本模具中選用凸緣模柄，通過(guò)螺紋與上模座連接并這種模柄可較好的保證軸線與上模座軸線垂直,適用與各種中、小型模具。
模柄材料通采用Q235鋼.選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并按GB2862.3-81進(jìn)行設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖5-5
圖5-5模柄
5.4.2 固定板的設(shè)計(jì)
將凸模或凹模按一定相對(duì)的位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸模和凸凹模都需要由固定板來(lái)固定。
現(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸模固定板和凸凹模固定板尺寸
凸凹模固定板尺寸為: 200mm×160mm×20mm
凸模固定板尺寸為: 200mm×160mm×18mm
固定板材料采用45鋼
具體如圖5-6
圖5-6固定板
5.4.3 墊板的設(shè)計(jì):
墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和凸模固定板相同，厚度取8mm
5.4.4 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計(jì):
螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可
5.6 模架及組成零件的確定:
5.6.1 模架的選用:
本模具選用由上模座,下模座,導(dǎo)柱,導(dǎo)套組成導(dǎo)柱模模架及其零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在此選用滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架。
5.6.2 模座的確定:
本模中具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，因在前述中確定了凹模尺寸為200㎜×160㎜ ×32㎜ ，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為: 294㎜×237㎜×55 ㎜. 上模座尺寸為: 294㎜×240㎜×45 ㎜
6.壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
JB23-25型壓力機(jī)的閉合高度300mm之間，模具的閉合高度在200mm左右，模具的閉合高度符合要求。
本模具的外形尺寸為294mm×237mm×206mm, 工作臺(tái)尺寸(左右×前后)310mm×250mm ， 可以正確安裝和正常使用。外形尺寸符合要求。
經(jīng)校核JB23-25型壓力機(jī)符合此連續(xù)模設(shè)計(jì)的要求，可以被采用。
7.繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖
由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖（裝配圖見(jiàn)附圖）。模具上模部分主要由上模板、墊板、凹模板、推件塊等組成。推件方式由剛性推件裝置憑借壓力機(jī)的壓力來(lái)完成廢料的推出。下模部分由下模座、凸模、卸料板、凸模固定板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。
其工作過(guò)程是：條料在送進(jìn)模具時(shí)由擋料銷限位，導(dǎo)料銷導(dǎo)向，使得條料精確定位。模具在工作時(shí)，上模部分隨壓力機(jī)下行，當(dāng)上模部分與條料接觸時(shí)，卸料板起壓料作用與凹模一起作用將條料壓緊，壓力機(jī)滑塊繼續(xù)下行落料凸模進(jìn)入凹?？谠趬毫叭锌谧饔孟峦瓿蓻_裁。
壓力機(jī)滑塊回程，上模部分跟著一起上行，在打料桿等一系列推件裝置的作用下將制件推出凹模腔內(nèi)，卸料板在彈簧恢復(fù)的作用下也將條料從凸模上撥落下來(lái)，完成卸料，卸料裝置復(fù)位。條料再送進(jìn)一個(gè)步距等待下一次回程沖裁。
8.彎曲模具的設(shè)計(jì)
工件名稱：回油管夾片
生產(chǎn)批量：大批量
材料：08鋼
厚度：0.35mm
零件圖 ：見(jiàn)圖8-1
圖8-1回油管夾片零件圖
8.1 彎曲模設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備
在確定工件的類型是彎曲件后，要根據(jù)零件圖及生產(chǎn)批量要求閱讀彎曲件產(chǎn)品圖，分析彎曲件的工藝性，確定工藝方案。
8.2 閱讀彎曲件產(chǎn)品圖
此彎曲件屬于圓形彎曲，形狀尺寸不算復(fù)雜，可一次彎曲成形。
8.3彎曲件的工藝分析
彎曲模沒(méi)有固定的結(jié)構(gòu)形式，有可能設(shè)計(jì)的很簡(jiǎn)單，也可能設(shè)計(jì)的很復(fù)雜，這需要根據(jù)工件的材料性能、形狀、精度要求和產(chǎn)量進(jìn)行綜合分析，確定的模具的結(jié)構(gòu)形式。
此工件屬于圓形彎曲，零件圖見(jiàn)1-1所示，圖中未注尺寸公差，在處理這類零件公差等級(jí)時(shí)均按IT14級(jí)要求，彎曲件圓角半徑R為3mm和4mm，大于最小彎曲半徑〔rmin=0.6t=0.6x0.35=0.21mm〕此零件的形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，可以采用彎曲工序加工.
