彎板沖壓工藝及模具設(shè)計【落料沖孔復(fù)合模、彎曲?！俊竞淞蠜_孔復(fù)合模模具三維】

彎板沖壓工藝及模具設(shè)計【落料沖孔復(fù)合模、彎曲?！俊竞淞蠜_孔復(fù)合模模具三維】,落料沖孔復(fù)合模、彎曲模,含落料沖孔復(fù)合模模具三維,沖壓,工藝,模具設(shè)計,沖孔,復(fù)合,彎曲,含落料,模具,三維 摘要摘要彎板是一種常用的五金件，由于其本身的特殊性，導(dǎo)致了彎板沖裁時精度難以保證，設(shè)計中，我們采用特殊的結(jié)構(gòu)來完成彎板五金件的沖裁。彎板采用Q235 鋼制作而成，厚度為 1mm，彎板零件上有一個圓孔和一個長圓孔，圓孔的最小直徑為 4mm，還有 U 形彎曲工序。所以彎板可以采用較簡單的復(fù)合沖裁模和彎曲模。復(fù)合沖裁模采用多工序同時加工，復(fù)合沖裁模加工的精度較高且彎板要求無翹曲無扭曲。所以選擇復(fù)合模。本論文從凹模開始設(shè)計，選擇模架，設(shè)計凸模，再算其他模具零件尺寸。工件彎板的設(shè)計流程：首先我們進行工藝分析，通過工藝分析我們對工件彎板零件的結(jié)構(gòu)和材料以及工序有個基本的了解，然后設(shè)計出合適的方案。方案設(shè)計完成以后，需要我們對模具的設(shè)計進行計算，計算一般包括排樣圖利用率計算，沖壓力的計算，還有模具工作尺寸的計算等。基本的理論計算完成后，我們對模具的總體結(jié)構(gòu)進行把握，通過分析總結(jié)完成本次模具的最終設(shè)計，然后通過圖紙表達出模具的結(jié)構(gòu)，完成零件圖進行加工。關(guān)鍵詞：彎板沖孔 沖裁模 工藝 模具設(shè)計- I -AbstractBracket connecting piece is a commonly used hardware. Due to its own particularity, the accuracy of the connecting pieces punching is difficult to guarantee. In the design, we use special structure to complete the blanking of the connecting piece hardware. The support connecting piece is made of Q235 steel, and the thickness is 4mm. There are two round holes and a long round hole on the connecting piece part of the bracket, the smallest diameter of the circular hole is 8mm, and there is U bending procedure. As a result, a simple compound blanking die and a bending die can be used in the brackets. The compound blanking die adopts multi process and simultaneous processing, and the precision of the compound blanking die is high and the bracket connecting piece requires no warping and no distortion. So choose the compound die. This paper begins with the design of the die, selects the mold frame, designs the punch, and then calculates the size of the other die parts.The design process of workpiece support connection piece: first, we carry out process analysis. Through process analysis, we have a basic understanding of the structure and material and process of workpiece bracket connector parts, and then design the appropriate plan. After the design is completed, we need to calculate the mould design, calculation of general layout including utilization rate calculation, the calculation pressure, and die size calculation etc. After the completion of the basic theoretical calculation, we grasp the overall structure of the die, finish the final design of the die by analyzing and summarizing, and then express the structure of the die by drawing, and finish the processing of part drawing.Key words: thin plate parts