2553 墊片的沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)3

2553 墊片的沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)3,墊片,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì) 河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)11 緒 論模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。先進(jìn)國(guó)家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè)。日本工業(yè)界認(rèn)為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力” 。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石” 。在德國(guó)模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱(chēng)。模具是工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝裝備，在電子、建材、汽車(chē)、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(zhuān)"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪(fǎng)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％。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?，主要原因是我?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。沖壓是一種先進(jìn)的少無(wú)切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車(chē),航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料的 12 倍河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)2的附加值,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的 59%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。我國(guó)模具業(yè)發(fā)展尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬(wàn)美元，有的高達(dá) 25～30 萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。第四，專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平低，專(zhuān)業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。我國(guó)模具業(yè)未來(lái)發(fā)展方向主要包括以下幾方面:① 模具日趨大型化；河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)3② 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)；④ 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；⑤ 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)；⑥ 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；⑦ 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；⑧ 模具的精度將越來(lái)越高；⑨ 模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；⑩ 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；開(kāi)發(fā)新的成形工藝和模具。1998 年 3 月， 《國(guó)務(wù)院關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要位置。目前,我國(guó)沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的 40%以上,處于主導(dǎo)地位。1.1　墊片的模具設(shè)計(jì)與制造方面1.1.1 墊片的模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路沖孔落料——彎曲是沖壓工序，它是利用沖孔落料和彎曲工藝進(jìn)行加工。先通過(guò)沖孔落料復(fù)合模得到彎曲工藝的半成品毛坯，然后再通過(guò)彎曲模成形，便得到所要得到的零件樣式。根據(jù)零件圖的尺寸要求，墊片的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級(jí)以下，不宜高于IT11 級(jí)……1.1.2 墊片的模具設(shè)計(jì)的進(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．河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)4CBADEF2 沖壓件的工藝性分析工件名稱(chēng)：墊片生產(chǎn)批量：大批量材料：08 鋼厚度：1mm圖示零件材料為 08 鋼，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場(chǎng)上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。由工件的結(jié)構(gòu)分析得，可采用先沖孔落料然后彎曲工藝來(lái)獲得，以下介紹沖孔落料工藝方案，彎曲工藝見(jiàn)彎曲的工 藝分析。