帶孔L形件-支架拐件的沖壓成型工藝及模具設(shè)計【落料-沖孔正裝復(fù)合模、彎曲模含2副模具12張CAD圖帶卡片】
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帶孔 L 形件-支架拐件的沖壓成型工藝及模具設(shè)計【落料-沖孔正裝復(fù)合模、彎曲模】摘要：支家拐件——沖孔落料正裝復(fù)合模以及彎曲模設(shè)計。通過分析制件的工藝性可確定制件的成形加工需要二副模具完成。即一套復(fù)合模和單工序彎曲模。復(fù)合模是指沖床在一次行程中，完成落料、沖孔等多個工序的一種模具結(jié)構(gòu)。相對其他冷沖壓模具結(jié)構(gòu)而言，它具有以下一些優(yōu)點：①工件同軸度較好，表面平直，尺寸精度較高； ②生產(chǎn)效率高，受條料外形尺寸的精度限制較小。但需考慮的問題是：模具零部件加工制造比較困難，成本較高，并且凸凹模容易受到最小壁厚的限制。單工序彎曲模的通用性能好，且制造簡單。容易保證制件精度。該制件形狀較簡單、對稱。材料為優(yōu)質(zhì) 05 鋼。工藝性好。關(guān)鍵詞： 工藝性能 凸凹模 模具制造 The support turns the piece cold—puching mould designsummary:The support turns the piece- the blunt bore falls to anticipate just pack compound mold and bent mold design.The craft that passes the analysis system piece can make sure to make the piece to take shape to process to need two molding tools to complete.Namely a set of compound mold and the single work preface bent mold.The compound mold mean the punching machine is in a route of travel, completing to fall to anticipate, a kind of molding tool structure of several work prefaces of etc. of blunt bore.Opposite and other cold hurtle to press the molding tool structure but speeches, it has following some advantageses:The ① work piece is together the stalk degree is better, the surface is straight and even, the size accuracy is higher; The ② produces the efficiency high, be subjected to the anticipates the shape size of accuracy limit smaller.But need the problem of the consideration is:The molding tool zero partses process the manufacturing more difficulty, the cost is higher, and the convex and cave mold is subjected to the thick restrict of minimum wall easily.The single work preface curves the in general use function of the mold good, and the manufacturing is in brief.An accuracy of easy assurance system.Should make a shape to compare simple, symmetry.The material is high-quality 05 steelses.Craft good.Keywords:Compound mold craft function ； The convex and cave mold ； molding tool manufacturing 目 錄緒論………………………………………………………………………………………………1第一部分 復(fù)合模設(shè)計 1 制件的工藝性分析…………………………………………………………………………21.1 制件的總體分析………………………………………………………………………… 2 1.2 制件的外形分析…………………………………………………………………………31.3 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度………………………………… …………………32 工藝方案確定……………………………………………… ………………………………53 主要工藝參數(shù)計算…………………………………………………………………………63.1 沖裁的工藝計算…………………………………………………………………………63.2 排樣的設(shè)計與計算………………………………………………………………………63.3 沖壓力的計算并初步選取壓力機的噸位………………………………………………83.4 壓力機的公稱壓力的確定………………………………………………………………93.5 壓力中心的確定及相關(guān)計算……………………………………………………………9 3.6 工作部分的尺寸計算 …………………………………………………………………114 模具總體設(shè)計……………………………………………………………………………… 125 模具主要零部件的設(shè)計…………………………………………………………………… 135.