L形支架的沖孔、落料彎曲級進(jìn)模具設(shè)計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含17張CAD圖紙】-cymj15

L形支架的沖孔、落料彎曲級進(jìn)模具設(shè)計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含17張CAD圖紙】-cymj15

L形支架的沖孔、落料彎曲級進(jìn)模設(shè)計

目錄.doc

1  本課題的目的、意義與主要內(nèi)容

1.1 目的

本次畢業(yè)設(shè)計是在完成沖壓工藝與模具設(shè)計理論課并進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí)后，進(jìn)行的一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是通過設(shè)計給定沖壓工件的沖壓工藝與模具設(shè)計，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，解決工程實際問題的能力，為以后從事工程技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。并培養(yǎng)求是、創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和養(yǎng)成嚴(yán)肅、認(rèn)真、細(xì)致的從事技術(shù)工作的優(yōu)良作風(fēng)。

1.2 意義

本次畢業(yè)設(shè)計的題目是工件的沖孔、落料及彎曲的級進(jìn)模設(shè)計，課題的主要內(nèi)容是對給定零件形狀進(jìn)行沖壓工藝性分析，提出各種可能的沖壓工藝方案，經(jīng)過分析與討論確定適合于大批生產(chǎn)的工藝方案和中批生產(chǎn)的工藝方案。進(jìn)行詳細(xì)的工藝計算，選擇沖壓設(shè)備，編制工藝文件。然后設(shè)計出中批生產(chǎn)所用的沖孔、落料、彎曲級進(jìn)模。