punching compound punching die mold design- II -目目 錄錄摘要.1ABSTRACT.I1 前言.12 沖壓件工藝分析.32.1 材料分析.32.2 零件結(jié)構(gòu).32.3 毛坯計算展開圖 .42.4 尺寸精度.43 沖裁方案的確定.64 模具總體結(jié)構(gòu)的確定.74.1 模具類型的選擇.74.2 送料方式的選擇.74.3 定位方式的選擇.74.4 卸料、出件方式的選擇.74.5 模架的選擇.85 落料沖孔模設(shè)計.95.1 排樣方式的選擇.95.1.1 排樣及搭邊值的計算.95.1.2 步距的計算.95.1.3 條料寬度的確定.105.1.4 材料利用率的計算.105.2 沖壓力的計算.115.2.1 沖裁力的計算.115.2.3 卸料力與推件力的計算.115.2.4 總沖壓力的計算.125.3 壓力機噸位選擇.125.4 刃口尺寸計算.135.4.1 沖裁間隙的確定.13- III -5.4.2 刃口尺寸的計算及依據(jù)與法則.146 落料沖孔模主要零部件設(shè)計.156.1 凹模設(shè)計.156.1.1 凹模外形的確定.156.1.2 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇.176.1.3 凹模精度與材料的確定.176.2 凸模的設(shè)計.176.2.1 凸模結(jié)構(gòu)的確定.176.2.2 凸模高度的確定.186.2.3 凸模材料的確定.196.2.4 凸模精度的確定.196.3 卸料板的設(shè)計.196.3.1 卸料板外型設(shè)計.196.3.2 卸料板整體精度的確定.196.4 固定板的設(shè)計.196.5 墊板的設(shè)計.206.6 上下模座、模柄的選用.206.6.1 上下模座的選用.206.6.2 模柄的選用.206.7 沖壓設(shè)備的校核與選定.206.7.1 閉合高度計算和壓力機校核.206.7.2 其他方面壓力機校核.217 彎曲模的設(shè)計.227.1 計算毛坯尺寸.227.2 彎曲力的計算.227.3 設(shè)備選擇.237.4 凸、凹模刃口尺寸計算.247.5 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計.257.6 緊固螺釘及其他零件的選擇.267.7 模架及導(dǎo)套導(dǎo)柱的選擇.26- IV -7.8 模具閉合高度的確定.27參考文獻.29- 1 -1 前言前言模具作為中國一個獨立的大產(chǎn)業(yè)，發(fā)展的勢頭逐漸增大，并且現(xiàn)在已經(jīng)逐漸的變成了國家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的支柱。本設(shè)計是對彎板進行沖壓工藝分析和模具設(shè)計，通過對制件的材料，結(jié)構(gòu)，尺寸精度分析。本制件選用材料 Q235。彎板總體整體為矩形件，厚度為 1mm, 彎板為 U 形彎曲，其中工件中間有個一個小圓孔和一個長圓孔，圓孔的最小直徑尺寸為 4mm。所以彎板可以采用較簡單的復(fù)合沖裁模，之后還要采用彎曲模來完成剩下的工序。認識熟悉沖壓是整個設(shè)計的開始，不少的生產(chǎn)方法都要有沖壓來加工，可見沖壓的重要性，是我們不可忽視的，所以應(yīng)定要熟練運用沖壓知識，存在于產(chǎn)品零件中的全部生產(chǎn)系統(tǒng)中，沖壓僅僅成為一個子系統(tǒng)，聯(lián)系的僅僅為產(chǎn)品制造流程的一環(huán)節(jié)。隨著我國對產(chǎn)品質(zhì)量安全周期的嚴格要求，技術(shù)和管理發(fā)展成為此系統(tǒng)的全部優(yōu)化中明確相關(guān)的各要素技術(shù)和管理發(fā)展的重要。同時通過對文獻的學習，也了解到模具工藝方面我們和世界各國的差別。我國沖壓技術(shù)與先進工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先進工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。在設(shè)計的過程中，我們需要了解材料的成形原理，通過仔細學習金屬塑性成形原理 ，對沖壓成形的變形有個詳細的了解。設(shè)計模具過程中，首先需要對工件進行工藝分析，仔細閱讀沖壓方面的基本教程書籍，然后學會使用沖壓模具手冊等專業(yè)教材，通過對專業(yè)教材的學習，對模具的設(shè)計流程有個詳細的了解，為后面自己做一套完整的設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。設(shè)計時對模具工藝分析和計算完成后，就需要對模具的標準件進行選擇，這個時候需要我們利用工具書完成標準件參數(shù)和尺寸的選擇，最后在結(jié)合圖冊的模具結(jié)構(gòu)進行借鑒和學習參考，最終完成整個模具的設(shè)計?？偟膩碚f這次畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)我們運用所學理論知識和專業(yè)知識來分析和解決模具設(shè)計中所出現(xiàn)的一系列問題的能力。本次的設(shè)計是幾年來學習過程中- 2 -涵蓋面最廣的一次設(shè)計，它不僅體現(xiàn)了我們對模具的設(shè)計，更重要的是對我們所學知識應(yīng)用到了實踐，使我明白了在今后設(shè)計過程中的一般步驟和方法。