河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)5外形落料的工藝性：墊片屬于中等尺寸零件，料厚 1mm，外形簡(jiǎn)單，尺寸精度要求一般，因此可采用先沖孔落料然后彎曲工藝來(lái)獲得。沖孔的工藝性：所沖圓形孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。此工件只有外形落料和沖孔兩個(gè)工序。圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14 級(jí)，符合一般復(fù)合沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。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)。該零件所需的基本沖壓工序?yàn)闆_孔和落料，可擬訂出以下三種工藝方案。方案一：?jiǎn)喂ば蚰＃聪嚷淞虾鬀_孔.方案二：沖孔落料復(fù)合模。方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)模。 采用方案一，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。墊片零件的孔之間的距離為 40mm，大于此零件要求的最小壁厚（2.5mm） （1） ，可以采用沖孔、落料復(fù)合?；驔_孔、落料連續(xù)模。復(fù)合模模具能易保證沖裁精度,由于壓料沖裁的同時(shí)得到了較平,沖件平直且有較好的剪切斷面.制造成本比級(jí)近模低。正裝復(fù)合模較適用于沖制材料質(zhì)較軟的或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件,由于 08 鋼屬于較硬一些的材料益采用正裝復(fù)合模較好.正裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件,卸料可靠,操作方便,并為機(jī)械化出件提供了有利條件,正適合我們此處的大批量生產(chǎn).我們采用正裝裝復(fù)合模.河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)6圖3 制件的工藝計(jì)算 3.1 排樣設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。壓圈外形簡(jiǎn)單,可以采用單向排列.如下圖所示：河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)7圖 2 條料的排樣查表 2.9 取得搭邊值為 1.5mm 和 1.5mm。條料寬度的計(jì)算：擬采用無(wú)側(cè)壓裝置的送料方式，由BΔ =〔D+2a+c 1〕 - Δ ﹝2﹞D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a—側(cè)搭邊值c1—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙計(jì)算條料寬度：B=54.5mm.歩距：s=D+2(a+c 1)=58.5mm.材料利用率的計(jì)算：根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用 1mm×1000mm×900mm 的冷軋薄鋼板。式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，mm 2;n—一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量；B—條料寬度，mm; s—進(jìn)距， mm得 = =54.58%?%105.84?3.2 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸 查表 2.4 得間隙值 Z = 0.10㎜ , Z = 0.14㎜minmax3.2.1 沖孔 Ф5 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。由于制件內(nèi)形輪廓比較復(fù)雜，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求，其凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下：河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)82010780.8AAA-A查表 2.5 得凸、凹模制造公差：δ 凸= 0.02㎜ δ 凹= 0.02㎜ 查表 2.6 得：IT14 級(jí)時(shí)磨損系數(shù) X 為：X = 0.5按式（2、5）得：d 凸= （d+xΔ）=(5 + 0.5×0.16) = 5.08 mm0^2.?0^2.?d 凹 = (d 凸+zmin)=（5.08 + 0.28） = 5.36 mm02.?02.?3.2.2 落料凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算。 由于制造結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開(kāi)加工的方法制作凸、凹模。其凸凹模刃口尺寸計(jì)算如下所示：查表 2、6 得磨損系數(shù) x= 0.5.L = (L max-XΔ) = (50-0.5×0.16) = 49.92 mm凹 02.?02.?L = （L 凹–Z ） = (49.92-0.28) = 49.64 mm凸 min 03.?03.?落料凸模的基本尺寸與凹模相同，就不必標(biāo)注公差，但是要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Z = 0.28㎜（落料凹min模刃口尺寸如下所示） 。河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)93.3 沖壓力的計(jì)算。落料力： F = Lt b=158.5×1×(0.7×440) 落 ?