目   錄

引言 1

1  本課題的目的、意義與主要內(nèi)容 2

1.1 目的 2

1.2 意義 2

1.3 沖壓模具的相關(guān)研究動態(tài) 2

1.4  設(shè)計方法及步驟 4

2  零件沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析和沖壓工藝分析 4

2.1 沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析 4

2.2 工件零件沖壓工藝性分析 5

2.2.1零件工藝分析 6

2.2.2確定沖壓基本工序 6

2.2.3排樣方案的確定 7

2.2.4連續(xù)模的送料定位系統(tǒng)的選用 10

3  沖孔—落料-彎曲級進(jìn)模零件的設(shè)計與計算 17

3.1沖裁模具凸模和凹模刃口尺寸計算 17

3.1.1沖壓力的計算 17

3.1.2壓力中心的計算 24

3.1.3模具主要零件尺寸計算 24

3.2.選擇沖壓設(shè)備 37

3.3沖模的閉合高度 37

3.4固定與聯(lián)接零件 38

4  模具安裝與調(diào)試 44

4.1上、下模座的安裝 44

4.1.1 上模的安裝形式與聯(lián)接 44

4.1.2 下模的安裝形式與聯(lián)接 44

4.2 調(diào)整和試模 44

4.2.1 調(diào)整模具閉合高度 44

4.2.2 調(diào)整模具間隙 45

4.2.3 試模 45

5  結(jié)論 46

謝  辭 47

參考文獻(xiàn) 48

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A0-裝配圖.dwg

A1-上模座.dwg

A1-下模座.dwg

A3-凸模固定板.dwg

A3-凸模墊板.dwg

A3-凹模.dwg

A3-凹模墊板.dwg

A3-導(dǎo)料板.dwg

A3-導(dǎo)料板1.dwg

A4-側(cè)刃.dwg

A4-凸模1.dwg

A4-凸模4.dwg

A4-凸模5.dwg

A4-彎曲凸模.dwg

A4-排樣圖.dwg

A4-模柄.dwg

L形支架的沖孔、落料彎曲級進(jìn)模設(shè)計.doc

產(chǎn)品.dwg

圖紙總匯.dwg

工件的沖孔、落料及彎曲的級進(jìn)模設(shè)計.doc

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1 目 錄 引言 ................................................... 1 1 本課題的目的、意義與主要內(nèi)容 ............................ 2 的 ................................................. 2 義 ................................................. 2 壓模具的相關(guān)研究動態(tài) ................................... 2 設(shè)計方法及步驟 ........................................ 4 2 零件沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析和沖壓工藝分析 ..................... 4 壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析 ...................................... 4 件零件沖壓工藝性分析 ................................... 5 件工藝分析 ................................................................................................................................. 5 定沖壓基本工序 ........................................................................................................................ 5 樣方案的確定 ............................................................................................................................ 6 續(xù)模的送料定位系統(tǒng)的選用 ................................................................................................. 9 3 沖孔 — 落料 ................... 16 裁模具凸模和凹模刃口尺寸計算 ............................. 16 壓力的計算 ............................................................................................................................... 16 力中心的計算 .......................................................................................................................... 21 具主要零件尺寸計算 ............................................................................................................. 21 .......................................... 26 模的閉合高度 ......................................... 27 定與聯(lián)接零件 ......................................... 27 4 模具安裝與調(diào)試 ....................................... 34 、下模座的 安裝 ....................................... 34 模的安裝形式與聯(lián)接 ............................................................................................................ 34 模的安裝形式與聯(lián)接 ............................................................................................................ 34 整和試模 ........................................... 