冷沖模雙向加強(qiáng)版設(shè)計(jì)

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1、摘 要 我國(guó)考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國(guó)已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國(guó)古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就在世界領(lǐng)先。 隨著模具技術(shù)的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝裝備。本篇設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)就是其中關(guān)于一沖裁件的冷沖模設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 設(shè)計(jì)題目是關(guān)于緊固機(jī)構(gòu)加強(qiáng)板的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，由于該工件適宜采用冷沖模進(jìn)行生產(chǎn)，所以本篇設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的主要內(nèi)容為與之相關(guān)的基本沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)，具體為落料—沖孔復(fù)合模、彎曲—壓筋復(fù)合模的設(shè)計(jì)。 本篇設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中詳細(xì)說(shuō)明了兩套模具的設(shè)計(jì)過(guò)程，各用一個(gè)章節(jié)進(jìn)行闡述。設(shè)計(jì)過(guò)程中查閱了大量的相關(guān)

2、書(shū)籍、手冊(cè)，總結(jié)了前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，中間還引用了大量的與設(shè)計(jì)相關(guān)的公式，當(dāng)然也有大量的經(jīng)驗(yàn)公式，可以了解到模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程。 關(guān)鍵字：冷沖模、設(shè)計(jì) 目錄 摘要-------------------------------------------------------------------------------------------------------1 緒論-----------------------------------------------------------------------------------------------------

3、---4 第一章 工藝方案的確定---------------------------------------------------------------------------5 第一節(jié) 工件的工藝分析--------------------------------------------------------------------------5 第二節(jié) 工藝方案的制定-------------------------------------------------------------------------- 緒 論 冷沖壓是一種先進(jìn)的

4、金屬加工方法，它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用模具和沖壓設(shè)備對(duì)板料金屬進(jìn)行加工，以獲得所需要的零件形狀和尺寸。 冷沖壓和切削加工比較，具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、容易出現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別適合于大量生產(chǎn)。 由于板料零件具有重量輕，有足夠的強(qiáng)度和剛度，可以根據(jù)不同用途，采用不同材料加工成各種形狀尺寸的零件，以滿足產(chǎn)品需要。因此，現(xiàn)代汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、和各種民用輕工產(chǎn)品中，都大量使用冷沖壓零件。國(guó)防方面，如飛機(jī)、導(dǎo)彈、槍彈、炮彈等產(chǎn)品中，采用冷沖壓加工的零件比例也是相當(dāng)大的。隨著汽車和家用電器等的飛躍發(fā)展，許

5、多先進(jìn)工業(yè)國(guó)家，對(duì)發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給與了高度的重視。例如，美、日等國(guó)模具工業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)機(jī)床工業(yè)。美國(guó)1982年模具年產(chǎn)值為57.70億美元，機(jī)床則為55億美元。日本1982年模具年產(chǎn)值為8600億日元，而機(jī)床則只有7842億日元。在模具工業(yè)中冷沖模占的比例很大。 冷沖壓工藝大致可區(qū)分為分離工序與成形工序兩大類。分離工序又分為落料、沖孔和切割等。成形工序則可分為彎曲、拉伸、翻孔、翻邊、脹形、擴(kuò)口、縮口和旋壓等。根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸精度和其他技術(shù)要求，可分別采用各種工序?qū)Π辶厦鬟M(jìn)行加工，以獲得滿意的零件。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，冷沖壓技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展

6、，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ① 工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化。如近幾年來(lái)，國(guó)外已開(kāi)始采用有限變形的彈塑性有限元法，對(duì)覆蓋件成形過(guò)程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)模擬，以預(yù)測(cè)某一工藝方案對(duì)零件成形的可能性和將會(huì)發(fā)生的問(wèn)題，將計(jì)算結(jié)果顯示在圖形終端上，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行須改和選擇。 ② 模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)現(xiàn)代化。為了加快機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短工裝設(shè)計(jì)、制造周期，許多國(guó)家都正在大力開(kāi)展模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造的研究。 ③ 冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化。為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位低速壓力機(jī)發(fā)展到多工為高速自動(dòng)壓力機(jī)。 ④ 為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批量小的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展了一些新的成形工藝、簡(jiǎn)

7、易模具、通用組合模具、數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系統(tǒng)等。 ⑤ 不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高強(qiáng)度鋼板，用來(lái)生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 第一章 工藝方案的確定 第一節(jié) 工件的工藝分析 該零件為雙向加強(qiáng)板，是小型零件，大批量生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)為非左右對(duì)稱形式；材料為08鋼，為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的可沖壓性能；厚度為3㎜；成型工藝包括落料沖孔、彎曲兩部分，零件圖如圖所示。 材料厚度t=3mm,零件外形簡(jiǎn)單，由圓弧和直線組成另帶2個(gè)筋，無(wú)尖角、凹陷或者其他形狀突變，采用r>0.5t的圓角（r為圓角半徑），這有利于模具制造和提高模具壽命，系