彎板是五金沖壓工件中十分關(guān)鍵的零件，根據(jù)企業(yè)提供的零件圖對其進行零件工藝性分析、成型設(shè)備選擇和模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計。零件良好的工藝性將會降低材料的消耗定額、提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和方便模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計。彎板沖壓模具一般的研究思路：第一步：對彎板進行沖壓工藝分析，分析其材料精度問題，看看是否能夠使用沖壓工藝來完成生產(chǎn)。第二步：通過分析來確定彎板使用何種模具，以及使用這種模具所需要采用那種結(jié)構(gòu)。第三步：由于彎板是落料沖孔彎曲件，設(shè)計模具式需要需要進行一系列的計算，比如排樣圖材料利用率的計算，沖壓力的計算。第四步：根據(jù)以上的計算，可以知道所需的沖壓力是多少，然后根據(jù)沖壓力的大小還了初步確定所需要的壓力設(shè)備。第五步：刃口計算， 刃口計算的作用就是確定凸模和凹模等工作零件的公差，通過這些公差的設(shè)計來確定最終沖壓件的精度，依次來保證彎板的最終精度。第六步：工藝參數(shù)計算完畢后，接下來就是對模具的整體設(shè)計，首先計算出主要的工作零件的外形尺寸，然后通過這些尺寸，來確定標準件，從而進一步完成模具的整個設(shè)計。第七步：完成 cad 裝配圖和對應(yīng)的零件圖的繪制，然后再依次完成標注，通過老師審核后打印裝訂。第八步：將以上計算和設(shè)計進行整理，完成說明書的審核，然后打印裝訂。- 3 -2 沖壓件工藝分析沖壓件工藝分析圖圖 2-1 彎板零件簡圖彎板零件簡圖如圖 2-1 所示彎板為本次設(shè)計模具的工件，其中材料為 Q235 鋼，厚度是1mm，生成綱領(lǐng)屬于大批量生產(chǎn)，設(shè)計的時候需要考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度的問題。2.1 材料分析材料分析表表 2-1 彎板材料的力學性能表彎板材料的力學性能表板料材料型號抗剪強度（Mpa）抗拉強度（Mpa）屈服強度（Mpa）延展率（%）碳素鋼Q235 鋼320-380380-47026021-25由上表 2-1 可知：彎板為常見的五金沖壓件，所以需要用到常用的碳素結(jié)構(gòu)鋼，因此選擇了碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235 鋼，彎板的總體性能適合作用鈑金件材料，使用碳素結(jié)構(gòu)鋼也能大大降低他的生成成本。2.2 零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)該工件彎板材料為 Q235 鋼，屬于常用的鈑金類材料，沖壓性能比較好，結(jié)構(gòu)上總體來說結(jié)構(gòu)基本屬于對稱，厚度是 1mm，彎板的整體外形規(guī)則，整體為矩形，還有 U 形彎曲。工件有一個圓孔和一個長圓孔。- 4 -2.3 毛坯計算展開圖毛坯計算展開圖彎曲邊的展開尺寸可按式（2-1）計算。即 （2-1）121122()()Lllrk trk t上式中，圓角半徑 r=1mm 和 1.5mm；板料厚度 t=1mm；t 為中性層系數(shù)，查的 k1=0.31、k2=0.35；l1為工件的水平邊的長（除去圓角部分） ，有圖 2.1 可知 l1=49，l2為豎直邊的長度（除去圓角部分） ，l2=11。將這些數(shù)值代入，可得到 L=69.89mm(取整 70)。最后得出如圖 2-2 所示的毛坯的形狀和尺寸。圖圖 2-3 毛坯尺寸圖毛坯尺寸圖2.4 尺寸精度尺寸精度彎板的精度要求相對較低，尺寸均為未注公差，所以一般我們可以 IT14 來計算，粗糙度未注，我們可以按 Ra6.3 來分析和考慮。落料尺寸：、00.747000.4312沖孔尺寸： 0.1202R0.1604表表 2-2 常見零件公差等級表常見零件公差等級表- 5 - 6 -3 沖裁方案的確定沖裁方案的確定通過對彎板的分析，發(fā)現(xiàn)彎板有多個工序，包含常見的落料、沖孔、彎曲3 個基本成形工序，根據(jù)常見的工序組合安排我們初步分析和確定三個方案。方案一：該工件彎板材料為 Q235 鋼，屬于常用的碳素結(jié)構(gòu)鋼材料，沖壓性能比較好，結(jié)構(gòu)上總體來說結(jié)構(gòu)基本屬于對稱，厚度是 1mm，彎板的整體外形，為矩形，整體外形平滑無尖角。制件外形通過一副落料單工序模生產(chǎn)，沖孔也需要單獨的模具來完成，彎曲也需要單獨的模具來完成。方案二：該工件彎板材料為 Q235 鋼，屬于常用的碳素結(jié)構(gòu)鋼材料，沖壓性能比較好，結(jié)構(gòu)上總體來說結(jié)構(gòu)基本屬于對稱，厚度是 1mm，彎板的整體外形，為矩形，整體外形平滑無尖角。彎板鈑金的的落料和沖孔、彎曲需要設(shè)計落料沖孔復(fù)合模和彎曲模來進行設(shè)計。方案三：該工件彎板材料為 Q235 鋼，屬于常用的碳素結(jié)構(gòu)鋼材料，沖壓性能比較好，結(jié)構(gòu)上總體來說結(jié)構(gòu)基本屬于對稱，厚度是 1mm，彎板的整體外形，為矩形，整體外形平滑無尖角。落料完成外形，以及沖孔和彎曲可以用級進連續(xù)模分步完成。三個方案進行對比：方案一：優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)比較容易實現(xiàn)，成本消耗較少。缺點：生產(chǎn)效率地下，不利于實現(xiàn)快速自動化生產(chǎn)。