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………145.2 定位零件設(shè)計…………………………………………………………………………145.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計……………………………………………………………………… 145.4 打料裝置的設(shè)計……………………………………………………………………… 165.5 連接裝置的設(shè)計………………………………………………………………………155.6 頂件裝置設(shè)計………………………………………………………………………16 5.7固定板的設(shè)計…………………………………………………………………………165.8 模架及組成零件的確定……………………………………………………………… 176 模具工作原理……………………………………………………………………………… 18第二部分 彎曲模設(shè)計1 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析……………………………………………………………………… 19 1.1 彎曲的直邊高度………………………………………………………………………191.2 孔邊距………………………………………………………………………………191.3 最小彎曲半徑………………………………………………………………………192 主要工藝參數(shù)計算…………………………………………………………………………202.1 彎曲力的計算…………………………………………………………………………202.2 壓力機的壓力確定……………………………………………………………………202.3 回彈量的計算……………………………………………………………………………203 彎曲模工作部分設(shè)計………………………………………………………………………214 模具總體設(shè)計………………………………………………………………………………225 設(shè)備的選定…………………………………………………………………………………236 模具主要零部件的設(shè)計…………………………………………………………………… 236.1 凸模部分的設(shè)計…………………………………………………………………………246.2 凹模部分的設(shè)計…………………………………………………………………………247 模具總裝配圖………………………………………………………………………… 268 總結(jié)………………………………………………………………………………………27致謝………………………………………………………………………………………28參考文獻………………………………………………………………………………… 29 第 5 頁 共 32 頁緒 論模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨立的行業(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)造富裕社會的動力”.美國工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”.在德國模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱.沖壓是一種先進的少無切削加工方法,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,在汽車,航空航天,儀器儀表,家電等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用.據(jù)統(tǒng)計,薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%.隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我熟練地掌握了機械制圖、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習(xí)，我對于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設(shè)計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識。同時在實習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍。設(shè)計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計的過程中，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，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。第一部分 復(fù)合模設(shè)計 第 6 頁 共 32 頁1 制件的工藝性分析 4540?19工 件 總 圖材 料 ：料 厚 ： 2+0.2圖 1 制件圖1.1 制件的總體分析該制件為支架拐件。所用材料等級很高為 A 級。05 鋼。制件形較為簡單。但需要多道工序才能完成。制件形狀為 V 形，圓孔分布比較均勻。形狀簡單，對精度要求不高，材料的利用率高。 從制件圖上可以看出，必須先通過落料和沖孔，然后再進行彎曲，需要兩套模具，很明顯彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸，所以在此先主要對彎曲工藝進行分析。包括彎曲件的精度、圓角半徑、板料的纖維方向與彎曲線夾角、彎曲的直邊高度、其他工藝性等。制件的材料為優(yōu)質(zhì) 05 鋼。具有足夠的塑性，屈強比小，回彈小，有利于彎曲成形和工具質(zhì)量的提高 。1.1.1 彎曲的直邊高度零件符合工一般彎曲件為了避免穩(wěn)定性不好，要求直立部分高度 H>2.5t,很顯然此工藝性符合要求1.1.2 孔邊距 第 7 頁 共 32 頁為防止孔彎曲時發(fā)生變形，應(yīng)使孔位于變形區(qū)之外。即：L≥2t. 所以，此 零件完全符合要求。1.1.3 最小彎曲半徑根據(jù)所用材料，查表 3.2.2 可知最小彎曲半徑為 0.4t. 2≥0.8 所用該彎曲件符合要求.1. 2 制件的外形分析1.2.1 沖裁件的外形轉(zhuǎn)角：沖裁件的外形無尖銳角，均圓弧過渡（半圓及 2 個 R0~3） ，查表 2.7.1 [1]而知此圓角過度有利于模具加工，不會引起熱處理開裂和沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損的現(xiàn)象。1.2.2 沖裁件的孔邊距與孔間距：為避免工件變形和保證模具強度，孔邊距和孔間距不能過小，其最小許可值當(dāng)?。篊≥(1～1.5) t 根據(jù)已知工件的尺寸可得：C=11 t=2 所以工件的尺寸符合上述要求。沖孔時因受凸模強度限制孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷或壓彎，查表2.7.3 而知工件上孔的直徑當(dāng)大于或等于 0.35 倍的料厚，即 d≥0.35t，由任務(wù)書零件圖易于看出工件尺寸符合要求。1.3 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度沖裁件上的未注公差等級定為 IT14 級，查表確定工件尺寸如下： 第 8 頁 共 32 頁R20?19圖 2 零件展開簡圖沖裁件的斷面粗糙度值與材料塑性、厚度，沖裁間隙，刃口銳鈍及沖模結(jié)構(gòu)相關(guān)，工件厚度為 1mm，其斷面粗糙度值為 12.5μm 第 9 頁 共 32 頁2 工藝方案的確定該零件包括：沖孔、落料和彎曲三個基本工序，可有以下三種工藝方案供選擇：方案一、先落料后沖孔再彎曲，采用單工序模生產(chǎn)。方案二、落料-沖孔復(fù)合沖壓再彎曲，采用一副復(fù)合模和一副彎曲模生產(chǎn)。方案三、沖孔-落料-彎曲連續(xù)沖壓，采用級級進模生產(chǎn)。對各種方案的分析方案一、模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要三道工序，三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二、只需二副模具，沖壓件的幾何形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)較模具一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難，方案三、只需要一副模具，生產(chǎn)率也很高，但零件的沖壓精度稍差，模具制造困難，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過以上三種方案的分析比較，并根據(jù)設(shè)計要求確定該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳，并選擇正裝復(fù)合模。3 主要工藝參數(shù)計算 第 10 頁 共 32 頁3.1 沖裁的工藝計算3.1.1 制件尺寸的確定從制件圖上可以看出，必須先通過落料沖工藝孔，然后再進行彎曲，需要兩套模具，很明顯彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸，所以在此主要對彎曲工藝進行分析。該制件為沖孔落料彎曲件，圓角半徑 R=2，材料的料厚為 t=2，R＞0.5t。這種彎曲件由于變形不嚴(yán)重，所以按中性層展開的原理，彎曲前制件的總長度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和。