8、典型的板料沖壓件。 圖1-1（a） 圖1-1（b） 圖1-1（c） 材料厚度t=3mm,零件外形簡(jiǎn)單，由圓弧和直線組成另帶2個(gè)筋，無(wú)尖角、凹陷或者其他形狀突變，采用r>0.5t的圓角（r為圓角半徑），這有利于模具

9、制造和提高模具壽命，系典型的板料沖壓件。 此制件要求精度不高，不需較高的公差等級(jí)，屬于一般沖裁彎曲精度。模具為沖裁模具、彎曲模具即可達(dá)到之生產(chǎn)要求。 沖裁時(shí)，為了防止凸模折斷或壓彎，沖孔尺寸不能太小，所設(shè)計(jì)的零件滿足《沖壓工藝學(xué)》表7-1里所規(guī)定的用一般沖孔模可以沖壓的最小孔徑。沖裁件孔與孔、或孔與邊緣的間距b、與模具強(qiáng)度和壽命以及沖裁件的質(zhì)量有關(guān)，其值不宜過(guò)小。 在此件設(shè)計(jì)當(dāng)中主要解決好以下幾個(gè)問(wèn)題： 1）對(duì)沖壓件進(jìn)行工藝分析，設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)能保證工件的正常生產(chǎn)； 2）通過(guò)分析比較，確定最佳工藝方案。設(shè)計(jì)出的沖裁模結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度能保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行； 3）解決根據(jù)沖裁力和

10、彎曲力選擇壓力機(jī)和根據(jù)模架最大閉合高度選擇壓力機(jī)之間的矛盾； 4）合理選擇沖壓設(shè)備； 5）表面粗糙度。該件形狀簡(jiǎn)單，精度要求不高，所以一般可要求 以上，但是圓角半徑要求高些； 6）彎曲時(shí)如何控制回彈的影響； 7）合理排樣，最大限度的提高材料利用率。 模具制造費(fèi)用很高。因此只有在大批量生產(chǎn)條件下，才能取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益?？蛇x擇復(fù)合模，以降低模具制造費(fèi)用。通過(guò)上述工藝分析，該工件對(duì)精度要求不高，主要是輪廓成形、沖孔問(wèn)題，又屬于大批量生產(chǎn)，可以采用沖壓生產(chǎn)。 第二節(jié)材料的力學(xué)性能 工件材料為08鋼，為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 材料狀態(tài)：退火 材料的抗

11、拉（抗剪）強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度： 抗剪強(qiáng)度： 08鋼可以用于扎制薄板、深沖制品、油桶。也可制造管子、墊片及氰化零件等 第三節(jié)工藝方案的確定 根據(jù)工件本身的的特點(diǎn)出發(fā)，既然要使用沖孔、落料、彎曲、壓筋這四道工序，那么就要考慮到各工藝所需要的位置、是否可疊用等等?？紤]的工件為類似U型件，且兩有不同等加邊，所以使用一套模具基本不可能實(shí)現(xiàn)，則就要分工序加工，于是考慮到以下幾種方案進(jìn)行逐一選?。? 一、 方案一的分析 第一套方案是采取單工序模制造該工件。由于本件產(chǎn)品的特殊性，將會(huì)用到?jīng)_壓工藝中的落料、沖孔、彎曲、壓筋等工序。若采用單工序模，即分布加工的方法，則需要制造四套模具，分別為：

12、落料模，沖孔模，彎曲模，壓筋模，但根據(jù)本產(chǎn)品的工藝參數(shù)來(lái)看，不必采用這么繁瑣的加工方法，且如果采用單工序模制造該產(chǎn)品，將有以下幾點(diǎn)缺陷： ① 制造周期長(zhǎng)。由于制造四套模具，將需要進(jìn)行四次模具設(shè)計(jì)，將大大延長(zhǎng)模具投產(chǎn)時(shí)間，從而增加制造時(shí)間。另外，模具非標(biāo)準(zhǔn)件的制造量將會(huì)成倍增加，進(jìn)而增加制造時(shí)間 ② 制造費(fèi)用高。由多套模具而引起的設(shè)計(jì)費(fèi)用將是十分巨大的，同時(shí)將必會(huì)導(dǎo)致制造材料、制造人員的急增，從而提高模具的制造費(fèi)用。 ③ 人力、物力的浪費(fèi)。多一套模具必會(huì)增加模板的數(shù)量，增加標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)件的挑選次數(shù)與籌備，增加制造量，以至于引起不必要人力、物力的浪費(fèi)。 二、 方案二的分析 第二套方案是