方案二：優(yōu)點：將工序進行合并，一個模具就能完成一個工件的整個工序，集成化程度較高，有利于自動化。缺點：生產(chǎn)成本相對與單工序模較高。方案三：優(yōu)點：和復(fù)合模類似，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化快速生產(chǎn)。缺點：模具制作成本比較高。選用級進模有幾個優(yōu)點：首先生產(chǎn)效率比較高，可以滿足工件的大批量生產(chǎn)。第二精度容易保證，降低產(chǎn)品的失敗率。通過分析可以知道，在本次設(shè)計中，彎板適合采用復(fù)合模，不但能夠保證彎板的精度，同時能夠滿足批量的生產(chǎn)。根據(jù)不同方案之間的分析，我們確定采用方案 2 復(fù)合模的方案，一個模具完成落料沖孔工序，之后彎曲采用彎曲模完成。- 7 -4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定模具總體結(jié)構(gòu)的確定4.1 模具類型的選擇模具類型的選擇通過工件的工藝分析，以及各個生產(chǎn)方案的對比，決定采用復(fù)合模完成工件的生產(chǎn)。4.2 送料方式的選擇送料方式的選擇導(dǎo)向方式常用的有兩種，一種是導(dǎo)料板，第二種是導(dǎo)料銷，還有一種是浮頂導(dǎo)料銷。導(dǎo)料板一般用在一般的沖裁級進模上面，導(dǎo)料銷一般用在復(fù)合模上，浮頂導(dǎo)料銷主要針對帶有彎曲的級進模上面。通過對比可以知道，采用導(dǎo)料銷導(dǎo)料的方式最合適。4.3 定位方式的定位方式的選擇選擇定位方式一般包含側(cè)刃定位和擋料銷定位，他們的使用方式有一定的側(cè)重性，側(cè)刃定位一般使用在級進模的上面，通過側(cè)刃切邊來完成鈑金料的定位，擋料銷一般都用在復(fù)合?；蛘邌喂ば蚰５纳厦?，比較方便，而且不會降低條料的利用率。本次設(shè)計中采用的是復(fù)合模，所以采用擋料銷定位。4.4 卸料、出件方式的選擇卸料、出件方式的選擇卸件分為彈性卸件和和固定卸件，分別的優(yōu)缺點：彈性卸件：優(yōu)點：生產(chǎn)的工件精度高，而且能增加工件的平整性，同時還能起到導(dǎo)向的作用。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要用到彈性原件。固定卸件：優(yōu)點：設(shè)計方便，結(jié)構(gòu)上比較簡化。缺點：工件的精度不高。本設(shè)計中彎板的厚度為 1mm，厚度不算很大，采用彈性卸料板較好。出件方式根據(jù)出件的方向分為兩個常用的方式，第一種是正常的漏料方式，工件直接通過漏料孔落下，這種方式簡單易操作，不過工件的精度有所降低。第二種通過頂件器將工件頂出，然后取出工件即可，這種操作麻煩點，但是工件的精度比較高。- 8 -4.5 模架的選擇模架的選擇 （a） （b） （c） （d）圖圖 4-1 導(dǎo)柱模架導(dǎo)柱模架（a）中間導(dǎo)柱模架）中間導(dǎo)柱模架 （b）后側(cè)導(dǎo)柱模架）后側(cè)導(dǎo)柱模架 （c）對角導(dǎo)柱模架）對角導(dǎo)柱模架 （d）四導(dǎo)柱模架）四導(dǎo)柱模架中間導(dǎo)柱能夠節(jié)省材料（省成本）,比較適合對稱的零件；后側(cè)導(dǎo)柱模架是最常用的一種模架，設(shè)計時候比較零活多變，而且容易送料和取出工件。對角導(dǎo)柱模架的優(yōu)點在于對中性良好，有利于導(dǎo)向，主要用于大型的沖壓件。四角導(dǎo)柱對于一般的沖壓件來說，用的不多，主要針對大型工件，或者精度較高的工件；綜合考慮我們選用了后側(cè)導(dǎo)柱模架。- 9 -5 落料沖孔模設(shè)計落料沖孔模設(shè)計5.1 排樣排樣方式的選擇方式的選擇一般設(shè)計時，排樣一般分為三種主要的方案：1有廢料的排樣方法顧名思義，也就是工件的周邊都有廢料產(chǎn)生，所以設(shè)計的時候要考慮工件間和側(cè)邊的廢料搭邊值。 。2少廢料的排樣方式工件只有工件間會有部分搭邊，正使由于這個原因沖切的過程中，可以保證搭邊只會出現(xiàn)再工件之間或者側(cè)搭邊，所以就避免一部分廢料，達到少廢料的目的。3無廢料排樣排樣過程中，工件和工件之間采用無縫對接，這樣就避免了所有廢料的產(chǎn)生，不過工藝廢料除外，由于工件之間直接連接，所以工件的精度也會大大降低，因為無廢料排樣適合于精度不高的工件。排樣過程中，工件和工件之間采用無縫對接，這樣就避免了所有廢料的產(chǎn)生，不過工藝廢料除外，由于工件之間直接連接，所以工件的精度也會大大降低，因為無廢料排樣適合于精度不高的工件。5.1.1 排樣及搭邊值的計算排樣及搭邊值的計算搖彎板的工件厚度為 1mm，工件生產(chǎn)的過程中有一定的精度要求，所以采用有廢料的排樣方式，通過查表確定工件的最小側(cè)搭邊值為1.2 毫米和 1.5 毫米。5.1.2 步距的計算步距的計算步距就是每一步的距離，就是我們沖壓過程中，每沖一個工件，所往前的距離。這個距離一般是指定位板沿著送料進給上，工件的外輪廓數(shù)值與產(chǎn)品之間的間隙搭邊的總和。步距公式為： (5-1)SLb式中 S模具送料時候的進料距離；L產(chǎn)品落料的尺寸（送料方向上的） ；- 10 -b產(chǎn)品之間的間隙搭邊；步距：13.2SLbmm5.1.3 條料寬度的確定條料寬度的確定利用條料公式進行計算：5 (5-2)0(2 )BDa式中 B排樣圖的寬度；D產(chǎn)品落料件寬度；a產(chǎn)品到邊緣的間隙距離。