34 整模具閉合高度 ..................................................................................................................... 34 整模具間隙 .............................................................................................................................. 34 模 ................................................................................................................................................ 34 5 結(jié)論 ................................................ 36 謝 辭 ................................. 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ............................................... 37 2 1 本課題的目的、意義與主要內(nèi)容 的 本次畢業(yè)設(shè)計是在完成沖壓工藝與模具設(shè)計理論課 并進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí)后，進(jìn)行的一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是通過設(shè)計給定沖壓工件的沖壓工藝與模具設(shè)計，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，解決工程實際問題的能力，為以后從事工程技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。并培養(yǎng)求是、創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和養(yǎng)成嚴(yán)肅、認(rèn)真、細(xì)致的從事技術(shù)工作的優(yōu)良作風(fēng)。 義 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是工件的沖孔、落料及彎曲的級進(jìn)模設(shè)計，課題的主要內(nèi)容是對給定零件形狀進(jìn)行沖壓工藝性分析，提出各種可能的沖壓工藝方案，經(jīng)過分析與討論確定適合于大批生產(chǎn)的工藝方案和中批生產(chǎn)的工藝方案。進(jìn)行詳細(xì)的工藝計算，選擇沖壓設(shè)備，編制工藝文件。 然后設(shè)計出中批生產(chǎn)所用的沖孔、落料、彎曲級進(jìn)模。 壓模具的相關(guān)研究動態(tài) １ 沖壓技術(shù)廣泛用于航空、汽車、電機(jī)、家電和通信等行業(yè)零部件的成形。近幾年來， 我國具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個多世紀(jì)，近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計與制造水平有了較大提高，大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短，模具 模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外 ，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展浙江寧波和黃巖地區(qū)的 ―模具之鄉(xiāng) ‖；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 (1) 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。 (2) 體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進(jìn)模、覆蓋面大增，已從電機(jī)、電鐵芯片模具，擴(kuò)大到接插件、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。模具質(zhì)量、模具壽命 明顯提高，模具交貨期較前縮短。 (3) 模具 開發(fā)出了自主版權(quán)的模具近年許多模具企業(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。許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具 提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 并陸續(xù)開始使用 國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了 件，并成功應(yīng)用于 3 沖壓模的設(shè)計中。 (4)電加工、數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā)揮了重要作用。模具加工機(jī)床品種增多，水平明顯提高。 (5) 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，尤其這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù) (展很快，國內(nèi)有多家已自行開發(fā)出達(dá)到國際水平的相關(guān)設(shè)備。 (6) 模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用更加廣泛，品種有所擴(kuò)展。模具材料方面，由于對模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具 鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展。 目前 ,我國模具總量雖然已達(dá)到相當(dāng)大的規(guī)模 ,模具水平也已有了很大提高 ,但設(shè)計制造水平在總體上要工業(yè)發(fā)達(dá)國家落后許多。 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 我國目前的模具開發(fā)制造水平比國際先進(jìn)水平至少相差 10 年， 特別是大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的產(chǎn)需矛盾更加突出，已成為嚴(yán)重制約我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。 ２ 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該要適應(yīng)模具產(chǎn)品 ―交貨期 短 ‖、 ―精度高 ‖、 ―質(zhì)量好 ‖、 ―價格低 ‖的要求。