13、采取級(jí)進(jìn)模 、復(fù)合模進(jìn)行逐步加工該工件。即將落料與沖孔設(shè)計(jì)為級(jí)進(jìn)模，將彎曲與壓筋設(shè)計(jì)為復(fù)合模。從本件產(chǎn)品的工藝角度講，使用一套模具不可能制造出來(lái)，這就意味著必須使用兩套或者更多的模具來(lái)加工此件產(chǎn)品。第一套模具如果采用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行加工，將必會(huì)引起制造困難，由于本件產(chǎn)品的尺寸比較大，根本不利于級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，因?yàn)閺母鞣N板料到各個(gè)凸凹模的制造難度將會(huì)大大增加；而且級(jí)進(jìn)模的制造精度很底且不利于大批大量的成品件的生產(chǎn)，所以本件產(chǎn)品不利于采用此種加工方法。 三、 方案三的分析 第三套方案是落料與沖孔、彎曲與壓筋均采用復(fù)合模。 既然本產(chǎn)品無(wú)法使用一套模具加工出來(lái)，那么最好使用最少的模具來(lái)加工，而且級(jí)進(jìn)模不利于

14、本產(chǎn)品的加工，則采取復(fù)合模的加工方法既制造相對(duì)簡(jiǎn)單，而且可以保證精度，同時(shí)復(fù)合模本身就適合于形狀簡(jiǎn)單，且可一次成型的產(chǎn)品加工。如果采取兩套復(fù)合模來(lái)加工次件產(chǎn)品，那么既可以減少板料、凸凹模的制造數(shù)量，而且可以將本繁瑣的工作簡(jiǎn)單化，節(jié)省大量的設(shè)計(jì)、制造人員及制造材料，減少制造費(fèi)用。所以本方案適合于該沖裁件的生產(chǎn)。 第二章 落料—沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 總體方案的設(shè)計(jì) 一、 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于工件的展開(kāi)圖為一類似矩形方板，所以適宜直接沖孔、落料，且孔間距均大于同時(shí)沖裁最小經(jīng)驗(yàn)值4，即可同時(shí)沖孔，故運(yùn)用倒裝復(fù)合模的形式，那么可同時(shí)完成這兩道工序，這樣既可方便加工，又可

15、節(jié)約設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用。 二、 凸、凹模的結(jié)構(gòu)形式 由于采用倒裝復(fù)合模的形式，即采用上凹模卸料、上凸模沖孔的結(jié)構(gòu)形式。由于凸、凹模采取分離加工，凸模要設(shè)計(jì)成前小后大的形式，這樣可提高刃口精度的制造難度，凹模刃口設(shè)計(jì)為與工件相同的形式，凸凹模配合加工而成。 三、 卸料形式 沖裁后的工件停留在凹模中，故采用凹模中放置推件器的形式，由上接的推銷將其頂出。板料的廢料由彈性卸料板頂出。沖孔廢料由凸凹模、墊板、下模座帶有通孔的形式直接將其排除。 四、 導(dǎo)向、定位形式 考慮到該工件為小型工件，故應(yīng)選用開(kāi)式壓力機(jī)進(jìn)行工作，既帶有模柄孔的形式，在上模座中設(shè)計(jì)一模柄，用來(lái)帶

16、動(dòng)模具工作?；诎辶纤腿耄稍谛读习迳涎b有擋料銷的形式進(jìn)行定位，同時(shí)可據(jù)工件的寬度在卸料板中挖一溝槽的形式完成送料。凸模采用凸模固定板進(jìn)行定位，凸凹模則可直接通過(guò)螺釘、銷釘與下模座進(jìn)行連接、固定。凹模則采取與凸模固定板、墊板通過(guò)螺釘、銷釘相連接的形式。 第二節(jié) 工件展開(kāi)尺寸的計(jì)算 工件的展開(kāi)的圖形如圖所示1—2 圖 1—2 圖1—3 由于r/ t

17、（r為半徑，t為工件厚度）均大于0.5，故可按中性層原理 L=-(n-1)c=28+103.7+28-25=148.2mm C---彎曲時(shí)纖維伸長(zhǎng)的修正系數(shù)，見(jiàn)《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-34 L=-(n-1)c=18+93.6+7-25=109.7mm 最后得出如下圖所示的彎曲前毛坯的形狀和尺寸： 如圖1—4所示： 圖1—4 第三節(jié) 工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算： 一、 排樣與設(shè)計(jì)計(jì)算 排樣是工