最遲的尺寸偏差將所有數(shù)據(jù)依次帶入計算：00.473Bmm5.1.4 材料利用率的計算材料利用率的計算利用率的公式計算： (5-3)100%ABS式中 材料利用率A落料毛坯的面積：840 mm2B排樣寬度S排樣的步距=A/BS100% =840/7313.2100% =87%- 11 -圖圖 5-2 零件排樣圖零件排樣圖5.2 沖壓力的計算沖壓力的計算5.2.1 沖裁力的計算沖裁力的計算沖裁力公式： 或 (5-3)FKLtbFLt式中 L落料的周長（mm） ； 彎板配件的鈑金厚度（mm）;t 抗剪強度（） ；MPa 取=1.3。取。KK450bMPa將數(shù)據(jù)統(tǒng)計并帶入公式：落料（沖裁周長約為 164mm） 1164145073.8FmmmmMPaKN沖孔（周長約為 29.1mm） 229.1145013.1FmmmmMPaKN總的沖裁力：73.8 13.186.9FKN總5.2.3 卸料力與推件力的計算卸料力與推件力的計算卸料力和推件力計算公式：- 12 - (5-7)FK F卸卸 (5-8)FK F推推 (5-9)FK F頂頂式中沖裁力（） ；FN、分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)。K卸K推K頂帶入公式計算： (5-10)FFFF總沖卸推通過查表得 0.0450.055KK卸推所需的卸料力和推件力分別為： 0.045 86.93.96 0.055 86.928.6FKNKNFKNKN卸推5.2.4 總沖壓力的計算總沖壓力的計算各個工位的總沖壓力如下：模具總沖壓力為模具各個工步的沖壓力總和；86.93.928.6119.4FKNKNKNKN總5.3 壓力機噸位選擇壓力機噸位選擇壓力機一定要選擇合適的，只有合適的壓力機才能滿足正常的生產(chǎn)需要，選擇的方式需要參考上面計算的總的沖壓力，總的沖壓力大小為 119.4KN，所以我們先首先選擇 J23-16 型號的壓力機，具體參數(shù)可以通過下面的表還查詢。表表 5-1 開式壓力機規(guī)格及參數(shù)開式壓力機規(guī)格及參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40J23-100滑塊公稱壓力31.5631001602503504001000滑塊行程2535455565100100150封閉高度120150180220270290330400連桿調(diào)節(jié)量2530354555606580滑塊中心線至機身距離90110130160200200250350- 13 -左右100140170200250250300350滑塊地面尺寸前后90120150180220220260300直徑2530304040405060模柄孔尺寸深度4055556060607080墊塊厚度3030354050656580最大傾斜角4545353530303030左右2503103704505606107001070工作臺尺寸前后1602002403003703804607105.4 刃口尺寸計算刃口尺寸計算5.4.1 沖裁間隙的確定沖裁間隙的確定根據(jù)實用間隙表 5-2 查得材料間隙為 0.1，0.14。表表 5-2 沖裁模初始雙邊間隙值沖裁模初始雙邊間隙值 mm- 14 -5.4.2 刃口尺寸的計算及依據(jù)與法則刃口尺寸的計算及依據(jù)與法則常用的凸凹模加工的方法為配合加工的方式，具體計算公式如下：（1） 落料時，隨著落料凹模的磨損，所生產(chǎn)的工件產(chǎn)品會不斷變大，這樣的尺寸被稱為 A 類尺寸。)4/1(0)max(xAAj（2） 沖孔時，隨著沖孔凸模的磨損，所生產(chǎn)的工件產(chǎn)品尺寸會不斷變小，這樣的尺寸被稱為 B 類尺寸。0)4/1()min(xBBj(3) 還有一類尺寸，不管工作零件如何磨損，所生產(chǎn)的工件產(chǎn)品的尺寸都不會變化，我們成為第三類尺寸。1(min 0.5 )8CjC 在公式中，x 被成為磨損系數(shù)，磨損系數(shù)和工件的精度有關(guān)，如果產(chǎn)品精度為 IT14，可以選擇 0.5，如果產(chǎn)品精度為 IT11-13，取 0.75，精度高于或者等于IT10，取 1.落料尺寸：、00.747000.4312沖孔尺寸： 0.1202R0.1604具體計算如表 5-3。表表 5-3 工作零件刃口尺寸計算工作零件刃口尺寸計算尺寸類型公稱尺寸公式計算后尺寸備注00.74700.18069.63A00.4312)4/1(0)max(xAAj0.10012.210.1202R00.032.06RB0.16040)4/1()min(xBBj00.044.08凸凹模尺寸中落料凸模刃口尺寸與落料凹模尺寸配作，沖孔凹模刃口尺寸與沖孔凸模刃口尺寸配作，保證雙邊間隙為 0.10-0.14。- 15 -6 落料沖孔模主要零部件設(shè)計落料沖孔模主要零部件設(shè)計模具的機構(gòu)一般分為動靜兩部分，動就是指活動的部分，靜是指固定的部分，比如固定板等，利用螺釘?shù)染o固件固定在下模的統(tǒng)一成為上模，活動的部分一般位于上模，隨著壓力機進行上下滑動，不間斷的做往復(fù)運動。依靠上下運動來完成工件的沖裁。模具結(jié)構(gòu)有的復(fù)雜，有的簡單，但是都離不開特定的幾類零件：第一種：標準件，這類零件一般用來安裝和固定，一般不用設(shè)計，只需要根據(jù)設(shè)計進行選擇，常見的有模架，上下模座，螺釘、圓柱銷、固定板、模柄、導(dǎo)柱以及導(dǎo)套等等都屬于標準件，使用的時候只需要外購就行了。第二種：卸料和推件的零件，主要是為了保證模具的順利進行，每次沖裁之后能夠及時的卸廢料和推出工件，從而保證模具的順利運行，常見的有卸料板、推件器、推桿、打桿等。