= 48.4kN沖孔力： F = Lt = 9.85×1×440 孔 ?b=4.34 kN 沖孔時(shí)的推件力：F = n K F推 推 孔取直壁式的凹模刃口形式，由表 2.21 查得，則： h = 6㎜n = h/t = 6/1 = 6 個(gè),查表 2.7 得：K = 0.05推F = n K F = 6×0.05×4.34 = 1.7 kN推 推 孔落料時(shí)的卸料力：F = K F卸 卸 落查表 2.7 得： K = 0.03卸故 F = K F = 0.03×48.4 kN = 1.5 kN卸 卸 落總沖壓力為：F = F + F + F + F總 落 孔 推 卸= 48.4 + 4.34 + 1.7+1.5= 55.94 kN為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大 30%左右，即：F = 1.3×F = 1.3×55.94 kN = 72.7kN'總 總3.4 壓力中心的計(jì)算 河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)10因工件是軸對(duì)稱(chēng)零件，其壓力中心為中心軸線(xiàn)。4 模具總體設(shè)計(jì)根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復(fù)合模，可直接利用壓力機(jī)的頂桿裝置進(jìn)行頂件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹?？锥粗?，應(yīng)在凹?？自O(shè)置推件塊；卡在凸凹模上的廢料可由卸料板推出；而沖孔廢料則可以在上模座中設(shè)置的打料裝置，使廢料從凹?？字新湎?。由于在該模具中，壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以卸料板還應(yīng)具有壓料的作用。應(yīng)選用彈性卸料板來(lái)卸下條料廢料。因是大量生產(chǎn)，所以采用手動(dòng)送料方式，從右往左送料。因該制件采用的是正裝復(fù)合模，所以直接采用擋料銷(xiāo)和導(dǎo)料銷(xiāo)定位即可。為確保零件質(zhì)量及其穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)向尺寸較小，且精度要求不是太高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。如下圖所示：河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)11后側(cè)導(dǎo)柱示意圖1-上模座 2-導(dǎo)套 3-導(dǎo)柱 4-下模座 河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)125 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1.1 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)采用直口形刃口，并查表2.21，取刃口高度 h = 6㎜，該凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宜采用整體式。 查表 2.22，得 k = 0.50即：凹模高度 H = kb = 0.50×50㎜ =25㎜凹模壁厚 C = 1.5H = 1.5×25㎜ = 37.5㎜凹模外形結(jié)構(gòu)尺寸的確定：凹模外形長(zhǎng)度 L = （50 + 2×37.5）㎜ = 125㎜凹模外形寬度 B = （10 + 2×37.5）㎜ = 85㎜5.1.2 沖 Ф5 孔凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了增加凸模的強(qiáng)度和剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)制成逐漸增大的多級(jí)形式，且它的外形尺寸較大，所以選用 B 形圓凸模。凸模固定板厚度取 20㎜，凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來(lái)確定:L = h + h = 20㎜ + 25㎜ = 45㎜凸 模 固 定 板 落 料 凹 模由于此凸模直徑較大，且長(zhǎng)度較短，剛度和強(qiáng)度足夠，所以無(wú)需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模刃口 1㎜.5.1.3 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具為正裝的復(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)圖如下所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)，要根據(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。校核凸凹模強(qiáng)度：查表 2.23 得凸凹模的最小壁厚為 2.7㎜，而模具實(shí)際最小壁厚大于規(guī)定最小值，故符合強(qiáng)度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為：0.1㎜—0.14㎜，凸凹模上孔中心與邊緣的距離尺寸為 2.5mm，其公差應(yīng)河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)13比零件高 3—4 級(jí)，即定為（2.5±0.14）㎜。5.2 模架的設(shè)計(jì)模架各零件標(biāo)記如下：上模座：200㎜×100㎜×35㎜下模座：200㎜×100㎜×40㎜導(dǎo) 柱：B25h6×150㎜×50㎜導(dǎo) 套： B25H7×85㎜×33㎜模 柄： Ф32㎜×85㎜墊 板： 200㎜×100㎜×6㎜卸料板： 200㎜×100㎜×20㎜凸模固定板：200㎜×100㎜×20㎜模具閉合高度：H = h + h + h + h + t + h + h + h 閉 上 模 座 墊 板 凸 模 落 料 凹 模 卸 料 板 彈 簧 外 露 下 模 座= （35 + 8 + 28 +25 + 1 + 20 + 81.7 + 40）㎜= 278.7㎜ ≈280㎜6 沖壓設(shè)備的選擇河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)1412345678910 11213415167189201242325閉合A AA-選擇型號(hào)為 JB23—100 的開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)，能滿(mǎn)足要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱(chēng)壓力：1000KN滑塊行程：130㎜最大閉合高度：480㎜最大裝模高度：380㎜連桿調(diào)節(jié)高度：100㎜工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：710㎜×1080㎜墊板尺寸（厚度×孔徑）：100㎜×250㎜最大傾斜角度：30o因?yàn)榭倝毫?72.7kN0.5×1，屬于圓角半徑較大的彎曲件。