18、件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫做搭邊。其作用是補(bǔ)償誤差，保證沖出合格的工件，搭邊還可以使條料有一定的剛度。搭邊數(shù)值要合理確定。搭邊值過(guò)大，材料利用率底。從節(jié)省材料的角度出發(fā)，材料的搭邊值越小越好，但搭邊小于一定的數(shù)值后，對(duì)模具的壽命和剪切表面質(zhì)量不利。在搭邊值過(guò)小時(shí)作用在凸模側(cè)面上的法向力應(yīng)沿著落料毛坯周長(zhǎng)的分布將不均勻。為了使作用在毛坯側(cè)表面上的應(yīng)力沿切離毛坯周長(zhǎng)的變化不大，必須使搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，而塑性變形區(qū)寬度與材料性質(zhì)和材料厚度有關(guān)，一般約等于0.5t。所以搭邊的最小寬度可取大約等于毛坯厚度。搭邊值還與材料的機(jī)械性能，工件的尺寸與形狀，材料的厚度及擋料等因素

19、有關(guān)。 搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度無(wú)茶、送料步進(jìn)誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。此外，還應(yīng)保持條料與一定的強(qiáng)度和剛度，保證送料的順利進(jìn)行，從而提高制件質(zhì)量，使凸、凹模刃口沿整個(gè)封閉輪廓線進(jìn)行，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。 搭邊值要合理選擇，其過(guò)大，材料利用率低，過(guò)小，利用率雖高，卻很難起到搭邊的作用，在沖裁中會(huì)被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時(shí)還會(huì)被拉入模具間隙中，損毀模具刃口，降低模具壽命。 影響搭邊值大小的因素主要有：材料的力學(xué)性能，材料的厚度，工件形狀和尺寸，排樣的方式以及送料和擋料方式。 由于本件產(chǎn)品為近似矩形件，故采取直排的

20、形式。這樣既可方便取料，也可方便成型的沖裁。查表取得最小搭邊（排樣時(shí)零件與零件之間以及零件與條料側(cè)邊間留下的余料）值a= 2.8，側(cè)邊值a = 3.2；（模具技術(shù)問(wèn)答 第二版P93） 材料厚度 矩形件邊長(zhǎng)l>50或圓角r<2t 2.5~3.0 2.5 2.8 3.0~3.5 2.8 3.2 3.5~4.0 3.2 3.5 4.0~4.5 4.0 4.5 查表取條料寬度偏差，取整a= 3，側(cè)邊值a = 3；由于B = 149 + 2a = 155，所以取△=1.2。根據(jù)該件的特殊性，采用卸料板帶有內(nèi)槽而不使用倒料板的形式。所以查表取得槽壁與條料之間的最小間隙：Zmi

21、n = 8。條料寬度B= ，卸料板內(nèi)槽間距離為：B = B + Z = 163 進(jìn)距為：S = a+Lz = 112.7。 由于零件圖近似算得一個(gè)零件的面積為 148.2109.7-32.212.3 4- =14532 所用材料的面積：A=163115=18745 因此材料利用率為： = 100% = 78% 二、計(jì)算沖壓力與壓力中心、初選壓力機(jī) ① 沖裁力：根據(jù)零件圖可算得一個(gè)零件內(nèi)外周邊之和L= L+ L 所以L = 474.7+ 37.68 = 512.38mm即為總沖裁長(zhǎng)度。 又 = 295MPa 落料力： 將毛坯的周長(zhǎng)L=

22、407.6mm,厚度t=4.5mm以及08鋼材料的抗剪強(qiáng)度=260MPa代入上式，得： =1.3407.63260=413306.4N=413.3KN 式中 t —— 材料厚度； —— 材料抗剪強(qiáng)度； L —— 沖裁周長(zhǎng)； 沖孔力：=1.3Lt=1.3263260=38207.52N=38.2KN 沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度和沖裁件的輪廓長(zhǎng)度有關(guān)。 頂件力：=F =0.05413.3 =20.66KN 卸料力： =0.035413.3 =14.16KN 推件力：