第三類：定位導(dǎo)向類型，顧名思義，也就是送料過程中實現(xiàn)工件的定位和導(dǎo)向的，能夠保證我們順序完成送料，一般常用的有擋料銷、定位銷，級進模中還會用到導(dǎo)尺、導(dǎo)正銷等精確定位的零件。第四類：是最終重要的零件，也是和工件緊密接觸的零件，需要我們設(shè)計，通過設(shè)計完成工件的最終生產(chǎn)。用于試驗或小批量生產(chǎn)中，為了縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約成本，模具可簡化為只有工作部件如沖床、模具零件，和一些固定的部分可以；用于大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)力，除了上述部分，包括死，甚至連接到自動發(fā)送和返回的設(shè)備。本模具為沖孔落料復(fù)合模，模具的構(gòu)造比較復(fù)雜，上面介紹的零件都需要進行設(shè)計，下面我們將一步步的介紹如果進行設(shè)計，并最終完成模具的設(shè)計。6.1 凹模設(shè)計凹模設(shè)計6.1.1 凹模外形的確定凹模外形的確定凹模可以通過計算最小尺寸進行設(shè)計，正常情況下我們先將最小尺寸計算出來，然后通過最小尺寸結(jié)合實際情況完成最終的設(shè)計。最小尺寸計算如下：厚度最小尺寸 H=Kb1 （6-1）壁厚最小距離計算 c1.5H （6-2）- 16 -計算出的長度 L=b1+2c （6-3）計算出的寬度 B=b2+2c （6-4）式中：b1-長度； b2-寬度； K-系數(shù)。表表 6-1 系數(shù)系數(shù) K 值值首先通過表格，查詢所需的系數(shù)，可取 0.2利用公式進行計算，將數(shù)據(jù)帶入：可得凹模厚度：10.25 7017.5HKb帶入公式計算壁厚：C =(1.52)H =(1.52)17.5 =2635(mm)取凹模邊壁厚c=30mm即：LBH=160mm120mm25mm- 17 -圖圖 6-1 凹模凹模6.1.2 凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇凹模刃口結(jié)構(gòu)形式的選擇生產(chǎn)的工件尺寸精度相對較高，生產(chǎn)計劃大量生產(chǎn)工件，所以我們選擇直邊最合適。 這種類型的邊緣強度也非常合適，模具仍然可以正常工作。6.1.3 凹模精度與材料的確定凹模精度與材料的確定模具中主要的工作零件是凸模和凹模，凹模是模具設(shè)計中最核心的部件之一。由于他本身接觸到工件的外形，所以對于自身的精度要求非常的重要，一個就是結(jié)構(gòu)特性，要保證其剛度，不能很容易就破損或者破裂，另一個就是光滑度，只有他本身的精度比較高了，生產(chǎn)的工件才能達到精度要求。材料方面一般選擇 T10A、Cr12、Cr12Mo 等等。6.2 凸模的設(shè)計凸模的設(shè)計6.2.1 凸模凸模結(jié)構(gòu)的確定結(jié)構(gòu)的確定沖壓的凸模一般結(jié)構(gòu)分為組合和整體式。根據(jù)實際生產(chǎn)的不同，我們分為直型和階型，直型是恒定直徑，臺階型可主要用于小直徑，較大長度的沖頭。 由于零件的形狀不復(fù)雜，直徑較小，沖頭的厚度非常大，所以沖頭設(shè)計步驟，- 18 -沖裁和沖裁沖壓和固定與我們通常根據(jù) H7 / m6 配作。6.2.2 凸模高度的確定凸模高度的確定凸模高度計算是和模具其他零件的高度設(shè)計密切相關(guān)的，凸模一般等于凸模固定板的高度、卸料板以及彈性原件的高度，同時還要加上修邊余量部分，如圖7-2所示。圖圖 6-2 凸模高度尺寸凸模高度尺寸計算凸模的高度公式如下： (6-5)11LhhH式中：h1-凸模固定板厚度，可得：h1=15mm；h2-推件器厚度，可得：h2=19mm；附加長度包括凸模的修磨量，凸模進入凸凹模的深度。 （附加長度取6mm）由公式(9-5)得： L=15+19+6=40(mm)從而可以設(shè)計出凸模的具體外形。圖圖 6-3 沖孔凸模沖孔凸模- 19 -6.2.3 凸模材料的確定凸模材料的確定模具需要相對較高的耐磨性和較長的使用壽命，而在沖壓過程中，要受到壓力的保持，所以我們需要選擇強度和韌性更好的材料。 所以我們選擇Cr12，可以很好地滿足生產(chǎn)彎板的需要，模具材料熱處理為 HRC5862HRC。6.2.4 凸模精度的確定凸模精度的確定凸模作為一個重要零件，強度和耐磨性都要求比較高，所以選擇比較耐磨的 Cr12，精度可以選擇 IT7。6.3 卸料板的設(shè)計卸料板的設(shè)計6.3.1 卸料板外型設(shè)計卸料板外型設(shè)計為了保證凸?；蛘甙寄５捻樌\動，和卸料板接觸的部位都需要設(shè)置間隙，一般間隙取 0.15mm，外形上由于模具設(shè)計已經(jīng)規(guī)范化，所以長度可以直接按凹模的長度來設(shè)計，同樣寬度也是按凹模的寬度。厚度采用經(jīng)驗選擇，這里可以選擇 12mm。 這樣卸料板的外形就已經(jīng)確認了，尺寸為：160mm120mm12mm。6.3.2 卸料板整體精度的確定卸料板整體精度的確定外輪廓精度要求推板不高，所以使用 IT14 級，表面粗糙度 Ra3.2；和內(nèi)輪廓精度的要求要高于要求的外輪廓，因此使用 IT11 級，表面粗糙度為 Ra1.6。6.4 固定板的設(shè)計固定板的設(shè)計凸模固定板顧名思義，也就是對凸模進行固定的，可以將凸模固定再上?；蛘呦履硗瓿赡＞叩墓ぷ鳌６以诠ぷ鞯倪^程中還能包含凸模不會斷裂，凸模固定板和凸模的配合選擇尤其重要，常見的配合為 H7/m6，經(jīng)驗表面采用這種配合方式，可以最大限度的保護模具的凸模壽命。