畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)彎曲掛件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)鑒定表院 系 機(jī) 電 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 模 具 設(shè) 計(jì) 與 制 造 年 級(jí) 08級(jí)模具2班 姓 名 題 目 彎曲掛進(jìn)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 評(píng) 語(yǔ) 過(guò)程得分： (占總成績(jī)20%)是否同意參加畢業(yè)答辯 指導(dǎo)教師 (簽字)答辯教師評(píng) 語(yǔ) 答辯得分： (占總成績(jī)80%) 畢業(yè)論文總成績(jī) 等級(jí)： 答辯組成員簽字 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)班 級(jí) 08級(jí)模具2班 學(xué)生姓名 黃 凌 學(xué) 號(hào) 200803010510 發(fā)題日期： 2011 年 09 月 20 日 完成日期：2011 月 03 日題 目 彎曲掛件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 1、本論文的目的、意義1.綜合運(yùn)用所學(xué)理論知

2、識(shí)與實(shí)際動(dòng)技能進(jìn)行了模具設(shè)計(jì)及方案的工藝分析機(jī)械工程實(shí)際問(wèn)題能力，懂得生產(chǎn)操作和生產(chǎn)技術(shù)工作的一般程序和方法。 2.在生產(chǎn)中樹(shù)立生產(chǎn)技能和工程技術(shù)工作所必備的全局觀點(diǎn)、生產(chǎn)觀點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)、設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅的工作作風(fēng)。 3.總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)生產(chǎn)方案、方法，提高生產(chǎn)動(dòng)手技能的正確思維方式。4.培養(yǎng)我的調(diào)查研究，查閱技術(shù)文件、資料、手冊(cè)、進(jìn)行基本的工程計(jì)算，正確地識(shí)讀能力和繪制工件圖樣的及編寫(xiě)一般技術(shù)文件的能力。 2、 學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù)1.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě) 2.沖壓模具零件圖的繪制 3.模具設(shè)計(jì)的裝配圖繪制 4.模具凸凹模機(jī)械加工工藝計(jì)算 5.模具非標(biāo)準(zhǔn)件零件的圖樣繪制 3、論文各部分內(nèi)容及時(shí)間分配

3、：(共 20 周)第一部分 研究設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，了解產(chǎn)品的用途，進(jìn)行工藝分析 ( 2周) 第二部分 確定沖壓工序的方案，繪畫(huà)部分零件草圖 ( 4周) 第三部分 通過(guò)計(jì)算和查閱資料驗(yàn)證方案的可行性，并畫(huà)出該工序的結(jié)構(gòu)草 圖。 ( 5周) 第四部分 構(gòu)畫(huà)其他結(jié)構(gòu)草圖，編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) ( 4周) 第五部分 著手“設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)”修改并上交設(shè)計(jì)論文 ( 4周) 評(píng)閱及答辯做好后續(xù)的工作，進(jìn)行論文答辯 ( 1周)備 注 指導(dǎo)教師： 年 月 日審 批 人： 年 月 日摘 要本次進(jìn)行的冷沖壓模具設(shè)計(jì)，是在通過(guò)大學(xué)全部基礎(chǔ)課程、技術(shù)課程、以及大部分專業(yè)課程的學(xué)習(xí)之后所進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：零件的工藝性分

4、析、零件工藝方案的擬定、排樣形式、裁板方法、材料利用率計(jì)算、工序壓力計(jì)算、壓力中心的確定、壓力機(jī)的選擇、模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇、以及模具零件的選用和設(shè)計(jì)等。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的綜合訓(xùn)練，提高自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)自己獨(dú)立思考的習(xí)慣，并讓自己掌握模具設(shè)計(jì)的一般步驟與方法，能夠設(shè)計(jì)一般的沖壓模具，為自己將來(lái)的工作奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。1、 主要內(nèi)容：1沖裁件及彎曲件的工藝分析。2沖裁工藝方案的確定。 3模具結(jié)構(gòu)形式的確定。4模具總體設(shè)計(jì)及計(jì)算。5主要零部件設(shè)計(jì)。6繪制模具總裝圖及選取標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)并。2、 論文重點(diǎn)：1零件圖及工藝方案的擬訂。2 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇。3 排樣方案的確定及