23、 =60.045413.3 =111.59KN 其中：F —— 沖裁力； n —— 同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的零件(或廢料)數(shù)； K、K—— 卸料力、推件力系數(shù)。 總沖才力F＝ F＋F＋F＋F=603.91KN ② 計(jì)算壓力中心 根據(jù)力學(xué)原理，諸分力對(duì)某力矩之和等于其合力對(duì)同軸之矩，沖裁時(shí)的合力作用點(diǎn)或 多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具的壓力中心。設(shè)計(jì)時(shí)模具壓力中心應(yīng)與壓力機(jī)滑塊中心一致，如果不一致，沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，減低模具與壓力機(jī)的使用壽命。所以在落料模、多凸模沖孔模和多工位連續(xù)

24、模等模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須確定模具壓力中心。通常利用求平行力系合力作用點(diǎn)的方法來(lái)確定模具的壓力中心。則有壓力中心為 =73.8 =54.9 ③ 壓力機(jī)的選取: 根據(jù)這一工序的總壓力為 603.91KN，故本工序選用J21-100A開(kāi)式雙柱固定臺(tái)壓力機(jī),相關(guān)參數(shù)如下 公稱壓力 1000KN 滑塊行程 120mm 滑塊行程次數(shù) 75次/min 最大封閉高度

25、 400mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 85mm 工作臺(tái)尺寸（前后左右） 600mm1000mm 模柄孔（直徑深度） 60mm80mm 三、計(jì)算凸、凹模及凸凹模刃口尺寸和公差 沖裁件的尺寸精度是影響沖裁件模具刃口的尺寸精度，模具的合理間隙的數(shù)值也必須靠模具刃口尺寸及其公差來(lái)保證，因此，正確確定模具刃口尺寸及公差，是設(shè)計(jì)沖裁的主要任務(wù)之一。 選用凸凹模配合加工的方法制造模具，采用配合加工方法時(shí)，先按照零件的尺寸和公差

26、，計(jì)算出沖孔凸?；蛘呤锹淞习寄５某叽?，并制造出來(lái)，然后以此為基準(zhǔn)件，配制沖孔凹?；蚵淞贤鼓?，只需要保證最小的間隙就可以。 ①落料 設(shè)零件的尺寸為,則計(jì)算公式為：（沖壓工藝與模具P57） 式中——落料凹模的刃口尺寸（mm）; ——凸模刃口尺寸（mm）,按凹模實(shí)際尺寸配制，留雙邊間隙； ——落料凹模制造尺寸公差，取值; ——零件公差（mm）； ——磨損系數(shù)，取值同前。 沖孔 設(shè)零件的尺寸為,則計(jì)算公式為：（沖壓工藝與模具P57） 式中——沖孔凸模的刃口尺寸（mm）;  ——沖孔凹模刃口尺寸（mm）,按凸模實(shí)際尺寸配制，留雙邊間隙； ——落料凸模制造尺寸公差，取值

27、; ——零件公差（mm）； ——磨損系數(shù)，取值同前。 1、凹模 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表查得本工序所采用倒裝式復(fù)合模的凸凹模最小壁厚。 從凹模刃口到凹模外邊緣的最短距離稱為凹模的壁厚。凹模壁厚直接影響凹模板的外形尺寸。 由于毛坯件的尺寸為148.2mm,因此初步設(shè)計(jì)凹模尺寸長(zhǎng)度為148.2mm.寬度為109.7mm，因?yàn)槭菧\拉深，按此選擇的凹模外形尺寸，可以保證凹模具有足夠的剛度和強(qiáng)度。所以一般不做強(qiáng)度校核。其具體形狀如圖5.1 材料選用CrWMn。熱處理硬度HRc5862。 2、凸模 為保證凸模能夠正常工作，設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如下三個(gè)原則： 精確定位

28、：安裝到固定板上以后，在工作過(guò)程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位，否則造成工件的尺寸發(fā)生偏移，降低模具壽命。 防止拔出：回程時(shí)，卸料離對(duì)凸模產(chǎn)生拉深作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)防止凸模從固定板中拔出來(lái)。 防止轉(zhuǎn)動(dòng)：對(duì)于工件段截面為圓形的凸模，當(dāng)然不存在防轉(zhuǎn)問(wèn)題。本設(shè)計(jì)的凸模非圓形，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，在設(shè)計(jì)時(shí)常常把凸模固定段簡(jiǎn)化為圓形。這時(shí)，就必須保證凸模在工作過(guò)程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，否則將啃模。 凸模的具體結(jié)構(gòu)形式如圖5.2 3、凸凹模 凸凹模的形狀與毛坯展開(kāi)形狀相同，落料制件尺寸由凹模尺寸決定，故設(shè)計(jì)落料時(shí)以凹模為基準(zhǔn)，凸凹模外形刃口尺寸按凹模內(nèi)形尺寸配作，并保證雙面