根據(jù)彎曲制件圖可知：L =L +L + πα（r+ χt）/180Z12=36+41+4.14=81.14 式中：L ————坯料展開總長度Zα————彎曲中心角χ————中性層位移系數(shù)（取 0.32）因為有少許偏移以及修整余量，取 L 為 82 Zmm，所以，該制件在經(jīng)過沖孔落料之后和未彎曲前的外形尺寸為：82mm×40mm3.2 排樣的設(shè)計與計算根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的的圓角。 圖 3 排樣 13.2.1 確定搭邊與搭肩值最小搭邊值為 a1=2.5㎜ 最小搭肩值為 a2=2.2㎜ 繪制草圖如左： 分析制件形狀可知，由于制件有孔。根據(jù)(1) 排樣草圖：條料從前方送進。這樣沖孔凸模的沖壓力比較均勻。制件形狀精度容易保證。 分析排樣草圖 2：條料從側(cè)面送進，沖孔凸模受力不均。制件精度不容易保證。 第 11 頁 共 32 頁圖 4 排樣草圖(2)選擇第一種排列方式。3.2.2 計算送料步距和條料的寬度 按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即：L=a2+40=42.2㎜查表 2.5.4 而知條料寬度單向偏差值為 0.20，由公式計算如下：B =(D +2a )02.?max102.?=40+（2×2.5） .=4502.所以確定條料的寬度 B 為：45 ㎜02.?導(dǎo)料板間距離A=B+C=45+5（無側(cè)壓裝置）=503.2.3 計算材料的利用率：一個步距內(nèi)的材料的利用率 μ=A/BS×100%=（3176.4-758.31）/3743.562×100%=67%所以在不考慮料頭、料尾和邊余料等材料消耗的情況下材料的利用率為 67%，而在考慮以上因素計算一張板料總的利用率時則需要根據(jù)證章板的長寬尺寸而定，在此省 第 12 頁 共 32 頁略不述。3.3 沖壓力的計算并初步選取壓力機的噸位3.3.1 沖裁力的計算沖裁力的大小隨凸模進入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力 F 按下式計算：F=KLtΓb由查表而知工件材料的抗剪強度極限值 Γb 為 300N/㎜2K 值取 1.3 材料厚度 t 為 2㎜沖裁周邊長度 L=226.8+59.66=286.46㎜所以沖裁力 F=223.4KN3.3.2 卸料力、推件力及頂件了力的計算：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)備公稱壓力或設(shè)計沖裁的時候應(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、潤滑情況、制件的形狀和尺寸等。現(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗公式計算：查表 2.6.1 而卸料力、推件力和頂件力系數(shù)分別為：Kx = 0.04 Kt = 0.55 Kd = 0.06則：卸料力： F x = Kx× F = 0.04 × 223.4=8.94KN推件力： F t = n Kt F n =h ÷ t h:凹模洞口的直刃壁高度 取 h=6（表 2.9.4 ） Ft =368.61KN頂件力： F d = Kd F = 0.06 ×223.4 =13.41KN3.4 壓力機的公稱壓力的確定：壓力機的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和 Fz，由于本模具采用的是彈性卸料裝置和上出料方式： 第 13 頁 共 32 頁所以：Fz = F + Fx + Fd=245.75查手冊選用 400 KN 的開式雙柱可傾壓力機，其主要技術(shù)參數(shù)如下型 號： J23—40公稱壓力： 400 KN滑塊行程： 100 mm最大閉合高度：330 mm封閉高度調(diào)節(jié)量：65 mm工作臺尺寸：460 mm × 700mm (前后 × 左右)模柄孔直徑：φ50 mm× 70 mm3.5 壓力中心的確定及相關(guān)計算：模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為了保證壓力機和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心和壓力機滑塊的中心線相重合。否則沖壓時滑塊會承受偏心載荷，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。而本模具所沖裁的制件形狀較對稱， 只需計算 X 即可。分析工件外形尺寸易知其壓力中心在彎曲線附近即 X =53.5 mm 具體0 0計算如下：L =62.8 X =12.7 L =62 X =51 1122L =40 X = 82 L =62 X =51 3344L =59.66 X =20 55圖 5 壓力中心計算 第 14 頁 共 32 頁Y = L X + L X + L X +……L5 Y5 /（L + L + L +L+ L ）0123 1235=53.05 mm3.6 工作部分的尺寸計算3.6.1 計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特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，而孔尺寸則是由沖孔得到。