達(dá)到要求發(fā)展有以下幾項： （ 1）模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化、精密化。 （ 2）多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合具是在多工位級進(jìn)?；A(chǔ)上開發(fā)出來的。一套多功能模具除了沖壓成 形零件外，還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過這種多功能模具生產(chǎn)出來的不再是單個零件，而是成批的組件。 （ 3）熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。 （ 4）快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。適應(yīng)多品種、少批量生產(chǎn)方式。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻 繁，均要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)具越來越引起人們的重視。例如，中、低 熔點合金模具、噴涂成型模具、陶瓷型精鑄模、疊層模及快速 原型制造模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將進(jìn)一步發(fā)展?？鞊Q模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外，采用計算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。 （ 5）模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛。 使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。 （ 6）模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進(jìn)的表面處理技術(shù)。 （ 7）在模具設(shè)計制造中將全面推廣 （ 8）高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用。 （ 9）模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展。 （ 10）模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。 4 設(shè)計方法及步驟 1、查閱有關(guān)模具材料、模架結(jié)構(gòu)、模具設(shè)計理論、模具設(shè)計實例等方面的文獻(xiàn)，檢索相關(guān)資料和模具技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)。全面復(fù)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程，并翻譯外文資料一篇。 2、初步計算，根據(jù)所給零件圖樣，進(jìn)行必要的工藝計算，確定初步的設(shè)計方案。 3、通過相關(guān)資料和調(diào)研，熟悉各種沖壓模具的結(jié)構(gòu)，模具的制造、設(shè)計和裝配流程。 4、模具設(shè)計，確定快換模架的結(jié) 構(gòu)形式，結(jié)合本零件繪制模具裝配圖和指定模具的零件圖。 2 零件沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析和沖壓工藝分析 壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析 產(chǎn)品零件的生產(chǎn)批量對沖壓工藝加工的經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用。沖壓產(chǎn)品的成本構(gòu)成： C=C 材 + 模 。 C 材 –材料費， 加工費， C 模 模具費。提高沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑有： 1． 提高材料利用率 一般材料費要占沖壓件成本的 60%，生產(chǎn)中通過合理設(shè)計零件或改進(jìn)毛坯形狀，合理排樣、搭邊或?qū)嵭刑撞没蚶煤脧U料等； 2． 減少工序數(shù) 世界不少國家大力推行減少每個零件的工序數(shù)目。日本是瞄準(zhǔn) 3工序，目前其某些廠家已達(dá)到 2工序。因此日本沖壓件成本一般比我們低 25%。其他國家也在大力推行。由于工序數(shù)減少，導(dǎo)致模具數(shù)量及模具出問題的機(jī)會減少，開動率提高，經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高； 3． 推行“按件定隙” 經(jīng)驗證明，當(dāng)相當(dāng)間隙 Z 雙收 15%，模具使用壽命可提高 3。因各種沖壓見的使用要求不同，質(zhì)量要求各異，故其沖裁間隙也應(yīng)不同，“按件定隙”會取得最佳效益； 4． 推行“按件選?！? 因?qū)_壓件質(zhì)量與批量要求差別較大，要根據(jù)具體要求及批量大小選擇各種不同模具結(jié)構(gòu)、模具材料及制模方法等。在大批量生產(chǎn)時要采用 高效的多工位級進(jìn)模、復(fù)合模、高壽命的硬質(zhì)合金模等。而在小批量時，可采用一些造價低廉、制模周期短、模具材料可回收利用的各種簡易模具、組合模具或低熔點合金模等。 5． 提高生產(chǎn)率 目前世界一些國家，都在向生產(chǎn)效率要效益。有代表傾向的是(a) 建立沖壓自動線； (b)沖壓設(shè)備向多工位壓力機(jī)轉(zhuǎn)移； (c)以拉伸墊或數(shù)控拉伸墊代替雙動拉伸壓力機(jī)。由于生產(chǎn)效率高了，分?jǐn)偟絾渭馁M用減少，即降低產(chǎn)品成本增加收入。 5 件沖壓工藝性分析 圖 零件工藝分析 如上圖所示，此工件有沖孔、落料、彎曲三個工序。材料為 08，板料厚度為 3有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，但是做出的工件要求的精度高，所以要求做出的模具的精度就相應(yīng)要高，難度就增大。在工件的展開圖中，有一個 Φ 6 18在沖裁的時候在保證他們的精度的時候還要保證它們的同軸度，在彎曲工序的時候，要防止彎裂，并且還要保證彎曲的垂直度要夠，該工件是大批量生產(chǎn)，質(zhì)量 要求高，若采用單工序模不僅工藝繁瑣，而且質(zhì)量也很難保證，由于 零件體積小，操作不方便，多次定位后有些尺寸難以穩(wěn)定，產(chǎn)量低、不能適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需要。因此采用沖壓多工位級進(jìn)模。工件的尺寸公差要求為 寸精度較高，模具要求的精度高。 從零件的形狀看有以下基本工序，該工件包括沖孔、落料和彎曲三個基本工序，根據(jù)基本工序可以擬定出以三種工藝方案： 方案一：采用落料 ? 沖孔 ?彎曲單工序模； 方案二：采用沖孔 ?落料復(fù)合模，彎曲單工序模； 方案三：采用沖孔 ?落料 ?彎曲級進(jìn)模。 