下面對凸模固定板進行設(shè)計和計算： （6-6）0.60.8HH凹凸固（）公式介紹：是指所求的凸模固定板的高度，而為該模具配套H凸固H凹的凹模的厚度。將凹模厚度數(shù)據(jù)帶入：0.60.8(1216)HH凹凸固（）選擇其中的中間值，我們選擇厚度為 15mm。- 20 -6.5 墊板的設(shè)計墊板的設(shè)計墊板外形上由于模具設(shè)計已經(jīng)規(guī)范化，所以長度可以直接按凹模的長度來設(shè)計，同樣寬度也是按凹模的寬度。高度采用經(jīng)驗選擇法，最終確定為LBH =160mm120 mm8mm。6.6 上下模座、模柄的選用上下模座、模柄的選用6.6.1 上下模座的選用上下模座的選用中間導(dǎo)柱能夠節(jié)省材料（省成本）,比較適合對稱的零件；后側(cè)導(dǎo)柱模架是最常用的一種模架，設(shè)計時候比較零活多變，而且容易送料和取出工件。對角導(dǎo)柱模架的優(yōu)點在于對中性良好，有利于導(dǎo)向，主要用于大型的沖壓件。四角導(dǎo)柱對于一般的沖壓件來說，用的不多，主要針對大型工件，或者精度較高的工件；綜合考慮我們選用了后側(cè)導(dǎo)柱模架。模具和導(dǎo)柱具體尺寸規(guī)格如下表 6-2所示。導(dǎo)柱的直徑、長度，按標準選?。簩?dǎo)柱：d/mmL/mm 分別為 28180，導(dǎo)套：d/mmL/mmDmm 分別為 2810042,模座的的尺寸 L/mmB/mm 為 160mm120mm。模座的厚度應(yīng)為凹模厚度的 1.52 倍上模座的厚度為 45，上墊板厚度取 8，固定板厚度取 15，下模座的厚度為 55mm。6.6.2 模柄的選用模柄的選用本次采用的是彎板沖孔落料復(fù)合模，由于上模座不需要設(shè)置打桿的結(jié)構(gòu)，決定采用凸緣式模柄，類型選擇以后，我們需要確定模柄標準件的外形，尤其是直徑需要預(yù)壓力機進行配合，才能夠完成安裝，所以我們選擇直徑為 40mm型號的模柄，可以滿足實際生產(chǎn)的需要。6.7 沖壓設(shè)備的校核與選定沖壓設(shè)備的校核與選定6.7.1 閉合高度計算和壓力機校核閉合高度計算和壓力機校核閉合高度顧名思義，就是模具工作完成，壓力機達到最低點時，模具的高度，所以我們可以根據(jù)模具閉合是各個板的厚度來求得閉合高度：hHHHHLH下閉上墊公式介紹：代表模具上模座的厚度；：指模架中下模座的高度；H上H下- 21 -：指模具中墊板的高度，如果模具有上墊板和下墊板，我們需要進行求和H墊計算。：指模具中凸模的高度。：指模具中凹模的厚度。：指模具模具LHh運動到最低點，凸模進入凹模的高度。結(jié)合模具圖，我們將以上數(shù)據(jù)一一帶入進行計算：h=205mmHHHHLH下閉上墊通過閉合高度和壓力機的閉合高度進行對比，可以知道閉合高度是滿足的。6.7.2 其他方面壓力機校核其他方面壓力機校核除了閉合高度之外，其他的方面我們也要一一進行統(tǒng)計和對比，最終結(jié)果可以確定 J23-16 的壓力機各項參數(shù)都符合模具的使用，所以最終選擇 J23-16 的壓力機。- 22 -7 彎曲模的設(shè)計彎曲模的設(shè)計7.1 計算毛坯尺寸計算毛坯尺寸如圖 7-1 所示的毛坯的形狀和尺寸。圖圖 7-1 毛坯展開圖毛坯展開圖7.2 彎曲力的計算彎曲力的計算（1）自由彎曲力計算，計算公式如下：210.7bKBtFrt式中 在自由狀態(tài)下，彎曲工件所需要的彎曲力，N；1FB彎曲件的寬度，；彎曲件的內(nèi)彎曲半徑，；彎曲件的材料厚度，；材料的抗拉強度，MPa；安全系數(shù)，一般取=1.3。第一次 U 形彎曲計算：20.7bKBtFRt式中:安全系數(shù),取.KMPaKb450; 3 . 1工件件兩次 U 形彎曲所以 - 23 -210.7 1.3 12 145024571 1FNN220.7 1.3 12 145019661 1.5FNN（2）校正彎曲力計算校正折彎力的計算公式如下：F2=qA式中 F2校正彎曲力，N；A彎曲件的校正部分的投影面積，4500mm2；P單位校正力，取 35MPA。2A1065mm根據(jù)上式得1qA30 84025200FNN自由彎曲力和校正彎曲力的和為：F=2457N+1966N+25200N =29623N7.3 設(shè)備選擇設(shè)備選擇初步選擇壓力機型號：J23-10表表 7-1 壓力機參數(shù)壓力機參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40J23-160滑塊公稱壓力31.5631001602503504001600滑塊行程2535455565100100140封閉高度120150180220270290330500連桿調(diào)節(jié)量25303545556065100滑塊中心線至機身距離90110130160200200250330- 24 -左右100140170200250250300360滑塊地面尺寸前后90120150180220220260300直徑2530304040405060模柄孔尺寸深度4055556060607080墊塊厚度3030354050656590最大傾斜角4545353530303030左右250310370450560610700710工作臺尺寸前后1602002403003703804604807.4 凸、凹模刃口尺寸計算凸、凹模刃口尺寸計算刃口間隙計算。 （7-1）)1 (2ntZ式中 模具中彎曲凸和彎曲凹模的單面間隙；2Z t材料的公稱厚度； n因數(shù)，與工件的彎曲高度和彎曲線長度有關(guān)，查表，取 0.05。代入公式可得：。