5、合理的排樣。4 模具工作零件刃口尺寸及公差的，計(jì)算模具工作零件刃口尺寸及公差的計(jì)算。5 彎曲掛件與沖裁工序的安排。 關(guān)鍵詞：沖壓模具、排樣、沖裁、彎曲目 錄第一章 概述2 1.1模具設(shè)計(jì)在制造中的意義2 1.2沖壓模具簡(jiǎn)述3第二章 工藝分析5 2.1彎曲掛件設(shè)計(jì)工藝5第三章 沖壓模具的材料選擇12 3.1工作零部件材料的選用12 3.2非工作零部件材料選用12第四章 沖壓模具工序14 4.1沖壓工序及工藝14 4.2彎曲工序及工藝18 4.3翻邊工序及工藝20第五章 模具零部件23 5.1工作部分零部件23 5.2定位零部件26 5.3模架及零部件33總 結(jié)37致 謝38參考文獻(xiàn)39第一章 概

6、 述1.1模具設(shè)計(jì)在制造中的意義國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求，促使模具技術(shù)迅速的發(fā)展成為一門產(chǎn)業(yè)。而冷沖壓模具又是整個(gè)模具產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)重要組成部分，它以沖裁、彎曲、拉深為基本內(nèi)容，其中沖裁和拉深又是沖壓中的重要部分。1.1.1模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)

7、量，效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。、模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中6090的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的

8、發(fā)展有著特別重要的意義。1.1.2沖壓模具的占有量沖模：沖模是對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖?？煞譃槁淞夏＃瑳_孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。1.1.3我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)20世紀(jì)80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以15的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)

9、進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。 盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。1.2沖壓模具簡(jiǎn)述1.2.1概述沖壓就是利用沖壓模具（凸模

10、與凹模及結(jié)構(gòu)附件）安裝在壓力機(jī)或其他相關(guān)設(shè)備上，對(duì)材料（在常溫下）施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得一定的形狀和尺寸零件的加工方法。沖壓不僅可以加工金屬還可以加工非金屬材料。沖壓的三要素：合理的沖壓工藝 先進(jìn)的模具 高效的沖壓設(shè)備沖壓的加工特點(diǎn)：低耗、高效、低成本、一模一樣、質(zhì)量穩(wěn)定、高一致性、可加工薄壁、復(fù)雜零件。板料具有良好的成型性能模具成本高。沖壓適宜批量生產(chǎn)。1.2.2沖壓工序分類根據(jù)材料的變形特點(diǎn)分：分離工序、成形工序分離工序：沖壓成形時(shí)，變形材料內(nèi)部的應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度極限b，使材料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離，從而成形零件。分離工序主要有剪裁和沖裁等。成形工序：沖壓成形時(shí)，變形材料內(nèi)部應(yīng)

11、力超過(guò)屈服極限s，但未達(dá)到強(qiáng)度極限 b，使材料產(chǎn)生塑性變形，從而成形零件。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊等。1.2.3沖壓的特點(diǎn)及其應(yīng)用特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高，操作簡(jiǎn)便。 無(wú)需進(jìn)行切削加工，故節(jié)省原材料和能源。 原材料的表面質(zhì)量好，尺寸精度高。 可加工薄壁和復(fù)雜小型零件。應(yīng)用：沖壓與其他加工方法相比，具有獨(dú)特的特點(diǎn)，所以在工業(yè)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。如：汽車、電子、手機(jī)、儀表、國(guó)防及日用品中隨處可以見(jiàn)到?jīng)_壓產(chǎn)品，如不銹鋼飯盒、高壓鍋、汽車覆蓋件、冰箱門板、電子電器上的金屬零件、槍炮、彈夾等。第二章 工藝分析2.1彎曲掛件設(shè)計(jì)工藝材料為q235，厚度為1.5mm，生產(chǎn)批量為大批