6 分析：方案一 ，雖然模具結(jié)果簡單，但需要三道工序三副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，但還是需要量副模具，需要成本還是比較高，并且沖壓后成本品件留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，操作不方便。方案三，只需一副模具，工序數(shù)目少，沖孔、落料、彎曲整合為一個工序，大大提高了生產(chǎn)效率，操作方便，并能保證零件的質(zhì)量，延長模具壽命，適合大批量生產(chǎn)。綜合以上分析：本設(shè)計要求為大批量生產(chǎn)，故采用方案三。 按沖裁工藝方法和材料的合理利用，條料的排樣方 法可分為三種： 1） 有廢料排樣 沿沖件全部外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模保證，沖件精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 2） 少廢料排樣 沿沖件部分外形沖切，只在沖件之間或沖件與條料側(cè)邊間有搭邊。 3） 無廢料排樣 沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件，無搭邊，沖件質(zhì)量和模具壽命更差一些，但材料利用率最高。 從零件圖上分析可知，零件形狀不算復(fù)雜，但是從外形需要和工件精度的要求來看，可以采用少廢料排料提高材料的利用率，采用合理的排樣方法才能降低廢料的比例。本設(shè)計的工件為長方形工件，考慮到效率采用一次沖出 兩件產(chǎn)品的工序設(shè)計，沿板（卷）料順長度方向進(jìn)行排樣，符合材料規(guī)格及工藝要求。考慮到此為大批量生產(chǎn)，結(jié)合沖壓生產(chǎn)率，沖模耐用度，沖模結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單和操作方便，安全等因素，提出以下幾種方案： 方案一： 工位三 工位二 工位一 圖 方案采用工位緊靠排樣，只需要三個工位即可，即是，沖孔，彎曲和落料的設(shè)計， 7 但此時排樣材料利用少。 方案二：工位三 空位 工位二 空位 工位一 圖 方案一相比，此方案每步增加了空位的工位和改換了產(chǎn)品的排列方位。改善了凸凹模的緊湊性，在凸模固定板和凹模設(shè)計上都比較合理，增強(qiáng)了凸模和凹模的強(qiáng)度。但工件要求的精度高，此方案和方案一都存在定位精度不夠高情況，所以需要增加定位裝置。 方案三： 圖 方案是對方案二的改進(jìn)，增加了兩 個側(cè)刃定位，兩個定位裝置的配合提高了定位精度，滿足了加工工件的精度要求。這樣方便于凸模的固定安裝，也有利于增加凹模壁厚，這樣都加強(qiáng)了凸凹模的強(qiáng)度，并且還為側(cè)刃的安裝增加了空間。此方案緊湊，工位排布合理，并且達(dá)到了加工工件精度的要求，所以選用此方案。 4）材料利用率 材料的經(jīng)濟(jì)利用，直接取決于沖壓工件的加工工藝和排樣方法。沖壓工藝設(shè)計中， 8 評價材料經(jīng)濟(jì)利用程度的指標(biāo)是材料利用率。 材料利用率 ? ： %1 0 0?? 消耗材料面積 實際材料面積? 實際材料面積即沖壓件（毛 坯）的有效面積，它與消耗材料面積之差即為廢料。 一個步距內(nèi)的材料利用率可用下式表示： %100?? （ 2—— 1） 式中： A— 一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積； B— 條料寬度； S— 步距。 若考慮到料頭、料尾和邊余料的材料消耗，則一張板料（或帶料、條料）上總的材料利用率總?為： 一張板料上總的材料利用率總?： %???? n 總總? （ 2—— 2） 式中： 坯）的實際面積（ 2； 總帶料、條料）上所沖工件總數(shù)量； 寬（ 2。 材料利用率 1?? 。如果 %84?? ，那么將有 16%的材料變成沖壓廢 料。 經(jīng)計算，本設(shè)計工件的面積為 A? 160 2 條料寬度計算： 2( ????? ???????????? 。 a n 刃數(shù)； 1b 1a =條料長度： ?L 3000 所以： %603841%?? ???????? n 總總?5）排樣方法 ①排樣方法的選擇原則 ○a 沖裁小工件或某種工件需要窄條料時，應(yīng)沿板料順長度方向進(jìn)行排樣，符合材料規(guī)格及工藝要求。 ○b 沖裁件在條料上的排樣，應(yīng)考慮沖壓生產(chǎn)效率、沖模耐用度、沖模結(jié)構(gòu)是否簡單和操作方便與安全等。 ○c 條料寬度 選擇與在板料上的排樣應(yīng)優(yōu)先選用條料寬度較大而步距較小的方案，以便經(jīng)濟(jì)地裁切板料，并減少沖壓用時間。 9 ○d 在可能的情況下，要求產(chǎn)品設(shè)計時修正產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，以減少或消除設(shè)計廢料的形成，并有可能采取小、無廢料排樣方式。 沖模的送料定位系統(tǒng)是沖模結(jié)構(gòu)的重要組成部分。其主要功能是對送入模具的條、帶、卷料實施精確定位，控制送為進(jìn)距，達(dá)到準(zhǔn)確、一致，以確保沖模沖壓時具有均勻一致的搭邊與沿邊，從而使沖件獲得更高的尺寸與形位精度。所以，定位系統(tǒng)的設(shè) 計與制造是沖模設(shè)計與制造的重要環(huán)節(jié)。而沖模的定位系統(tǒng)是由各種不同的進(jìn)距限位構(gòu)成的。主要包括表 同規(guī)格的各種進(jìn)距限位裝置。 (見表 兩工位及兩工位以上的連續(xù)模都應(yīng)設(shè)置一套由擋料、進(jìn)距控制、送進(jìn)誤差校準(zhǔn)等裝置構(gòu)成的送料定位系統(tǒng)。 表 1)靠切邊定位的側(cè)刃組件構(gòu)成的定位系統(tǒng)主要優(yōu)點如下： ① 可以不間斷連續(xù)沖壓．使壓力機(jī)額定滑塊行程次數(shù)得到充分利用，生產(chǎn) 效率更高。 ② 操作工人的手不需要也不可能進(jìn)入模具 操作安全。 ③ 便于實現(xiàn)沖壓過程的機(jī)械化與自動化。 ④ 定位精確度可達(dá)± O． 15擋料銷定位高一個檔次。 ⑤ 實際沖件的尺寸精度都在 使用側(cè)刃切邊定位的主要缺點是增加了廢料量，降低了板料利用率。同時，也增大了沖裁力而且連續(xù)沖壓必然要加大所需沖壓設(shè)備的噸位，也還使沖模的制造與修理趨于復(fù)雜化。而 大切邊長度僅 40． 2 (2)側(cè)刃的形成沖裁 已納入國標(biāo) 全相同；共 2類 6種各 38個規(guī)格，一般進(jìn)行有搭邊排樣的有廢料沖裁。標(biāo)準(zhǔn)側(cè)刃作為一種送料進(jìn)距限位裝置，由于其最大切邊長度0． 2僅能用于送料進(jìn)距 S≤ 40． 2使用范圍十分有限，通常僅用于： ① 成批與大量生產(chǎn)料厚 t≤ 1～ 2． 5 10 要求沖模有更高的生產(chǎn)率。 ② 沖壓件的尺寸與形位精度要求較高，尺寸精度高于 1料進(jìn)距 25 >25～ 50 h Z h Z h Z ? 3 t 3～ 5 ：當(dāng)沖裁件公差較小時，可取雙面間隙 Z= 由于本設(shè)計中板料厚度為 1 正孔為 5 取 Z=表得 h=1 要正確安排側(cè)刃孔及導(dǎo)正釘。