查表 2.3.3 而知：Zmin = 0.246 Zmax = 0.360Zmax –Zmin = 0.114因為零件的精度等級為 IT14 級 取 X = 0.5設(shè)凸、凹模分別按 IT6、 IT7 級精度制造，分別計算 Dt、Da 如下：沖 ?19 小孔：dT=(d + χ△) min02.?=(19+0.5×0.15) .=19.0802.?dA=( d + Zmin) T025.?=( 19.08+0.246) = 19.33. 025.?校核：|δT|+|δA|≤ Zmax-Zmin0.020+0.025≤0.114 滿足公差間隙條件3.6.2 落料計算：落料時采用凸模與凹模配做法。以落料凹模為基準(zhǔn)件。A =(A + χ△)jmin4/0▲?A1=（D max-χ△） 0+0.22=（62-0.5×0.87） 0+0.22= 61.560+0.22A2=（D max-χ△） 0+0.16= （40-0.5×0.62） 0+0.16=39.690+0.16 第 15 頁 共 32 頁A3=（D max-χ△） 0+0.13 =（20-0.5×0.52） 0+0.13=19.740+0.13落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是 61.56mm，39.69mm，19.74mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin=0.114。 （落料凸、凹模尺寸見圖 6、7）19.74+0536+0.1+0.15圖 6 落料凹模尺寸 圖 7 落料凸模尺寸第 4 章 模具總體設(shè)計4.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用正裝復(fù)合沖壓，所以模具類型為正裝復(fù)合模。4.2 定位方式的選擇在本模具中采用的是條料，所以選用導(dǎo)料銷和擋料銷來實現(xiàn)對沖裁條料的定位。4.3 導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該模具采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 第 16 頁 共 32 頁5 模具主要零部件的設(shè)計5.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1.1 凹模的設(shè)計在本模具中采用螺釘和銷釘將凹模直接固定在支撐件上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷釘和螺釘固定時要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會影響模具的壽命。壁厚 40 查表 2.9.4 確定凹模厚度為 20㎜。凹模厚度 H=kb=0.25×39.69=9.92 mm 取 10 mm (查表 2.9.5 得 k=0.25)凹模壁厚 C=（1.5～2）H=15 mm～20 mm取凹模厚度 H=10 mm ，凹模壁厚 C=20 mm凹模寬度 B=b+2c=39.69+40=79.69 mm取標(biāo)準(zhǔn)值 B= 80 mm 第 17 頁 共 32 頁凹模長度 L 取 160mm（送料方向） 確定凹模尺寸為 80 mm×120 mm ×20 mm現(xiàn)制草圖如圖 8： 56902-?839.61.56+03 20 80605.1.2 沖孔凸模的設(shè)計：在本模具中凸模用來成型一個 ?19 的孔，只需選擇一種沖頭即可。設(shè)計 ?19 小孔的沖頭。L=h +h +t+h12=20+20+2+28=70mm凸模長度的校核計算:F=1.3×Т×t×L=378.5KN經(jīng)校核計算凸模的強度足夠.5.1.3 落料凸模(凸凹模)結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計成直通式。其總長 L 為：L=h +h +t+h12=20+15+31+14=80mm長度的校核計算 第 18 頁 共 32 頁L≤416 F=1.3×Т×t×L=378.5KN FJ/經(jīng)校核計算凸模的強度足夠. 5.2 定位零件的設(shè)計: 在本模具中采用的是條料，所以選用導(dǎo)料銷和擋料銷來實現(xiàn)對沖裁條料的定位。導(dǎo)料銷一般設(shè)兩個，并位于條料的同一側(cè)。從左向右送料時，導(dǎo)料銷裝在右側(cè)，從前先后送料時導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。導(dǎo)料銷在本模具中直接 安裝在凹模板上。在裝配圖中很容易看到。擋料銷同樣起定位的作用，用它擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進距離。在本模具中試用固定擋料銷，其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，在中銷模具中廣泛應(yīng)用作定距；但其存在著缺點：銷孔距離凹模刃壁較近，削弱了凹模的強度。所以在本模具中選用鉤型擋料銷。這種擋料銷銷孔距離凹模刃壁較遠不會削弱凹模的強度。