12、量生產(chǎn)。要求表面無(wú)劃痕，孔不應(yīng)許嚴(yán)重變形，公差尺寸為it12，斷面質(zhì)量為ra12.5由圖1-1所示沖壓工藝分析：外徑尺寸為100mm翻邊時(shí)可能產(chǎn)生收縮變形。該尺寸為205mm，最后切邊保證尺寸為100mm圖樣：如圖21所示 圖2一、沖壓件綜合分析: 零件圖分許：該零件為帶孔的四角相反,尺寸精度為it12級(jí).油沖壓及彎曲及可成型，沖壓工藝的難點(diǎn)在于四角彎曲回彈教大,使制件變形,但是修改模具可控制變形。 沖壓工藝審查如下圖:工藝性項(xiàng)目沖壓件工藝性狀工藝性允許值工藝性評(píng)估沖壓工藝性1、形狀落料長(zhǎng)方200*60mm沖圓孔20、352、落料圓角0.25t=0.295mm3、孔邊距對(duì)2-201.5t=0.

13、225mm最小孔邊距為15mmt=1.5mm彎曲工藝性 1、形狀u形四角彎曲對(duì)稱2、彎曲半徑r1，r20.4t=0.6mm3、直角高度彎曲外角為43.5mm2t=3mm彎曲內(nèi)角為27mm2t=3mm4、孔邊距距35孔邊為25mm2t=3mm距20孔邊位15mm2t=3mm5、精度it122-20孔距1500.5mm精度為it17為保證700.6mm應(yīng)彎曲后沖孔2-20二、工藝的確定：方案一：沖20的孔和復(fù)合，彎曲兩外角，彎曲兩內(nèi)角，沖25的孔彎曲工藝如圖22所示 圖2方案二：沖35的孔和落料復(fù)合模，沖2-20的孔。彎曲工藝如圖2-3 圖方案三：沖2-20落料復(fù)合，彎曲外角，預(yù)彎曲內(nèi)角45，彎曲

14、外角，沖2-35孔。彎曲工藝如圖2-4 圖 三、沖壓工藝計(jì)算 毛坯尺寸：如圖 所示，毛坯各尺寸為： la=2l1+2l2+l3 排樣及材料利用率：坯料的形狀為矩形，采用單排位最適宜。取搭邊a=2mm,a1=1.8mm，料條的寬度為b=60+1=61mm；進(jìn)距h=60+1.8=61.8mm;板料選用的規(guī)格為4.5mm*900mm*2500mm采用縱裁時(shí)：每板條料數(shù)n1=900/61.8=14條，余34.8mm每條制件數(shù)n2=（2500-2）/61.8=40.件34.8*2500余料利用件數(shù)n3=2500/61.8=40件，余28mm由此可知，縱單排料材料的利用率高。從彎曲纖維方向上，橫向單排排料

15、最好。由于材料08f屬性好，故采用縱向單排樣，以降低成本，提高經(jīng)濟(jì)性。四、沖壓工藝力 落料沖孔復(fù)合工序：沖裁力：f=kltb=1.3*369.05*1.5*450=323841.375n卸料力：f卸=k卸*f=0.05*323841.375=16192.069n推件力：f推=nk推f=3*0.055*323841.375=53433.825n頂件力：f頂=k頂f=0.06*323841.375=19430.482n沖壓力：f沖=1.3（f+f卸+f推） =1.3*（323841.375+16192.069+53433.825） =511505.8n故選用550kn沖床 彎曲工序：由于三次彎曲，

16、按u形彎曲計(jì)算自由彎曲：f自=0.7kbt2b/r+t =0.7*1.3*60*1.52329/(2+1.5) =18696.6n校正彎曲：f校=ap=(200*60)*150=1800000為考慮到安全起見(jiàn)，將二次彎曲的自由彎曲力f1和校正彎曲f2合在一起，即沖壓力為： f0=f1+f2=18696.6+1800000=1818696.6181.87kn故：選用400kn的沖床 沖2-20孔工序沖裁力：f=kltb=1.3*62.8*1.5*450=55107n推件力：f推=3*0.055*55107=9092.66n沖壓力：f沖=1.3*（f沖1+f推）=1.3*（55107+9092.6