連續(xù)模的側(cè)刃孔一般安排在第一工位，而采用雙向側(cè)刃時，本設(shè)計中考慮到后面?zhèn)热械陌惭b方便，第二側(cè)刃安排在第二 個工位的另一側(cè)。對于導(dǎo)正銷孔，若采用自動送料時必須要在第一工位先沖出工藝孔，而在第二工位或再隔2～ 4個工位的相應(yīng)位置設(shè)置導(dǎo)正銷孔。 圖 圖 6所示沖件形狀簡單但尺寸精度要求較高。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計采用成形側(cè)刃，雖然制造復(fù)雜，但當(dāng)側(cè)刃刃部磨鈍后，條料邊緣處也不會出現(xiàn)毛刺，不影響正常送進(jìn)。通過此裁塔邊法完成側(cè)刃搭邊的切除，此側(cè)刃沖切使定位更精確。如圖 6中的排樣圖所示。利用沖制工件上的 18沖孔后的后續(xù)工位上設(shè)導(dǎo)正銷導(dǎo)正。使送 料進(jìn)距 ． 015證良好的沖壓精度。 (5)步距大小的確定 連續(xù)模中，每次送料前進(jìn)的距離稱步距。步距計算的正確與否，直接關(guān)系到工件質(zhì)量和尺寸精度。 步距的大小可按下式計算： A=C+ （ 2—— 3） 式中 A—步距（ C—工件最大寬度（ 件間搭邊寬度。 X=69+13 (6)側(cè)刃大小的確定 ①側(cè)刃的長度一般應(yīng)等于步距的大小，而寬度可選擇在 6～ 9 ②側(cè)刃的位置可以根據(jù)沖模的具體情況任意選定，如采用雙側(cè)刃 時則雙側(cè)刃的距離應(yīng)為： 成形側(cè)刃尺寸計算： L=A+（ 中 L— 成形側(cè)刃斷面沿送料方向的長度； A—步距。 L=下圖： (8)用側(cè)刃定距時導(dǎo)料板間距離 當(dāng)條料的送進(jìn)步距用側(cè)刃定位時，導(dǎo)料板間距離 ????? 1' （ 2—— 4） =65+? mm ?? （ 2—— 5） =65+ a n 刃數(shù)； 1b 搭邊值： a =1.5 刃沖切的料邊寬度： 沖切前的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙： C=2? 切后的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙： y=2? 14 圖 9)側(cè)刃檔塊 在用側(cè)刃檔塊定距的級進(jìn)模中用側(cè)刃檔塊限制條料側(cè)邊沖切缺口的條料送進(jìn)，側(cè)檔塊需和側(cè)刃連用。 側(cè)刃用在級進(jìn)模中，通過切掉條料旁側(cè)少量材料達(dá)到限定條料的送進(jìn)步距。側(cè)刃定位用于步距較小或材料厚度較?。?t≤ 合，也用于對步距精度要求較高及手工送料的多工位連續(xù)模上。側(cè)刃的種類和結(jié)構(gòu)型式很多，根據(jù)側(cè)刃的截面形狀可分為三種： a、 長方形側(cè)刃，制造和使用都很簡單，但刃口尖角磨損后，在條料的側(cè)邊容易產(chǎn)生毛刺，影響條料的送進(jìn)和定位的準(zhǔn)確性。 b、 凹型側(cè)刃，其兩端略高于主刃面，由于兩端尖角磨損而產(chǎn)生的毛刺處于條料側(cè)邊凹槽內(nèi)，不會影響條料的送進(jìn)和定位，步距精度較高，但凹型側(cè)刃形狀較復(fù)雜，刃口制造難度增大，沖裁廢料也較多。 c、尖角形側(cè)刃，需要與彈簧擋料銷配合使用，每送一個步距需將條料向后拉，由于擋料銷卡住缺口而定位。尖角形側(cè)刃不浪費材料，但操作不如前者方便，只適合于生產(chǎn)率要求不太高的手工送料模具。 根據(jù)模具的需求，先選用梯形側(cè)刃。 在本模具設(shè)計中采用雙側(cè)刃，側(cè)刃沖頭的固定方法采用螺釘聯(lián)接固定，側(cè)刃的工作 15 尺寸取 偏差，即 S 刃結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故凸模尺寸可參照下圖左所示設(shè)計 ,側(cè)刃凹模與凸模配作，保證單面間隙均勻為 (10)側(cè)導(dǎo)板（導(dǎo)料板） 用側(cè)導(dǎo)板導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)常用于單工序和級進(jìn)模中。側(cè)導(dǎo)板一般設(shè)在條料兩側(cè)，一種分開制造，用于彈壓卸料板結(jié)構(gòu)中，另一種是在固定卸料板結(jié)構(gòu)中，與卸料板制成整體結(jié)構(gòu)。本設(shè)計用的是分開制造的形式。 圖 16 3 沖孔 — 落料級 進(jìn)模零件的設(shè)計與計算 裁模具凸模和凹模刃口尺寸計算 沖裁力 沖裁模設(shè)計時，為了合理地設(shè)計模具及選用設(shè)備，必須計算沖裁力。沖裁力是沖裁過程中，模具工作部分對材料的壓力。沖裁力在沖裁過程中隨上模行程變化而變化，故通常是指沖裁力的最大值。沖裁力是選用沖壓設(shè)備和檢驗沖模強(qiáng)度的重要依據(jù)，沖裁力的大小與材料性質(zhì)、厚度和工件分離的輪廓長度有關(guān)。 因采用平刃口沖裁，其理論沖裁力（ N）按下式計算： F = b （ 3—— 1） 式中 L— — 沖裁內(nèi)、外周邊的總長，單位為 t—— 材料的厚度，單位為 τ b—— 材料的抗切強(qiáng)度，單位為 K—— 系數(shù)，一般取 K= F—— 沖孔力，單位為 N； 為了計算簡便，也可按下式估算沖裁力： F≈ 3—— 2） 式中 b? 為材料的抗拉強(qiáng)度，單位為 工序孔 ： 圖 孔力： F= 3—— 2） 17 查資料得 b?=490 F=12/4× 1× 490= N） 卸料力： 1 ? 查資料得 K 取 K )(??? 推件力： 2 ? 查資料得 取 K 凹模型口直壁高度：考慮到修模量，取 ? ， 則 ( N ) 3 0 ???F 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為： ( N ))(2 21 ??????? z 推料力： 2 ? 查資料得 取 K 凹模型口直壁高度：考慮到修模量，取 ? ， 則 ( N )???F 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為： ( N )?????? z 個 18孔： 18 圖 孔力： F= 3—— 2） 查資料得 b?=490 ( N )????F 卸料力： 1 ? 查資料得 K 取 K ( N )??? 推料力： 2 ? 查資料得 取 K 凹模型口直壁高度：考慮到修模量，取 ? ， 則 ( N ) 2 ???F 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為： ( N ) 0 2 3213 ??????? z 個腰形孔： 19 圖 孔力： F= 3—— 2） 查資料得 b?=490 ( N )???F 卸料力： 1 ? 查資料得 K 取 K ( N ) 9 5 ??? 推料力： 2 ? 查資料得 取 K 凹模型口直壁高度：考慮到修模量，取 ? ， 則 ( N ) 9 5 ???F 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為： ( N ))(4 214 ????????? z 4. 彎曲工序 剪切力： F= 3—— 2） 通過計算得 ????L 20 查資料得 b?