8.4 工藝方案的確定
該零件所需的沖壓工序?yàn)楹?jiǎn)單彎曲。
初步擬定以下兩個(gè)方案。
方案一、兩道工序彎曲------先將坯料預(yù)彎曲成三個(gè)120o的波浪形，然后再用第二套模具彎曲成圓形。波浪形狀由中心的三等分圓弧組成，首次彎曲的波浪形狀尺寸必須經(jīng)實(shí)驗(yàn)修正。
方案二用一次彎曲模直接成形。
考慮到方案一制作需要兩個(gè)工序并且要設(shè)計(jì)兩套模具，在大批量生產(chǎn)中浪費(fèi)工時(shí)，并且增加成本，所以采用方案二
9.彎曲模工藝計(jì)算
9.1彎曲件展開(kāi)尺寸長(zhǎng)度的計(jì)算
當(dāng)r≥0.5t的彎曲件，由于變薄不嚴(yán)重，可按中性層展開(kāi)原則，坯料總長(zhǎng)度=彎曲件直線部分長(zhǎng)度和彎曲圓角部分應(yīng)變中性層長(zhǎng)度之和；
R<0.5t的彎曲件，由于彎曲變形時(shí)，不僅圓角部分變薄嚴(yán)重，而且與圓角部分相鄰的直邊也產(chǎn)生了一定的變薄，應(yīng)按變形前后體積不變條件確定長(zhǎng)度，由于R=4≥0.5t=1mm,屬于圓角半徑較大的彎曲件，所以彎曲件的展開(kāi)長(zhǎng)度按直邊區(qū)與圓角區(qū)分段計(jì)算。視邊區(qū)在彎曲前后長(zhǎng)度不變，圓角區(qū)展開(kāi)長(zhǎng)度按彎曲后中性層長(zhǎng)度不變條件進(jìn)行計(jì)算。
因?yàn)閞=3>0.5t=0.5x0.35=0.175mm,r=4>0.5t=0.5x0.35=0.175mm，屬于圓角半徑較大的彎曲件，所以彎曲件的展開(kāi)長(zhǎng)度按直邊與圓角區(qū)域進(jìn)行計(jì)算。視直邊在彎曲前后長(zhǎng)度不變，圓角區(qū)展開(kāi)長(zhǎng)度按彎曲前后中性層長(zhǎng)度不變條件進(jìn)行計(jì)算。
9.1.1變形區(qū)中性層曲率半徑ρ：
由于= =1.5查表3.4，得中性層位移系數(shù)k1=0.50
==2查表3.4，得中性層位移系數(shù)k2=0.5
變形中性層曲率半徑ρ按《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》式3.7計(jì)算
ρ1=r1+k1t=3+0.5x0.35=3.175
ρ2=r2+k2t=4+0.5x0.35=4.175
式中R1為半徑是3的圓角部分
R2為直徑是8的部分
ρ1為半徑3的中性層曲率半徑
ρ2為直徑8的中性層曲率半徑
9.1.2毛坯尺寸〔中性層長(zhǎng)度〕
L總=∑L直+∑L弧
對(duì)于r3的彎曲部分
L弧1= παρ1/180
α=57o
L弧1= 3.14x57x3.175/180
=3.16
對(duì)于r4的彎曲部分
L弧2= παρ1/180
α=297o
L弧2= 3.14x297x4.175/180
=21.63
該零件的毛坯展開(kāi)長(zhǎng)度為
L總=∑L直+∑L弧
L總=2L弧1+ L弧2+2 L直
= 2x3.16+21.63+2x12.33=52.61mm
式中
L總為回油管夾片的展開(kāi)長(zhǎng)度
L弧1為半徑3的彎曲部分展開(kāi)長(zhǎng)度
L弧2為直徑是4的彎曲部分展開(kāi)長(zhǎng)度
∑L直為直段部分的總長(zhǎng)
α為彎曲部分對(duì)應(yīng)的角度
∑L弧為彎曲部分的總長(zhǎng)
9.2 彎曲模工作部分尺寸計(jì)算
9.2.1.彎曲模工作部分尺寸計(jì)算
1.凸模圓角半徑 ： 由于此工件的= =1.5較小，且R 為3mm大于最小彎曲半徑（rmin=0.6t=0.6×0.35㎜=0.21㎜） 故凸模的圓角半徑為rt1=3mm,rt2=4mm