29、間隙值Zmin-Zma=0.36mm-0.45mm,H=55mm,材料選用CrWMn.熱處理后硬度HRC58-62。 凸凹模的具體結(jié)構(gòu)形式如圖5.3 4、凸模、凹模緊固定位的基本方式 螺釘緊固，銷釘定位。緊固力大，定位可靠，通用性較強(qiáng)。裝拆方便，適用于各種類型的模具。 螺釘、銷釘材料選用45鋼，熱處理硬度HRC4348。 凹模、凸模與凸凹模固定板之間螺釘、銷釘?shù)倪x擇： 圓柱銷：GB119-86 1280 內(nèi)六角圓柱螺釘：GB70-85-M1280 GB70-85-M1280 5.5.2上下模座及模具閉合高度的確定 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1-234后

30、冊(cè)導(dǎo)柱模架下模座輪廓尺寸（GB2855.6-81），可得： 上模座板高度：=55mm 下模座板高度：=70mm 上下模座板材料為：HT20，熱處理為調(diào)質(zhì)處理HRC28-32。 模具的閉合高度是指模具在最后工作位置時(shí)，上、下模座板之間的距離。因此，為使模具正常工作，模具閉合高度必須在與壓力機(jī)的閉合高度相適應(yīng)，應(yīng)介于壓力機(jī)最大和最小閉合高度之間，一般可按如下關(guān)系確定： 通過(guò)選用模件以及模具閉合高大的范圍值，最后定出模具的閉合高度H=249mm。在實(shí)際生產(chǎn)中安裝模具時(shí)，需要加墊塊，最終使模具閉合高度達(dá)到即可。 5.5.3定位零件 定位方向和位置選擇：送料是從前之后，

31、導(dǎo)向點(diǎn)設(shè)在左側(cè)。 胚件定位根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1-183選用固定擋料銷GB2899.11-81 材料選用45鋼。 5.5.4卸料零件 卸料板：其內(nèi)形與凸凹模應(yīng)有適合的間隙。卸料板外形尺寸為 LBH＝248mm208mm13mm 卸料螺釘：1、螺紋長(zhǎng)度雖然短但與光桿有臺(tái)階，保證旋入后不易松動(dòng)。 2、材料為45鋼，且要求熱處理硬度為HRC43-48。 普通螺釘不具備要求，因此選用標(biāo)準(zhǔn)卸料螺釘?！赌＞咴O(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1-202圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘（GB2867.6-81）為M12 5.5.5導(dǎo)向零件 根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖件精度以及模具工作壽命要

32、求，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度和分為或。 本設(shè)計(jì)中，導(dǎo)柱，導(dǎo)套配合精度選用H7/h6. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套為間隙配合，要求配合表面堅(jiān)硬和耐磨，具有一定的強(qiáng)韌性，常用20鋼制作，表面經(jīng)過(guò)滲碳淬火處理，硬度為HRC58-62,滲碳層深度0.8-1.2mm。 根據(jù)《實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表-5選擇（GB2861.1-1990 ）滑動(dòng)導(dǎo)柱。 導(dǎo)柱直徑偏差為h6,表面光潔度為Ra=0.2。 導(dǎo)柱尺寸規(guī)格為：40250mm 選擇導(dǎo)柱長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮模具閉合時(shí)，導(dǎo)柱端面和上模座板平面的距離不 小于10-15mm,導(dǎo)柱和下模座板平面的距離不小于2-5mm。導(dǎo)套與上模座板上平面的距離應(yīng)大于3mm,用以排氣和排油。

33、 5.5.6固定零件 1.模柄的選擇 模柄是連接上模與壓力機(jī)的零件，在本工序中，選用了凸緣模柄，用螺釘與上模板緊固在一起，適用于固定較大的模具。 固定段與上模座孔采用H7/h6過(guò)渡配合，裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄好。 2.凸模固定板 凸模固定板的外形尺寸：24820526mm，材料選用45鋼，熱處理后硬度HRC43-48。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)零件圖。 3.墊板 在凸模固定板與上模座之間加一塊淬硬的墊板，可避免硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖擊力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動(dòng)。有些模具在凹模與下模座之間也加墊板，目的是為了提高模具的壽命。 5.5.7彈簧的選用 采用橡膠作為