但為了防止鉤頭在使用的過程中發(fā)生轉(zhuǎn)動，需考慮防轉(zhuǎn)。5.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計： 導(dǎo)向裝置用來保證上模相對于下模正確的運動，對于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長的模具，一般都需要采用導(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來完成導(dǎo)向.5.4 打料裝置的設(shè)計:在本模具中采用打桿推動連接推桿來完成打料動作，打桿穿過模柄凸露在模具的外面，當(dāng)完成一次沖裁時壓力機滑塊回程，打桿與壓力機的打料橫桿相碰，打桿推動連接推桿將卡在凸凹模的凹?？變?nèi)的圓形廢料打下，當(dāng)注意的是：第一：需要保證打桿在模柄內(nèi)的順利滑動，須間隙配合。第二：需要保證連接推桿在凸凹模內(nèi)的順利滑動，須間隙配合。5.5 頂件裝置的設(shè)計:頂件裝置一般是彈性的，在本模具中是由頂桿、頂件塊和裝在下模座下面的彈頂器組成，這種結(jié)構(gòu)的頂件力容易調(diào)節(jié)，工作可靠。 第 19 頁 共 32 頁5.5.1 頂件塊的設(shè)計:本模具采用頂件塊將制件從卡在凹模內(nèi)小凸模上刮下，頂件塊在沖裁的過程中實在凹模中運動的零件，對它有如下的要求：模具處于閉合狀態(tài)時其背后有一定的空間，以備修磨和調(diào)整的需要；模具處于開啟狀態(tài)時，必須順利復(fù)位，工作面高出凹模平面，以便繼續(xù)沖裁；它與凹模和凸模的配合應(yīng)保證順利滑動，不發(fā)生干涉。為此頂件塊與凹模為間隙配合，其外形尺寸一般按公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn) h8 制造。頂件塊與凸模的配合一般呈較松的間隙配合。5.5.2 頂桿的設(shè)計:在本模具中選用四個頂桿與彈頂器上的托板相配合，四個頂桿均勻分布，傳送的橡皮的推件力較為平穩(wěn)，在此需要注意的是：頂桿、的直徑不能太小，以免在克服橡皮彈力時發(fā)生撓曲。還有頂桿與下模上的孔相配合，必需保證其在孔內(nèi)順利的滑動，所以頂件塊與凹模為間隙配合，其外形尺寸一般按公差與配合國家標(biāo)準(zhǔn) h8 制造。5.5.3 橡皮的設(shè)計：橡膠允許承受的負(fù)荷較大，且產(chǎn)生的彈性較為平穩(wěn)，安裝調(diào)整靈活方便，是沖裁模具中常用的彈性元件。卸料橡膠的設(shè)計計算 H =H -H 。 （計算參照表 8.2.4）計安 裝 自 由 預(yù)算結(jié)果為：H =31mm安 裝橡皮和托板組成頂件器，其具體的結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：圖 9 頂件器草圖5.6 連接裝置的設(shè)計5.6.1 模柄的設(shè)計: 第 20 頁 共 32 頁本模具屬于中型模具,采用模柄將上模固定在壓力機的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機滑塊連接的零件。對它的基本要求是:一要與壓力機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。在本模具中選用旋入式模柄，通過螺紋與上模座連接并加螺絲防止轉(zhuǎn)動。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。模柄材料通常采用 Q235 或 Q275 鋼,在此選用 Q235 鋼.其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線(垂直度不應(yīng)超過 0.02:100)。5.7 固定板的設(shè)計:將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬Φ奈恢脡喝牍潭ê?，作為一個整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸凹模需要由固定板來固定。固定板的厚度一般取凹模厚度的 0.6～0.8 倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,需考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸凹模安裝孔與凸凹模采用過渡配合 H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平?，F(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸凹模固定板尺寸為: 80mm×120mm×20mm5.7.1 墊板的設(shè)計: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。