2.凹模圓角半徑. 凹模圓角半徑的大小對(duì)彎曲力以及彎曲件的質(zhì)量均有影響。過(guò)小會(huì)使彎矩的彎曲力臂減小，毛坯沿凹模圓角滑入的阻力增大，彎曲力增加，并使工件表面擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時(shí)毛坯會(huì)發(fā)生偏移。
實(shí)際生產(chǎn)中凹模圓角半徑一般按材料的厚度t來(lái)選取.
當(dāng)t<2mm,= （3～6）t
當(dāng)t=2～4mm,= （2～3）t
當(dāng)t>4mm,=2t
式中為凹模圓角半徑
t為材料厚度
此零件為圓形彎曲，模具凹模的尺寸按工件的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)
3.凸凹模間隙. 圓形件彎曲時(shí)，凸凹模的間隙是靠擺動(dòng)凹模來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在模具設(shè)計(jì)中，必須考慮到模具閉合時(shí)，使模具工作部分與工件能緊密貼合，以保證彎曲質(zhì)量。
在這里間隙取0.3mm
9.2.2.彎曲回彈的計(jì)算
由于回彈值直接影響了彎曲件的形狀和尺寸，因此在模具設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)，必須預(yù)先考慮材料的回彈。通常是先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值和簡(jiǎn)單的計(jì)算初步確定模具工作部分尺寸，然后再試模修正模具相應(yīng)部分的形狀和尺寸。
回彈值的確定方法有：理論公式計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)值查表法。
（1)自由彎曲時(shí)的回彈，可分為以下幾種情況：
相對(duì)彎曲半徑較大時(shí)自由彎曲的回彈值。當(dāng)≥10時(shí)，回彈比較大，卸載后彎曲件的彎曲圓角半徑和角度都發(fā)生了較大變化，此時(shí)，可以不考慮材料厚度的變化以及應(yīng)力、應(yīng)變中性層的移動(dòng)，以簡(jiǎn)化計(jì)算。
此零件由于變形程度大故可不考慮回彈，在這里對(duì)回彈不予考慮。
9.2.3.彎曲力的計(jì)算
彎曲力指的是壓力機(jī)完成預(yù)定的彎曲工序所需施加的壓力，是選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一，必須進(jìn)行計(jì)算，但要從理論上計(jì)算彎曲力是很復(fù)雜的，并且計(jì)算的值還不是十分的準(zhǔn)確，因此，再生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。
圓筒件彎曲力
F自=0.6Kbt2δb/(r+t)
式中： F自——沖壓行程結(jié)束時(shí)自由彎曲的彎曲力（N）;
K——安全系數(shù)，一般取1.3；
b——彎曲件寬度（mm）;
t——彎曲件材料厚度（mm）;
δb——彎曲件材料的抗拉強(qiáng)度（Mpa）;
r——彎曲件的彎曲半徑（mm）;
F自1=0.6×1.3×12×0.352×300/（3+0.35）N=102.7N
F自2=0.6×1.3×12×0.352×300/（4+0.35）N=79.1N
F自總=2 F自1+ F自2=2x102.7+79.1=284.5N
F頂=（0.3-0.8）F自=（0.3︿0.8）x284.5=85.35︿227.6N
取F頂=200N
校正彎曲時(shí)校正彎曲力是在壓力機(jī)工作到下死點(diǎn)的位置，且校正力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自由彎曲力（或接觸彎曲力），而在彎曲工作的過(guò)程中而這又不是同時(shí)存在的，因此，查表3.7得：P=40Mpa,所以校正力F為：
F校=AP
F校---校正彎曲力(N)