由于彎曲時(shí)，有可能會(huì)產(chǎn)生孔變形的工藝問(wèn)題，所以應(yīng)先校核一下。彎曲應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：當(dāng) tt.由零件的尺寸可得：t=1mm,a=7.5mm.所以在進(jìn)行彎曲時(shí)，孔不會(huì)變形。滿(mǎn)足彎曲工藝，可以進(jìn)行彎曲。由于零件變薄不嚴(yán)重，可按中性層展開(kāi)原則，視直邊區(qū)在彎曲前后長(zhǎng)度不變，坯料總長(zhǎng)度等于彎曲件直線(xiàn)部分長(zhǎng)度和彎曲圓角部分應(yīng)變中性層長(zhǎng)度之和：各尺寸如圖所示： 506°CBADEFR4219.1.1 確定中性層位移系數(shù)由于兩處 RA/t=4/1=4 和 RD/t=2/1=2，查表 3.4，得中性層位移系數(shù)xA=0.48,xD=0.46。9.1.2 計(jì)算變形區(qū)中性層曲率半徑變形區(qū)中性層曲率半徑 ρ 按式（3.7）計(jì)算：河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)20ρA=r+xAt=(4+0.48×1)=4.48mmρD=r+ xDt=(2+0.46×1)=2.46mm9.1.3 毛坯尺寸（中性層長(zhǎng)度）L 總=∑L 直+∑L 彎 m63.48.14.308.A???。。彎 ???15.46.2...D。。彎該零件的毛坯展開(kāi)長(zhǎng)度為：L 總=∑L 直+∑L 彎=50mm9.2 彎曲模工作部分尺寸計(jì)算9.2.1 凸模圓角半徑計(jì)算由于次工件的 RA/t=4/1=4 和 RD/t=2/1=2 較小，且 RA=4mm、RD=2mm，都大于最小彎曲半徑（rmin=0.6×1mm=0.6mm） ，故凸模半徑 R 凸 A=4mm、R 凸 D=2mm。9.2.2 凹模圓角半角計(jì)算凹模圓角半角 r 凹一般按材料厚度 t 來(lái)選取，因?yàn)椴牧虾穸葹?1mm，所以 r 凹=（2～3）t，故凹模圓角半徑去 r 凹=2mm。9.2.3 凹模工作部分深度的設(shè)計(jì)計(jì)算。凹模工作部分的深度將決定板料的進(jìn)模深度，同時(shí)也影響到彎曲件直邊的平直度，對(duì)工件的尺寸精度造成一定的影響，此彎曲件：直邊長(zhǎng)度為 10mm，查表 3.12 得凹模的底部最小厚度 h0=3mm，因此，凹模工作部分深度 h 凹=（17+1+3）mm=21mm。9.2.4 凸、凹模間隙的確定V 形件彎曲時(shí)，凸、凹模的間隙是靠調(diào)節(jié)壓力機(jī)的閉合高度來(lái)控制的，用這種方法來(lái)解決工件回彈問(wèn)題。不需要在設(shè)計(jì)、制造模具時(shí)確定。設(shè)計(jì)彎曲模結(jié)構(gòu)時(shí)，必須考河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)21慮到模具閉合狀態(tài)，使模具工作部分與工件能緊密貼合，保證彎曲質(zhì)量。9.3 彎曲件回彈值的計(jì)算小變形程度(r/t≥10）時(shí)，回彈大，先計(jì)算凹模圓角半徑，再計(jì)算凸模角度；大變形程度（r/t＜5)時(shí)，卸載后圓角半徑小，僅考慮彎曲中心角的回彈變化。彎曲時(shí)，彎曲中心角為 60o，查相關(guān)手冊(cè)，取回彈角為 2 o；彎曲中心角為 120o，查相手冊(cè)，取回彈角為 4 o。9.4 彎曲工藝彎曲力的計(jì)算9.4.1 自由彎曲力的計(jì)算V 形件校正彎曲前是自由彎曲，彎曲力 FV自 A 為： NtrkbV 4.681403.606.0F22A ??????自彎曲力 FV 自 D 為：trkb142013.606.02 ?????彎因?yàn)?D 段彎曲為對(duì)稱(chēng)分布兩處彎曲，所以彎曲力 FV自應(yīng)為：FV 自=2FV 自 D+FV 自 A=2×0.686+2x1.1=3.5kN9.4.2 校正彎曲力的計(jì)算校正彎曲時(shí)，校正彎曲力最大值在壓力機(jī)工作到下止點(diǎn)的位置，且校正力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自由彎曲力，而在彎曲工作過(guò)程中，二者又不是同時(shí)存在，因此，查表 3.7 得p=50MPa，所以校正力 F 校為：F 校=Ap=(48.8×10)×50N=24.4kN9.4.3 頂件力的計(jì)算頂件力 F 頂可近似取自由彎曲力的 30%～80%，即F 頂=（0.3～0.8）×FV 自 =（0.3～0.8）×3.5=（1.05～2.8）kN河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)22取 F 頂=2kN9.5 壓力機(jī)壓力的計(jì)算對(duì)于校正彎曲，由于校正力 F 校比頂件力 F 頂大得多，所以頂件力 F 頂?shù)闹悼梢院雎圆挥?jì)，因此只按校正力 F 校來(lái)選擇壓力機(jī)即可，即F 壓≥（1.2～1.3）F 校=（1.2～1.3）×24.4kN=（29.3～31.5）kN9.6 彈頂器的計(jì)算、彈性元件的選取與計(jì)算因?yàn)閺澢ぷ餍谐梯^大，彈頂器中的彈性元件選用為彈簧。根據(jù)頂件力的大小，選用國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)彈簧。9.7 選擇壓力機(jī)因?yàn)槌踹x壓力機(jī)型號(hào)為 JB23—100，再加上彎曲工藝的總壓力計(jì)算，其壓力機(jī)的運(yùn)算滿(mǎn)足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)上述的沖孔落料工藝。