34、彈性元件。使條料在落料、沖孔過(guò)程中始終處于在一個(gè)穩(wěn)定的壓力下，從而改善毛坯的穩(wěn)定性。 橡膠的高度：H=（3.5-4）S=27mm H-橡膠的自由高度 S-工作行程與模具修磨量或調(diào)整量。 第三章 彎曲壓筋復(fù)合模的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 總體方案的設(shè)計(jì) 一． 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于工件于本工序主要為彎曲，而且壓筋是在彎曲的那部分工件上進(jìn)行的，所以可采取正裝復(fù)合模的結(jié)構(gòu)形式。即由上凸模、下凹模直接來(lái)進(jìn)行彎曲，且由凸模的形狀作出與筋類似的結(jié)構(gòu)，由下凹模底部的頂件塊來(lái)進(jìn)行壓筋。 二、 凸、凹模的結(jié)構(gòu)形式

35、凸模設(shè)計(jì)成彎曲所需形狀，同時(shí)保證彎曲凸模的對(duì)稱性，在壓筋部分設(shè)計(jì)為與頂件塊相符的結(jié)構(gòu)。由于凹模實(shí)際上只用于彎曲工藝，所以凹模設(shè)計(jì)成內(nèi)部有矩形孔，且有階梯槽的形式。 三、 卸料形式 由于工件加工后的位置不定，所以沖裁后的工件若停留在凹模中，則采取凹模中放置頂件塊的形式，由下接的頂桿將其頂出。沖裁后的工件若停留在凸模上，則采取凸模中放置推桿的結(jié)構(gòu)，利用上推板，將工件頂出。 四、 導(dǎo)向、定位形式 在凹模內(nèi)挖出與工件形狀類似的矩形槽來(lái)保證工件的定位。又根據(jù)工件中間有孔結(jié)構(gòu)，所以在凸模上裝有導(dǎo)正銷，通過(guò)兩個(gè)圓孔下降時(shí)來(lái)保證工件的穩(wěn)定，且在頂件塊中設(shè)計(jì)兩孔槽來(lái)完成配合。凸模

36、利用凸模固定板固定，且與上墊板、上模座通過(guò)螺釘、銷釘連接、固定。凹模利用下墊板、下模座直接通過(guò)螺釘、銷釘連接、固定。 第二節(jié) 工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 一彎曲力的計(jì)算 在使用模具彎曲時(shí)，凸模對(duì)板料的作用力稱為彎曲力。為了選擇彎曲加工用的壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具，必須計(jì)算彎曲變形力的大小。彎曲力受材料力學(xué)性能、零件形狀與尺寸、彎曲方式、模具結(jié)構(gòu)形狀與尺寸等多種因素的影響，很難用理論分析方法進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。因此，在生產(chǎn)中均采用經(jīng)驗(yàn)公式估算彎曲力。 該工序沖壓力包括自由彎曲力，校正彎曲力。 1.自由彎曲力 所設(shè)計(jì)零件屬于U行件，由《塑性成形工藝與模具設(shè)計(jì)》公式可知： 上式中，安全系數(shù)K=1.

37、3,寬度b=73.6,t=3,彎曲半徑r=0.2。08鋼的抗拉強(qiáng)度=400MPa,將這些數(shù)值帶入得： 2.校正彎曲力 板料經(jīng)自由彎曲階段后，開(kāi)始與凸凹模表面接觸，此時(shí)，如果凸模繼續(xù)下行，零件受到模具擠壓繼續(xù)彎曲，彎曲力急劇增大，稱為校正彎曲。校正彎曲的目的在于減少回彈，提高彎曲質(zhì)量。 沖壓件在行程終了時(shí)，受到的校正彎曲力，可按近似計(jì)算。 彎曲的投影面積 查表得，單位校正力P=40MPa,帶入上式： 3.沖壓設(shè)備的選擇 公稱壓力 1000KN 滑塊行程

38、 120mm 滑塊行程次數(shù) 75次/min 最大封閉高度 400mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 85mm 工作臺(tái)尺寸（前后左右） 600mm1000mm 模柄孔（直徑深度） 60mm80mm 4. 模架的選擇 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1-232模具結(jié)構(gòu)選用中間導(dǎo)柱滑動(dòng)導(dǎo)向模架GB2855.5-90

39、從前向后手動(dòng)送料，操作方便。 應(yīng)用特點(diǎn)： 1.兩導(dǎo)柱、導(dǎo)套分別裝在上、下模座后側(cè)，凹模面積是導(dǎo)套前的有效區(qū)域。 2.可用于沖壓較寬的條料，且可用邊角料。 3.導(dǎo)柱分別不對(duì)稱，受力不平衡，拔模不方便。 4.可從三個(gè)方向送料，操作方便。 二．主要零部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì) 1凸模、凹模及其緊固定位方式 1、凸模 凸模尺寸：93.6103.760mm，材料選用T10A，熱處理后硬度：HRC58-62 2、凹模 凹模1尺寸：6093.682mm，材料選用T10A，熱處理后硬度：HRC58-62 凹模2尺寸：818582mm，材料選用T10A，熱處理后硬度：HRC58-62 凹模3