A-----校正部分投影面積（mm2）
P-----單位面積校正力（MPa）
F校=8x12x40=1920=1.92KN
對(duì)于校正彎曲,由于校正彎曲力畢頂件力大得多,故頂件力可以忽略,但這里為了保險(xiǎn)起見(jiàn),在計(jì)算壓力機(jī)公稱壓力時(shí),還是將頂件力考慮進(jìn)去.
F壓機(jī)=（1.2︿1.3）(F校+F頂）=（1.2︿1.3）（1.92+0.2）=2.6︿2.8KN
9.2.4.壓力機(jī)的選擇
1.公稱壓力的選擇
查表1-9初選公稱壓力為30KN，即J11-3型。
2.行程次數(shù)
選擇用于彎曲的壓力機(jī)的行程次數(shù)主要考慮以下因素：
① 考慮操作方式（進(jìn)出料速度的快慢）；
② 彎曲時(shí)，金屬變形需要過(guò)程限制了行程次數(shù)的增加；
③ 該件為小批量，不需要以較大行程來(lái)提高生產(chǎn)效率；
3.滑塊行程（S）
滑塊行程是指滑塊的最大運(yùn)動(dòng)距離，即曲柄旋轉(zhuǎn)一周上死點(diǎn)至下死點(diǎn)的距
1 緒 論 1
2 沖裁的畢業(yè)設(shè)計(jì) 6
圖2.1 制件圖 6
通過(guò)上述三個(gè)方案的比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三更佳。 7
3模具主要零部件的設(shè)計(jì) 8
圖3-1整體式凹模的結(jié)構(gòu) 9
圖3-2 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式 9
圖3-3凸凹模的結(jié)構(gòu) 11
4 主要工藝參數(shù)計(jì)算 12
圖4-1排樣圖 12
5．模具總體設(shè)計(jì) 20
圖5-1活動(dòng)導(dǎo)料銷 20
圖5-3推件裝置 21
圖5-4推板 22
6.壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 26
7.繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖 27
圖8-1回油管夾片零件圖 28
9.彎曲模工藝計(jì)算 29
J11—3型壓力機(jī) 35
10.模具總體設(shè)計(jì) 38
圖10-1擋料板 38
圖10-2彎曲凸模 39
圖10-3彎曲凹模 40
11.模具的總裝圖、零件圖及工作原理 42
結(jié)束語(yǔ) 43
致謝 44
參考文獻(xiàn) 45
離，其值為曲柄半徑的兩倍。
選擇用于彎曲的壓力計(jì)的滑塊行程主要考慮以下因素：
4.閉合高度
壓力計(jì)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離
① 壓力機(jī)的最高閉合高度可以通過(guò)調(diào)整連桿的長(zhǎng)度來(lái)改變其大小，將連桿調(diào)最短時(shí)閉合高度最大，稱之為最大閉合高度；將連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)閉合高度最小，稱之為最小閉合高度。
J11—3型壓力機(jī)的最大閉合高度為170mm。
②當(dāng)壓力機(jī)工作臺(tái)面上有墊板時(shí)，用壓力機(jī)的閉合高度減去墊板厚度就是壓力機(jī)的裝模高度；沒(méi)有墊板的壓力機(jī)，其裝模高度與閉合高度相等。其中模具的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離。
5.工作臺(tái)面尺寸
其主要技術(shù)參數(shù)如下表
公稱壓力/KN
30
滑塊行程/mm
0-40
滑塊行程次數(shù)(次/min)
110
最大封閉高度/mm
170
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm
30
滑塊中心線至床身距離/mm
95
工作臺(tái)尺寸/mm
前后
165
左右
300
墊板厚度/mm
20
模柄孔尺寸/mm
直徑
25
深度
30
10.模具總體設(shè)計(jì)
10.1模具的類型確定
由沖壓工藝分析可知，采用單工序模，所以模具類型為單工序模具。
10.2定位方法的選擇
因?yàn)樵撃＞呤菑澢＞撸脫趿习逑薅ㄆ湮恢?。限位板形狀如圖10-1：
圖10-1擋料板
10.3卸料方法的選擇
因?yàn)楣ぜ暮穸葹?.35mm相對(duì)較薄，并且彎曲后呈筒形，卸料方式選擇手動(dòng)卸料。
10.4導(dǎo)向方式的選擇
該模具為筒形件彎曲模，根據(jù)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，采用壓力機(jī)自動(dòng)定位，無(wú)導(dǎo)向零件。
10.5主要零部件的設(shè)計(jì)
10.5.1工作零部件的設(shè)計(jì)
1彎曲凸模
結(jié)合工件外形并考慮加工，將彎曲凸模設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)單的形式用車床加工，其外形為φ8的圓柱 長(zhǎng)度 L=35.5mm 具體外形及見(jiàn)圖10-2
圖10-2彎曲凸模
2.彎曲凹模
凹模根據(jù)零件形狀采用兩個(gè)擺動(dòng)凹模組合到一起，其尺寸見(jiàn)圖10-3
圖10-3彎曲凹模
10.5.2 緊固螺釘?shù)倪x用
擋料板與定位塊上設(shè)置兩個(gè)緊固螺釘，公稱直徑為4mm，螺紋部分為M4×10mm。
下模座與擺動(dòng)凹模上設(shè)置兩個(gè)緊固螺釘，公稱直徑為5mm，螺紋部分為M5×15mm。
10.5.3 模架及其他零部件的設(shè)計(jì)
該模具采用無(wú)導(dǎo)柱模架，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。以凸凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。
上模座的厚度H上模取10mm，上模座支架的高度度H支架取35mm，厚度取0mm，下模座的厚度H下模取18mm，凹模的厚度為30mm，那么，該模具的閉合高度：
H閉=H上模+H支架+H下模+H凹模+L
=123mm
式中：L——安全距離，L=30mm；
H——凹模厚度，H=30mm；
經(jīng)計(jì)算模具的閉合高度為
可見(jiàn)該模具閉合厚度小于所選壓力機(jī)J11-3的最大裝模高度（170mm），可以使用。
①模具強(qiáng)度的校核
將上述數(shù)據(jù)代入到查表所得的公式中校核設(shè)計(jì)出來(lái)的模具，經(jīng)計(jì)算知，該模具滿足要求，可以使用。
②沖壓設(shè)備的確定及安裝
通過(guò)校核，選擇開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J11-3能滿足使用要求。
最大閉合高度：170mm
最大裝模高度：145mm
壓力機(jī)的工作臺(tái)尺寸:（前后×左右）為165mm×300mm
模柄孔尺寸 : 直徑×深度為φ25mm×30mm，
模具的閉合高度:123mm
彎曲模在壓力機(jī)上的安裝。
根據(jù)彎曲模的閉合高度，下模座的平面尺寸及所選壓力機(jī)的額壓力，確定安裝的設(shè)備，模具安裝時(shí)，先安裝上模，把上模固定好后，根據(jù)上沒(méi)的安裝位置，調(diào)整下模與上模的間隙，間隙調(diào)整好后，把下模預(yù)緊，經(jīng)沖床運(yùn)行無(wú)問(wèn)題，停機(jī)后，把下模預(yù)緊固定好，再進(jìn)行試模。
11.模具的總裝圖、零件圖及工作原理
11.1 模具的總裝圖
見(jiàn)附圖01-00.