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取 15mm5.7.2 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計:螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘，螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用 M55.7.3 卸料板的設(shè)計: 卸料板的邊界尺寸和固定板相同，厚度為 12mm.5.8 模架及組成零件的確定:5.8.1 模架的選用: 第 21 頁 共 32 頁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，在此選用中間導(dǎo)柱模架.沖壓時可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。5.8.2 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 80㎜×120㎜×20㎜，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為: 250㎜×180㎜×45 ㎜. 上模座尺寸為: 250㎜×180㎜×40 ㎜.導(dǎo)柱 d/mm×L/mm 分別為 ?28×150，?32×150；導(dǎo)套 d/mm×L/mm×Dmm 分別為?28×100×38，?32×100×386 模具工作原理：條料送進時采用固定擋料銷進行定位，而有導(dǎo)料銷保證送料沿正確的方向送進。當(dāng)條料送到指定位置時，上模在壓力機的作用下進行沖壓。當(dāng)沖壓完成時，上模上行回程，卡在凸凹模上的廢料由彈性卸料板卸下，當(dāng)模具上的打料桿碰到壓力機上的打料橫梁時，打料橫梁給模具打料桿一個作用力，在此作用力的作用下，將制件推出來。然后，再開始下一個行程。 第 22 頁 共 32 頁2726250 18012 345 891012341561781920213245圖 10 模具總裝圖第二部分 彎曲模設(shè)計1 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析此零件為一個簡單的 90°的 V 形件，其彎曲圓角半徑 r 為 2mm,材料選擇 05 鋼,板厚為 2mm。其工藝性主要包括彎曲件的精度、圓角半徑、板料的纖維方向與彎曲線夾角、彎曲的直邊高度、其他工藝性等。 第 23 頁 共 32 頁1. 1 彎曲的直邊高度一般彎曲件為了避免穩(wěn)定性不好，要求直立部分高度 H>2.5t,很顯然此零件符合工藝性要求1.2 孔邊距為防止孔彎曲時發(fā)生變形，應(yīng)使孔位于變形區(qū)之外。即：L≥2t所以，此 零件完全符合要求。1.3 最小彎曲半徑根據(jù)所用材料，查表 3.2.2 可知最小彎曲半徑為 0.4t. 2≥0.8 所以該彎曲件符合要求.2 主要工藝參數(shù)計算2.1 彎曲力的計算自由彎曲需要的力 經(jīng)計算得：trKBFb???27.0F =10.14KN自 由 第 24 頁 共 32 頁校正彎曲時彎曲力的計算：F =qAZ=40×60.2=96.32 KN頂件力的計算FD=（0.3～0.8）F 自z=3.042～8.112=8KN2.2 壓力機的壓力確定F≥1.2～1.3（F + FD ） （壓料自由彎曲）自 由≥1.2～1.3（10.14+8）≥ 23.582 KN2.3 回彈量的計算：因為此工件的圓角半徑 R〈 （5～8）t，工件的彎曲半徑一般變化不大，所以只考慮角度回彈。 。查表取回彈角為 203 彎曲模工作部分設(shè)計3.1 凸、凹模間隙的計算單面間隙為 Z/2 Z/2=（1+n）t=(1+0.05) ×2=2.1mm （ 查表得 n=0.05） 第 25 頁 共 32 頁3.2 凸、凹模工作部分尺寸：3.2.1 凸、凹模寬度尺寸計算：LA=(L -0.75) max074.?=(60.2-0.75×0.62) 074.?=59.74 074.LT=( L -Z) A3.?=(59.74-2.1) 0.=57.6403.LA≤59.74 即，凹模的寬度應(yīng)該不大于展開長度的 0.8 倍 59.74≤82×0.8 所以之間符合要求。3.2.2 凸、凹模的圓角半徑以及凹模的深度一般情況下，凸模的圓角半徑 rρ ≤r.所以，取 r =2mm。p查表可知：凹模的圓角半徑 r =10mm. 凹模的深度 L=20 mm。V 形凹模的底部可開d退刀槽或取圓角半徑 r 為：底r =（0.6～0.8） （r + t）底 p=（0.6～0.8）×4取 r =3 mm底4 模具總體設(shè)計4.1 模具類型的選擇由沖壓工藝性可知，采用單工序沖壓，模具類型為單工序模。 第 26 頁 共 32 頁4.2 定位方式的選擇為保證坯料在彎曲模內(nèi)準(zhǔn)確定位，也為在彎曲過程中坯料的偏移，提高定位精度，采用定位板和定位銷。4.3 卸料出件方式的選擇此工件為等于 的 V 形件，成形后留在凹模上，隨凸模上行底部受壓的彈簧彈性?90恢復(fù)推動頂桿而頂出制件。4.4 導(dǎo)向方式模具屬于單工序沖模，結(jié)構(gòu)簡單，導(dǎo)向精度通過凸、凹模就可以保證，所以采用無導(dǎo)向裝置。綜上可設(shè)計此模具主要由，模柄，上模板，凸模，V 形凹模，下模板等組成。 初步計算模具閉合高度 mH15?模凹模座的外輪廓尺寸約計為 60?根據(jù)上述公稱壓力的計算，選用公稱壓力是 40KN 的壓力機就行了。但該工件凸、凹模長度較大，為了滿足閉合高度的要求選擇 100KN 的 J23-100A 壓力機。