2837 回油管夾片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)
2837 回油管夾片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì),油管,沖壓,成形,工藝,模具設(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?，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。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(chē)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，F(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(mǎn)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(mǎn)足率低于沖壓模具總體滿(mǎn)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(mǎn)足率要高于沖壓模具市場(chǎng)總體滿(mǎn)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)車(chē)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(chē)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(chē)及覆蓋件模具的 Euclid-IS 等專(zhuān)用軟件。國(guó)內(nèi)汽車(chē)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?？焖僭停≧P）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車(chē)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(chē)身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。圍繞著汽車(chē)車(chē)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(chē)和大中型汽車(chē)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(chē)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(chē)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(mǎn)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(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～ IT6 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(chēng)：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(mǎi)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(xiāo)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， mmL=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 ≤minFP孔 ???式中 F 孔 —沖孔沖裁力,N, F 孔 =3000NFmin—凸模最小斷面積， , Fmin= /4=38.52214.3d2m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＜minFP孔所以凸模強(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+aD--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=14.2mm2．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= 〔D max+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 ?= .A式中 A 0—一個(gè)沖裁件的面積，mm 2;A 一個(gè)送料步距內(nèi)板料的面積η= =72.47%2123.5.64????????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=KLtτ b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 ＝K tτL孔式中 K—系數(shù)，查表取 K＝1.3—沖孔周長(zhǎng)，L＝3.14×7＝21.98mm孔t—材料厚度，t＝0.35mmτ—材料抗剪強(qiáng)度，MPa，查表取 τ＝300 MFa所以 F 沖孔 ＝K tτ＝1.3×21.98×0.35×300＝3000NL孔取 F 沖孔 ＝3KN2.落料沖裁力 F 落料F 落料 ＝K tτ落式中 —落料件外形周邊尺寸L落＝（52.61+12）X2=129.22落所以 F 落料 ＝KLtτ＝1.3×129.22×0.35×300=17638.53N取 F 落料 ＝17.64KN4.2.2 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(chēng)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?，F(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x(chóng)K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 ＝0.05x xK所以 F 卸 ＝0.05X17.64＝0.882KN 推件力 tPF 推 ＝ F 沖孔 ntK式中 —推料系數(shù),查表取 =0.065t tKn—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=0.78KN4.2.3 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=22.3KN4.3 壓力機(jī)的公稱(chēng)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(mǎn)足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下表。公稱(chēng)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 1100×800×20004.4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=-26.035L3=12,X3=26.30XC=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 =0.027mmZmax –Zmin = 0.006mm因?yàn)槟＞叩木鹊燃?jí)為 IT14 級(jí) ,由表 2.6 取 X = 0.5δa=0.6X(Zmax-Zmin)=0.6x(0.027-0.021)=0.0036mmδt=0.4X(Zmax-Zmin)=0.0024mmLT=(dmin+x△) -Δε 0=(6.64+0.5x0.72)-0.00240=70-0.0024 mmLA=(dT+Zmin)0+δκ=(6.64+0.021)0+0.00366.66+0.00360=mm 較核：|δT|+|δA|= 0.0036 mm +0.0024 mm =0.006mm=Zmax –Zmin=0.006mm滿(mǎn)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+0.0036LTc=(Lac-Zmin)-Δε 0=(52.61-0.021)-0.00240=52.59-0.00240LAk=(Lmaxk-X△k) 0+δκ=(12.43-0.5x0.86)0+0.0036=120+0.0036LTK=(DTK-Zmin)-Δε 0=(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(xiāo)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(xiāo)擋料銷(xiāo)選用活動(dòng)擋料銷(xiāo)，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—815.2 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打 桿 推 板推 桿推 件 塊圖 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 ： φ 10×55mm 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 JB2876.1-815.3.2 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 =11.75mmL 工 ——沖 模 工 作 行 程 （ mm） 。 對(duì) 沖 裁 模 而 言 ， L 工 =t+1h 修 模 ——預(yù) 留 的 修 模 量 。 根 據(jù) 模 具 設(shè) 計(jì) 壽 命 一 般 取 4~6mm2、 確 定 L 預(yù) 和 H 裝L 預(yù) =（ 0.10~0.15） H 自 =1.175mmH 裝 =H 自 -L 預(yù) =11.75mm-1.175mm=10.575mmL 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=2940mm2F——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 0.26~0.50MpaR=21.6mm 在這取 22mm5.4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?；虬寄０匆欢ㄏ鄬?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 8mm5.4.4 螺釘與銷(xiāo)釘?shù)脑O(shè)計(jì):螺釘和銷(xiāo)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(xiāo) 限 位 ， 導(dǎo) 料 銷(xiāo) 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 模 口 在壓 力 及 刃 口 作 用 下 完 成 沖 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 。 ?818.52R362?7回 油 管 夾 片 零 件 圖 8.彎曲模具的設(shè)計(jì)工件名稱(chēng)：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(lèi)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(lèi)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(mǎn)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?？紤]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；R0.5t=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=0.501Rt32= =2 查表 3.4，得中性層位移系數(shù) k2=0.5t4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ρ 1=r1+k1t=3+0.5x0.35=3.175 ρ 2=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ρ 1為半徑 3 的中性層曲率半徑ρ 2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= παρ1/180α=57 oL 弧 1= 3.14x57x3.175/180=3.16對(duì)于 r4的彎曲部分L 弧 2= παρ1/180α=297 oL 弧 2= 3.14x297x4.175/180=21.63該零件的毛坯展開(kāi)長(zhǎng)度為L(zhǎng) 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1Rt32（rmin=0.6t=0.6×0.35㎜=0.21㎜） 故凸模的圓角半徑為 rt1=3mm,rt2=4mm2.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。凹r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，并凹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) t4mm, =2t凹r式中 為凹模圓角半徑凹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 0.3mm9.2.2.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?；貜椫档拇_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=0.6Kbt 2δ b/(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）;δ b——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=102.7NF 自 2=0.6×1.3×12×0.352×300/（4+0.35）N=79.1NF 自總 =2 F 自 1+ F 自 2=2x102.7+79.1=284.5NF 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 =APF 校 ---校正彎曲力(N)A-----校正部分投影面積（mm 2）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(chēng)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︿2.8KN9.2.4.壓力機(jī)的選擇1.公稱(chēng)壓力的選擇查表 1-9 初選公稱(chēng)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 12 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 。 73 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) 114 主 要 工 藝 參 數(shù) 計(jì) 算 12圖 4-1 排 樣 圖 125． 模 具 總 體 設(shè) 計(jì) 20圖 5-1 活 動(dòng) 導(dǎo) 料 銷(xiāo) 20圖 5-3 推 件 裝 置 21圖 5-4 推 板 226.壓 力 機(jī) 有 關(guān) 參 數(shù) 的 校 核 267.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 289.彎 曲 模 工 藝 計(jì) 算 29J11—3 型 壓 力 機(jī) 3510.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 4011.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(chēng)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(chēng)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(chēng)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前后 165工作臺(tái)尺寸/mm左右 300墊板厚度/mm 20直徑 25模柄孔尺寸/mm 深度 30 10.模具總體設(shè)計(jì)10.1模具的類(lèi)型確定由沖壓工藝分析可知，采用單工序模，所以模具類(lèi)型為單工序模具。10.2定位方法的選擇因?yàn)樵撃＞呤菑澢＞?，用擋料板限定其位?。限位板形狀如圖 10-1：1810.730 2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(chē)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(chēng)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(chēng)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(mǎn)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(mǎn)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(xiāo)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(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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?、研究使我受益匪淺。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！ 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