11.2 模具的零件圖
通過(guò)以上設(shè)計(jì)可以明白模具的一些基本的情況及結(jié)構(gòu)。該模具的上模部分主要有支撐、凸模、支架、轉(zhuǎn)軸、模柄組成，下模部分主要零件有下模座、擋料板、擺動(dòng)凹模、定位塊等組成。
11.3工作原理
坯料先由兩側(cè)定位板以及擺動(dòng)凹模塊的上端定位，彎曲時(shí)凸模先將坯料壓成u形，然后凸模繼續(xù)下行，下壓擺動(dòng)凹模塊的底部，是擺動(dòng)凹模塊繞銷軸內(nèi)向擺動(dòng)，將工件彎成圓形，彎曲結(jié)束后推開(kāi)支撐，將工件從凸模上取下。
結(jié)束語(yǔ)
時(shí)間飛快，大學(xué)三年的學(xué)習(xí)就要結(jié)束了，回想以前的在校的日日夜夜，無(wú)不讓我留戀，在大學(xué)我覺(jué)得我學(xué)到了很多東西，不管是做人還是做事，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)生活的最后一個(gè)也是最重要的一個(gè)設(shè)計(jì)，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中我對(duì)模具的發(fā)展和模具結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)上又提高了一個(gè)水平，由于畢業(yè)設(shè)計(jì)要綜合應(yīng)用制圖，模具設(shè)計(jì)，熱處理，模具制造技術(shù)，工程力學(xué)等很多知識(shí)，我在做設(shè)計(jì)時(shí)又對(duì)以前的知識(shí)做了總結(jié)，讓我對(duì)以前的知識(shí)更系統(tǒng)的掌握了，另外在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)要用CAD畫(huà)圖及用WORD排版從中通過(guò)與老師及同學(xué)們的交流我這方面的能力有了很大提高，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)細(xì)致的工作方方面面都要考慮好，一個(gè)數(shù)算錯(cuò)有時(shí)要改很多內(nèi)容，這對(duì)一個(gè)人考慮問(wèn)題的周全及細(xì)心程度是一個(gè)很大的考驗(yàn)，經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、在洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，這對(duì)我這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助很大，在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中我在圖書(shū)館借閱了很多相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍，極大豐富了我的專業(yè)知識(shí)，使我在設(shè)計(jì)過(guò)程中總是能想到解決問(wèn)題的方法。
在設(shè)計(jì)時(shí)，我已盡我最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。我想通過(guò)這次設(shè)計(jì)對(duì)我以后參加工作時(shí)的思維方法會(huì)有很大提高，并且我也知道該以一個(gè)什么樣的態(tài)度來(lái)面對(duì)我以后的工作，但我的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。
致謝
首先感謝本人的導(dǎo)師于智宏老師，她對(duì)我仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。她對(duì)工作一絲不茍的態(tài)度和對(duì)學(xué)生孜孜不倦的教導(dǎo)將使我受益終生
感謝母?！幽蠙C(jī)電高等專科學(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。在大學(xué)選擇河南機(jī)專選擇材料工程系使我這一生命運(yùn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗陶玉梅、單玉惠、郭衛(wèi)菊、孫向榮同學(xué)，和她們?cè)谝黄鹩懻摗⒀芯渴刮沂芤娣藴\。
最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！
參考文獻(xiàn)
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【1
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