=490 ( N )???F 卸料力： 1 ? 查資料得 K 取 K ( N ) 8 ??? 推料力： 2 ? 查資料得 取 K 凹模型口直壁高度：考慮到修模量，取 ? ， 則 ( N ) 8 5 ???F 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為： ( N ) 8 8 5215 ??????? z 因為在本彎曲中還要計算彎曲后的頂件力和壓料力，所以還要計算本工件的自由彎曲力： U 形件：b?? ?3—— 4） 式中：自F—— 自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時的彎曲力； B—— 彎曲件的寬度； t—— 彎曲材料的厚度； r—— 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑； b?—— 材料的抗拉強(qiáng)度； K—— 安全系數(shù)，一般取 =料抗拉強(qiáng)度為：b?=490 則： )(5 5 6 9 tF b ?? ???????? ?自彎曲頂件力或壓料力： 21 本彎曲模設(shè)有頂件裝置和壓料裝置，其頂件力 或壓料力 可以近似取自由彎曲力 的 30%～ 80%，即 （ F（ 3—— 5） 本設(shè)計中因為工件小，材料薄，作用力小，所以取彎曲力的 30%，則： =N） 由于沖孔 、落料和彎曲是同時進(jìn)行的，故總的沖裁力為： ( N ) 1 8 27 9 8 . 7 77 9 8 . 7 73 1 9 1 88 1 8 2 . 8 92 6 5 7 2 . 6 89 0 0 1 . 1 5 5 554321 ????????????????? 總卸料力為：總F= ) 壓力機(jī)公稱壓力： P=F =)≈ N) 沖裁力合力的作用點稱為沖裁的壓力中心。為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)的工作，必須使壓力中心與滑塊中心線相重合，對于使用模柄的中小型模具就要使壓力中心與模柄軸線相重合，否則將使沖模和壓力機(jī)滑塊承受側(cè)向力，引起凸、凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損，甚至還會引起壓力機(jī)導(dǎo)軌的磨損，影響壓力機(jī)精度。在實際生產(chǎn)中，可能會出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊，從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造考慮不宜使壓力機(jī)中心與模 柄中心線相重合，這時應(yīng)注意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍。 由于本工件的排樣圖中都是中心對稱的工作圖，所以本模具的壓力中心就在中心處。 （ 1）凸模的長度尺寸計算 凸模長度由模具結(jié)構(gòu)尺寸確定。通常應(yīng)考慮留有修磨余量，以及模具在閉合狀態(tài)下，卸料板至凸模固定板間應(yīng)留的安全距離。這里需要考慮凸模固定板厚度1h，導(dǎo)料板厚度4h，彈簧或橡膠的厚度5模的長度計算公式為： ??? 321 （ 3—— 6） 其中 1h 模固定板厚度（ 2h 料板厚度（ 3 22 h 要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度（ 總修磨量（ 4～6 及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板的安全距離（ 10～ 15因素確定。 61661618 ????? 故凸模的最終長度為 56 （ 2）凸模強(qiáng)度校核 凸模的強(qiáng)度在一般情況下是足夠的，可以不必做強(qiáng)度校核，但是，在凸模特別細(xì)長或凸模的斷面尺寸很小沖裁厚且硬的材料時，必須對凸?？箟簭?qiáng)度和抗彎剛度進(jìn)行校核。 凸模抗壓強(qiáng)度校核。凸模沖裁時的正常工作條件是其刃口端面承受的軸向壓應(yīng)力必須小于凸模材料的許用壓應(yīng)力，即 ? ?F ?? ??（ 3—— 7） 式中 位為 位為 N； 位為 2 ? ?c? 位為 校核的凸模如下圖： 圖 裁力 F= N）； A= ： M P 0 ??? 模選用材料為 用壓應(yīng)力 ? ?c?為 1000～ 1600凸模強(qiáng)度足夠。 （ 3）沖裁模凸、凹模刃口尺寸的計算 根據(jù)工件尺寸精度不同和加工方法的選擇，沖裁模凸、凹模刃口尺寸技術(shù)方法有分開加工計算和配作加工計算兩種方法。本設(shè)計零件形狀簡單，并且尺寸精度要求為 于中高精度公差等級，故須采用分開加工加工計算方法來計算刃口尺寸。 23 1）分開加工計算方法的特點。 分開加工的方法就是分別規(guī)定凸?；虬寄５某叽?和公差，分別進(jìn)行制造，用凸模與凹模的尺寸及制造公差來保證間隙要求。這種加工方法必須把模具的制造公差控制在間隙變動的范圍之內(nèi)，使模具的制造難度加大，主要用于沖裁件形狀簡單、間隙較大、精度較低的模具。隨著電火花、線切割等設(shè)備的應(yīng)用和加工精度的不斷提高，分別加工也越來越都地用于形狀復(fù)雜、間隙較小、精度較高的復(fù)合模、級進(jìn)模等模具。用分開加工的凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。采用分開加工必須滿足下列條件 : δ 凸 +δ 凹 ≤ （ 3—— 9） 式中： 最大沖裁間隙； 最小沖裁間隙； δ 凸 、 δ 凹 —— 分別為凸模、凹模的制造公差。凸模公差取下偏差（相當(dāng)于基準(zhǔn)軸的公差帶位置），凹模取上偏差（相當(dāng)于基準(zhǔn)孔的公差帶位置），一般可按零件公差的 1/3～ 1/4來選??；對于形狀簡單的沖裁件（如圓形件、方形件等），由于制造簡單，精度容易保證。 分開加工凸、凹模刃口尺寸計算：根據(jù)尺寸計算的原則，可對沖裁件凸、凹模工作部分尺寸確定如下。 （ 1） 落料 設(shè)工件的尺寸為 0??D ，根據(jù)計算原則，落料時以凹模為設(shè)計基準(zhǔn)。首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸基本接近 或等于工件輪廓的最小極限尺寸，將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。 ???? 0)( （ 3—— 10） 00 )()( a xM ? ?? ?????? （ 3—— 11） （ 2） 沖孔 設(shè)沖孔尺寸為 ??0d，根據(jù)計算原則，沖孔時以凸模為設(shè)計基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸基本接近或等于工件孔的最大極限尺寸，將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。 0m ( ????? （ 3—— 12） A ?? ?? ?????? 0m i nm i i n )()( （ 3—— 13） 24 （ 3） 孔心距 孔心距離屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一個步中，在工件上沖出孔距為 2/??L 兩個孔時，其凹模型孔中心距 ??? 