(1)1 1.051.052Ztn 彎板工件標注的為外形公差，應(yīng)計算模具的凹模尺寸，凸模根據(jù)單面間隙配作。彎板工件凸、凹模的制造公差查表得： 0.15凸0.19凹7.5 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模的結(jié)構(gòu)如圖 7-2 所示，安裝時分別固定在固定板上；凹模直利用螺釘直- 25 -接固定在上模座，頂塊同時起到壓料的作用，通過限位螺釘與下模聯(lián)接。凹模結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 7-3 所示。圖圖 7-2 彎曲凸模彎曲凸模- 26 -圖圖 7-3 凹模凹模7.6 緊固螺釘及其他零件的選擇緊固螺釘及其他零件的選擇本設(shè)計中選擇用標準的螺釘和圓柱銷國標號：內(nèi)六角螺釘：GB702000圓柱銷：GB11920007.7 模架及導(dǎo)套導(dǎo)柱的選擇模架及導(dǎo)套導(dǎo)柱的選擇1）模架的選擇1）模架的選擇本次彎曲模的設(shè)計，我們采用比較常見的后側(cè)導(dǎo)柱模架，國標號為（GB/T2855） ，采用滑動導(dǎo)向的導(dǎo)柱、導(dǎo)套，他們被安裝在模具的后側(cè)，左右分布，凹模面積是導(dǎo)套中間偏前面的有效區(qū)域?？捎糜跊_壓較寬條料。主要適用于一般精度要求的沖模，適用于中型模具。其凹模周界范圍 160mm90mm。- 27 -上、下模座尺寸為 160mm100mm35mm、160mm100mm40mm。2）導(dǎo)套、導(dǎo)柱的選擇我們選擇的是標準模架，標準模架選擇后導(dǎo)柱導(dǎo)套的基本尺寸已經(jīng)確定，然后通過模具的閉合高度來確定導(dǎo)柱導(dǎo)套的高度，通過以上的參數(shù)，我們能夠選擇出具體的導(dǎo)柱導(dǎo)套，導(dǎo)柱 d/mmL/mm 的詳細尺寸參數(shù)為為 25137；導(dǎo)套 d/mmL/mmD/mm 詳細尺寸參數(shù)為 258538。7.8 模具閉合高度的確定模具閉合高度的確定模具閉合高度的計算方法：模具工作到最低位置時，上模座的上面的表面到下模座的下面的表面之間的距離即為模具的閉合高度，以 H 模表示。壓力機的閉合高度與模具閉合高度的關(guān)系一般為： （7.2）10)(5)(min1maxhHHhH式中 Hmax壓力機最大的閉合高度（） ；Hmin壓力機最小的閉合高度（） ；h1壓力機墊板厚度（） ；h模具的閉合高度（） 。本次設(shè)計中該模具的閉合高度為：H=150mm。同時我們選擇的時候，模具的其他結(jié)構(gòu)尺寸，比如長寬之類的也要和壓力機進行配合以及匹配。- 28 -總結(jié)總結(jié)本次設(shè)計為彎板復(fù)合模設(shè)計，采用的材料為 Q235 鋼，它為優(yōu)質(zhì)碳素鋼，強度,硬度低，韌性高，具有良好的拉伸，彎曲，沖壓等性能。料厚為 1mm，由于工件的精度要求相對較低，尺寸也未注公差等級，一般使用尺寸公差等級為IT12 級。工件具有落料和沖孔、彎曲常用的沖裁工序，因此采用落料沖孔的復(fù)合模沖壓，之后采用的彎曲模完成最后的工序。凸模由凸模固定板固定，兩者采用過度配合。由于設(shè)計為彎板落料沖孔復(fù)合模。因為工件的厚度不算很大，所以采用彈性卸料板。模柄采用凸緣式柄，根據(jù)模柄孔的尺寸選用模柄的規(guī)格。在本設(shè)計過程中主要使用 CAD 制圖軟件。有些許不懂得問題都能及時得到老師的指導(dǎo)和同學幫助，因此感到很欣慰。這次的畢業(yè)設(shè)計使我認識到學習的重要性，在這過程中也學到好多的知識，也加深了我對大學這幾年所學到的知識。- 29 -參考文獻1李小海.模具設(shè)計與制造M.北京：電子工業(yè)出版社,2014.12馮小明.冷沖壓工藝及模具設(shè)計M.重慶：重慶大學出版社,2012.53隋明陽.機械設(shè)計基礎(chǔ)M.北京：機械工業(yè)出版社,2008.24張超英.沖壓模具與制造M北京：化學工業(yè)出版社，2013.065羅學科.模具識圖與制圖M北京：化學工業(yè)出版社，2013.066韓洪濤.機械制造技術(shù)M北京：化學工業(yè)出版社，20147萬本善.實用沖模結(jié)構(gòu)圖解與沖壓新工藝詳圖及常用數(shù)據(jù)速查速用手冊M北京：科大電子出版社，2014.088李銘杰.沖模設(shè)計應(yīng)用實例M北京：機械工業(yè)出版社，2003.089王立剛.沖模設(shè)計手冊M北京：機械工業(yè)出版社，2002.0510郭書彬.最新沖壓新工藝新技術(shù)與沖模設(shè)計圖集及典型疑難實例應(yīng)用手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.11王芳.冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)M北京：機械工業(yè)出版社，2012.12Ron Fournier, Sheet Metal Handbook HP575,HP Trade,2009.5.11.13彭建生.模具設(shè)計與加工速查手冊.機械工業(yè)出版社 2005.714付宏生.冷沖壓成形工藝與模具設(shè)計制造.北京：化學工業(yè)出版社，2006.15Yoshida K, Classification and Systematization of Sheet 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