5 設(shè)備的選定該零件所需的彎曲力 23.582 KN模具閉合高度 H 205 mm模具外廓尺寸 200 mm×300 mm此時 開式可傾壓力機，主要力學(xué)性能為：KN10 第 27 頁 共 32 頁公稱壓力 KN10最大裝模高度 m2行程 8臺面尺寸 380 mm×260 mm根據(jù)模具閉合高度，彎曲力，外廓尺寸等數(shù)據(jù)選定此設(shè)備是合適的。6 模具主要零部件的設(shè)計6.1 凸模部分 彎曲模沒有固定的結(jié)構(gòu)形式，此工件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以可以設(shè)計比較簡單一些，根據(jù)制件形狀可以將凸模設(shè)計為整體式凸模。 L =57.64 mm T 第 28 頁 共 32 頁r =2mm 制件寬度為 40mm. 。取凸模高度為：L=h +h +t+hp 12=20+30+2+30=82 mm所以確定凸模尺寸為 57.64 mm×60 mm×82 mm 畫草圖如下：2828540-.38105410?7R2圖 11 凸模草圖6.2 凹模部分工件彎曲角度為 90 ±1 ?？紤]的回彈因素。即回彈角為 2 。取凹模底部圓角0 0為 88 。凹模的圓角半徑 r =10mm. 凹模的深度 L=20 mm0 dV 形凹模的底部可開退刀槽或取圓角半徑 r 為：底r =3 mm底查表得 V 形端底部到凹模的底部的距離 h=22 mm ，所以確定取凹模厚度 H= h+30=52 mm（取 60） （V 形件高度） 凹模壁厚 C=35 mm凹模寬度 B=b+2c=82+70=152 mm 取標(biāo)準(zhǔn)值 B=160 mm確定凹模尺寸為 160 mm×110 mm ×60 mm根據(jù)凹模尺寸選定上、下模座尺寸分別為 300 mm×200 mm×40 mm 和 300 mm×200 mm×50 mm。 畫草圖如下： 第 29 頁 共 32 頁圖 12 凹模 草圖7 模具總裝配圖由以上設(shè)計，可得到如下圖所示的模具總裝圖。 第 30 頁 共 32 頁456789102030圖 13 模具總裝圖模具工作過程：坯料由定位板固定在凹模面上，壓力機滑塊帶著上模下行，凸模下表面先接觸毛坯料，使它彎曲成兩直邊成 90 ±1 的 V 形制件，當(dāng)工件底部接觸到頂桿，使底部0彈簧受壓。凸?；厣龝r，依靠彈簧的彈性恢復(fù)使頂桿復(fù)位，工件被頂出。結(jié)束語大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實習(xí)，我熟練 第 31 頁 共 32 頁地掌握了機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習(xí)，我對于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設(shè)計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識。同時在實習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計中，我充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。 在設(shè)計的過程中，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，完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且乏經(jīng)驗，設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正參考文獻[1]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造[ M].北京：高等教育出版社，2006[2]王孝培主編.沖壓手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2004[3]許發(fā)樾主編.實用模具設(shè)計與制造手冊[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2000[4]翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[ M].北京：化學(xué)工業(yè)出版.2005[5]王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)[ M].北京：機械工業(yè)出版社，1998 第 32 頁 共 32 頁[6]薛彥成主編.公差配合與技術(shù)測量[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2005[7]彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問答[ M].北京：機械工業(yè)出版社，1996[8]翟德梅主編.金屬與塑料成型機械[ M].河南機電高等專科學(xué)校 2005[9]楊占堯主編.沖壓模具圖冊[ M].北京：高等教育出版社，2006[10]程培源主編. 模具壽命與材料[ M].北京：機械工業(yè)出版社，2005