40、尺寸：678582mm，材料選用T10A，熱處理后硬度：HRC58-62 3、凸模、凹模緊固定位的基本方式 螺釘緊固，銷釘定位。緊固力大，定位可靠，通用性較強(qiáng)。裝拆方便，適用于各種類型的模具。 螺釘、銷釘材料選用45#鋼，熱處理硬度HRC4348。 6.3.2上下模座及模具閉合高度的確定 制件彎曲前l(fā)b=148.2mm109.7mm 制件彎曲后lb=103.7mm93.6mm 在保證具有一定凹模壁后的情況下，在經(jīng)過(guò)分析《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1-234后側(cè)導(dǎo)柱模架下模座輪廓尺寸 （GB2855.6-81）中，選取lb=250mm250mm的模架結(jié)構(gòu)比較合理。 上模座板高

41、度: 下模座板高度： 上下模座板材料為HT20，熱處理為調(diào)質(zhì)處理HRC28-32。 模具的閉合高度是指模具在最后工作位置時(shí)，上、下模座板之間的距離。因此，為使模具正常工作，模具閉合高度必須在與壓力機(jī)的閉合高度相適應(yīng)，應(yīng)介于壓力機(jī)最大和最小閉合高度之間，一般可按如下關(guān)系確定： 通過(guò)選用模件以及模具閉合高大的范圍值，最后定出模具的閉合高度H=190mm。在實(shí)際生產(chǎn)中安裝模具時(shí)，需要加墊塊，最終使模具閉合高度達(dá)到即可。 6.3.3定位零件 在第一套模具中已經(jīng)沖出了定位的工藝孔，是為了在彎曲工序中防止彎曲件發(fā)生移動(dòng)產(chǎn)生變形，因此，在本套模具中選

42、用了一個(gè)定位銷作為毛坯件的定位裝置。 d=12mm，材料選用45鋼，熱處理硬度HRC43-48。 6.3.4卸料零件 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1-205選用（GB2867.3-81）,材料選用45鋼，熱處理后硬度HRC43-48。d=24mm,L=135mm。 彎曲時(shí)，凸模與頂桿將板料壓住，防止板料走動(dòng)，壓彎后，頂桿在橡膠作用下，向上復(fù)位頂出零件。 其作用和結(jié)構(gòu)在裝配圖2中能體現(xiàn)。材料選用CrWMn,熱處理后硬度：HRC60-64 6.3.5導(dǎo)向零件 根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、沖件精度以及模具工作壽命要求，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度和分為或。 本設(shè)計(jì)中，導(dǎo)柱，導(dǎo)套配合精度選用

43、H7/h6. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套為間隙配合，要求配合表面堅(jiān)硬和耐磨，具有一定的強(qiáng)韌性，常用20鋼制作，表面經(jīng)過(guò)滲碳淬火處理，硬度為HRC58-62,滲碳層深度0.8-1.2mm。 根據(jù)《實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表-5選擇（GB2861.1-1990 ）滑動(dòng)導(dǎo)柱。 導(dǎo)柱直徑偏差為h6,表面光潔度為Ra=0.2 導(dǎo)柱尺寸規(guī)格為：40280mm 根據(jù)《實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》中表-5選擇（GB2861.1-1990 ）滑動(dòng)導(dǎo)套。 導(dǎo)套尺寸規(guī)格為：58140mm 選擇導(dǎo)柱長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮模具閉合時(shí)，導(dǎo)柱端面和上模座板平面的距離不 小于10-15mm,導(dǎo)柱和下模座板平面的距離不小于2-5mm。導(dǎo)套與上

44、模座板上平面的距離應(yīng)大于3mm,用以排氣和排油。 6.3.6固定零件 1.模柄的選擇 模柄是連接上模與壓力機(jī)的零件，在本工序中，選用了凸緣模柄，用螺釘與上模板緊固在一起，適用于固定較大的模具。 固定段與上模座孔采用H7/h6過(guò)渡配合，裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄好。 2.墊板 在凸模與上模座之間加一塊淬硬的墊板，可避免一股硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖擊壓力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動(dòng)。有些模具在凹模與下模座之間也加墊板，目的是為了提高模具的壽命。 參考文獻(xiàn) 1.謝