10　模具總體設(shè)計(jì)10.1 模具類(lèi)型的選擇 由沖壓工藝性可知，由工序圖可以知道，該步可以一次沖壓便可以成型，故此模具類(lèi)型為單工序模。10.2 定位方式的選擇由于該零件簡(jiǎn)單，切在壓彎過(guò)程中，該道工序用了兩個(gè)定位塊，便可以滿(mǎn)足工作要求。河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)2310.3 卸料出件方式的選擇由于成型后工件結(jié)構(gòu)，可以很方便的由定出機(jī)構(gòu)從下模中頂出。10.4 導(dǎo)向方式模具屬于單工序沖模，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但為了保證導(dǎo)向精度，通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套來(lái)導(dǎo)向。10.5 連接與固定零件綜上可設(shè)計(jì)此模具主要由，模柄，上模座板，上模板，凸模，凹模，下模板等組成。模柄與上模采用倒置壓入式結(jié)構(gòu)，凸模和上模板為滑動(dòng)配合，通過(guò)定位銷(xiāo)和螺釘和上模座板固定在一起，下模同樣靠螺釘連接。初步確定其模具結(jié)構(gòu)草圖如下：河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)2410.6 模具閉合高度的計(jì)算 確定模架尺寸時(shí)，查表相關(guān)手冊(cè)選用后側(cè)導(dǎo)柱沖模標(biāo)準(zhǔn)模具（125×100），該模架閉合高度最小閉合高度為 165mm，最大閉合高度為 245mm。模具的實(shí)際閉合高度一般為：H 模 =上模座厚度+墊板厚度 +凸模板厚度+凹模厚度+下模座厚度 則該模具的實(shí)際閉合高度為： H 模 =35+10+45+40+45=175mm查開(kāi)式壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)表可知，160kN 壓力機(jī)最大閉合高度為:固定臺(tái)和可傾式最大閉合高度為 220mm（封閉高度調(diào)節(jié)量為 60mm）；故實(shí)際設(shè)計(jì)的模具閉合高度 H 模=190mm 符合要求。 故閉合高度設(shè)計(jì)合理,選用的壓力機(jī)滿(mǎn)足使用要求。11 模具主要零部件的設(shè)計(jì)11.1 凸模的設(shè)計(jì)由于上模的設(shè)計(jì)由工件的上表面可以知道，上模為一個(gè)小的 V 形，其平面的大小以略大于工件上表面為易。具體可設(shè)計(jì)成如下圖示：河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)2511.2 凹模的設(shè)計(jì)由工件的形狀可以知道，下模設(shè)計(jì)成整體模，如下圖示，下模是一個(gè) V 型凹模，其尺寸如下圖：11.3 模架的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)模架的選用由凹模外形尺寸選后側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架，再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸如下表所示：名稱(chēng) 尺寸 材料 熱處理 上模板 125×100×35 HT200下模板 125×100×45 HT200導(dǎo)柱 22×160 20Gr 滲碳河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)2656～60HRC導(dǎo)套 22×100×33 20Gr 滲碳56～60HRC12 模具總裝配圖模具總裝配簡(jiǎn)圖如下：河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)27結(jié)束語(yǔ)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》的學(xué)習(xí)已經(jīng)結(jié)束，課程設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在完成本門(mén)課程的學(xué)習(xí)，我熟練地掌握了 CAD 制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于沖壓模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器、洛陽(yáng)一拖、中信重工等的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了河 南 機(jī) 電 高 等 專(zhuān) 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)28對(duì)沖壓模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于沖壓模具的制造工藝更是有了全新的理解。在帶隊(duì)指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠(chǎng)師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型的沖壓模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過(guò)這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過(guò)在圖書(shū)館借閱相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問(wèn)題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿(mǎn)的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，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。