81 （ 3—— 14） 上述式中： — 落料凹、凸模尺寸， — 沖孔凸、凹模尺寸， 落料件的最大極限尺寸， — 沖孔件孔的最小極限尺寸， L 、 工件孔心距和凹模孔心距的公稱尺寸， ? —— 工件制造公差， — 最小合理間隙， x —— 磨損系數(shù)； x 值在 1 之間，它與沖件精度有關(guān)，可以查相關(guān)的表或按下列關(guān)系選?。? 沖件精度為 X=1； 沖件精度為 X= 沖件精度為 X= T? 、 A? —— 凸、凹模的制造公差，可按 來選取，或取)(4.0 m a x ?? ， )(6.0 m a x ?? 。 由工件的形狀可知，查相關(guān)的資料得沖模初始雙面間隙值 Z 為： （ 為工件的精度為 以取 X=1,沖 8 度要求為 取 X=1。則： ① 沖 2ｘΦ 6孔 25 圖 件的精度為 得Φ 6公差 ? =： T 0 i n ( ??? ??????? ?（制造精度為 校核： |δ 凸 |+|δ 凹 |≤ 他尺寸計算相同 ,不在重復(fù) . 彎曲凹模尺寸設(shè)計 由于本設(shè)計模具凸模和凹模刃口尺寸是按照分開加工的計算方法進(jìn)行計算，所以凹模和凸模尺寸設(shè)計，須確定模具的雙面沖裁間隙，才能計算出凹模實際尺寸。 沖裁間隙指的是凸、凹模刃口縫隙的距離，是沖裁過程中的重要工藝參數(shù)。間隙 的大小影響沖裁件的質(zhì)量，沖裁力的大小以及模具的壽命。間隙是影響斷面質(zhì)量的主要因素，間隙在一定的合理范圍內(nèi)時，由凸凹模刃口沿最大剪切力方向產(chǎn)生的裂紋將互相重合，制件斷面比較平直、光亮、毛刺很小。間隙過小或過大時，上、下裂紋不重合，出現(xiàn)硬擠裂或者撕裂，斷面質(zhì)量較差，毛刺較大。間隙還影響零件的尺寸和形狀精度。 間隙的大小及其沿刃口邊緣的均勻性直接影響零件剪切面質(zhì)量。選取合理間隙，保證間隙均勻，并使其在整個沖裁過程中保持間隙均勻恒定是沖裁技術(shù)的關(guān)鍵條件。間隙主要取決于材料厚度，并與沖裁輪廓、工件材料有關(guān)。 因為沖裁 模凸、凹模間隙值受多種因素制約，而斷面質(zhì)量和尺寸精度在不同的行業(yè)中其要求也不相同，所以，在生產(chǎn)中很難確定統(tǒng)一的間隙數(shù)值，只能分類按照使用要求及材料性質(zhì)、板料厚度確定一個適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙值，只要凸、凹模間隙在此范圍內(nèi)就能沖壓出復(fù)合要求的沖壓件。合理間隙的最小值稱為最小合理間隙值，最大值稱為最大合理間隙值 計和制造模具時應(yīng)考慮模具凸、凹模在使用中會因被磨損而使間隙增大，故應(yīng)按最小間隙值定合理間隙值確定模具間隙。 按凸模尺寸配制，其雙面間隙為最小Z～最大Z。沖裁間隙 26 表 裁模初始雙面間隙 材料厚度 /拉鋁、中硬度鋼 慮凸、凹模的磨損，沖裁過程中凸模刃口尺寸磨損使沖孔尺寸減小，凹模刃口尺寸磨損則使落料尺寸增大。為了保證沖裁件的尺寸精度要求，并盡可能提高模具的使用壽命，設(shè)計落料模時，凹模刃口的基本尺寸應(yīng)取工件孔公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計沖孔模 時，凸模刃口的基本尺寸應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣就能保證凸、凹模磨損到一定程度后仍能沖裁出合格的工件。不論落料還是沖孔，凸、凹模間隙都應(yīng)取用合理間隙范圍內(nèi)的最小值。 3）凹模外形尺寸的確定 凹模外形可分為圓形和長方形兩種，其中圓形凹模已標(biāo)準(zhǔn)化。 凹模材料均選擇 火硬度（熱處理） 模刃口尺寸較復(fù)雜，根據(jù)基本外形選用長方形凹模外形。 在實際生產(chǎn)中，沖裁時凸模進(jìn)入凹模的深度一般均小于沖裁材料的厚度，但在本設(shè)計中，后面一個是落料彎曲工序，所以凸模 在沖壓工作時行程比較大，但有效行程還是小于壓力機(jī)的行程長度，因而沖裁模具在選擇設(shè)備時，需按總沖裁力小于設(shè)備公稱力和標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)是否達(dá)到月產(chǎn)量 10件的要求，即 公及每分鐘行程次數(shù)： 760830100000 ???? （次），（按一個月 30天，每天工作 8小時算）。 考慮到實際情況，故選擇公稱壓力為 160 主要參數(shù)為： 公稱壓力： 160塊行程： 70大閉合高度： 250合高度調(diào)節(jié)量： 45作臺尺寸：前后： 300右： 450作臺孔尺寸：前后： 300右： 530板尺寸：厚度： 40徑： 210柄孔尺寸：直徑： 40度： 60準(zhǔn)行程次數(shù)（不小于） (立柱間距離（不小于） : 22027 120 表 模的閉合高度 沖模的閉合高度是指滑塊在下死點即模具在最低工作位置時，上模座上平面與下模座下平面之間的距離 H。沖模的閉合高度必須為壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。沖模的閉合高度 H 應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度 關(guān)系式如下： 5 ??H 10 （ 3—— 20） 則： 250450= 2500=215最大閉合高度： 250閉合高度調(diào)節(jié)量： 45模具閉合高 度 H： 板厚度 40若無特殊情況， H 應(yīng)取上限值，最好為 H≥ M/3，以避免因連桿調(diào)節(jié)過長而損壞連接螺紋，如果沖模的閉合高度大于壓力機(jī)最大閉和高度，沖模無法安裝。但若小于壓力機(jī)最小閉和高度，可另附加墊板，本設(shè)計中要加 墊板。所以，在實際生產(chǎn)中，可靈活調(diào)節(jié)。 其示意圖如圖 38 所示： 圖 模閉合高度計算 定與聯(lián)接零件 固定與聯(lián)接零件是用來將凸、凹模固定在上、下模座上，以及將上、下模座固定在壓力機(jī)上的零件，主要的固定與聯(lián)接零件有模柄、上模座、下模座 和上下模固定板，以及墊板、螺釘和銷釘?shù)取? 1. 模柄的類型及選擇 模柄是將上模座安裝在壓力機(jī)滑塊上的零件。選擇模具的類型要考慮模具結(jié)構(gòu)的特點和使用要求，模柄工作段的直徑應(yīng)與所選定的壓力機(jī)滑塊孔的直徑相一致。 28 中小型模具一般都用模柄將上模和壓力機(jī)滑塊相連接。設(shè)計模具時，選擇模柄的類型要考慮模具結(jié)構(gòu)的特點和使用要求，模柄工作段的直徑應(yīng)與所選定的壓力機(jī)滑塊孔的直徑相一致。模柄有以下四種形式： ① 整體式：模柄與上模座做成整體，適用于小型模具。 ② 壓入式：與模座安裝孔用 H7/保證較高的同軸度和垂直度。適于 中小型模具。 ③ 螺紋旋入式：制造和安裝方便，為防止松動擰入防轉(zhuǎn)螺釘，適合于中、小型模具。 ④ 凸緣式：用螺釘與銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大的模具。 ⑤ 浮動式：可通過球面墊塊消除壓力機(jī)導(dǎo)軌誤差對沖模導(dǎo)向精度的影響。這種結(jié)構(gòu)允許模柄有少許傾斜，可以避免壓力機(jī)滑塊導(dǎo)向誤差對模具導(dǎo)向