17、6)=83459.56n83.5kn故選用100kn沖床 沖32的孔沖裁力：f=kltb=1.3*109.9*1.5*450=15356.25n推件力：f推=3*0.055*15356.25=2533.78n沖壓力：f沖=1.3*（15356.25+2533.78）=23257n=23kn需用50kn沖床五、填寫(xiě)工藝卡片如下表： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 壓床規(guī)格t 模具形式1沖2-20、32孔落料復(fù)合模具40落料沖孔復(fù)合模具2先沖外形后三次彎曲并校正40二次彎曲3沖2-20 10沖孔模六、排樣圖2-5所示 圖七、彎曲掛件的模具裝配圖 圖26彎曲掛件沖壓模具裝配圖1下模座2圓柱銷3導(dǎo)柱4凹模墊塊 凹模

18、6凸模7導(dǎo)套8彈簧9上模座 10卸料板 11凸模固定板12墊板13模柄 14止動(dòng)銷 15圓柱銷 16內(nèi)六角螺釘 17卸料板 18落料孔 19內(nèi)六角螺釘 20彎曲凸模第三章 沖壓模具的材料選擇模具材料的選擇是整個(gè)模具制造過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。模具材料的選擇必須滿足三個(gè)重要的原則：模具滿足耐磨性、強(qiáng)韌性等工作需要， 滿足模具的工藝要求，同時(shí)滿足模具的經(jīng)濟(jì)適用性。模具材料最重要的因素是：熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。模具材料選用的原則：按加工方式的選擇按服役條件選擇按照制品質(zhì)量要求選材按零件部分選材由零件圖形分析：此模具為沖壓模具要求具有具有強(qiáng)韌性、耐磨性、具有較大的沖擊強(qiáng)度，故此模具加工工作部分零部件要使用高

19、速鋼。其他部分模具加工可以使用冷作模具鋼材，固定零件及標(biāo)準(zhǔn)件可以使用碳素模具鋼材。3.1工作零部件材料的選用1 工作部分零部件指與凸模沖裁部分而成型制品的模具零部件。2 工作部分零部件的材質(zhì)直接關(guān)系到模具的質(zhì)量、壽命，決定著所成型塑料制品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量，必須十分慎重，一般要在合同規(guī)定及客戶要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)制品和模具的要求及特點(diǎn)選用。3 工作部分零部件材料的選用原則是：根據(jù)所成型的材料、制件的形狀、尺寸精度、制件的外觀質(zhì)量及使用要求、生產(chǎn)批量大小等，兼顧材料的切削、拋光、焊接、蝕紋、變形、耐磨等各項(xiàng)性能，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性以及模具的制造條件和加工方法，以選用不同類型的鋼材。3.2非工作零部件材料

20、選用1模架材料參照模架標(biāo)準(zhǔn)，模板一般選用進(jìn)口s50c或國(guó)產(chǎn)sm45，要求hb160-200，硬度均勻，且內(nèi)應(yīng)力小，不易變形。導(dǎo)柱材料采用gcr15或suj2，硬度為hrc56-62。導(dǎo)套、推板導(dǎo)柱、推板導(dǎo)套及復(fù)位桿材料可采用gcr15或suj2，硬度為hrc56-62；也可采用t8a、t10a，硬度為hrc52-56。2模具中的一般結(jié)構(gòu)用件，如銷釘、螺釘、固定檔料銷、模塊等，對(duì)硬度和耐磨性無(wú)特別要求，可選用國(guó)產(chǎn)sm45鋼，正火狀態(tài)，硬度hb160-200，不需再進(jìn)行熱處理。 3 導(dǎo)柱導(dǎo)套一般采用45，滲碳后的硬度為hrc5862.4 沖壓模具的上模板、上模、上模墊板、上模固定板、下模座、下模墊

21、板等鋼一般選用冷作模具鋼和高速鋼。第四章 沖壓模具工序4.1沖壓工序及工藝沖裁是沖壓工藝的最基本的工序。沖裁是利用模具使材料產(chǎn)生分離的一種工序。它包括沖孔、落料、切邊、切口、剖切等多種工序分離。 沖裁的變形過(guò)程： 彈性變形階段 塑性變形階段 斷離分離階段間隙沖裁對(duì)沖裁質(zhì)量的影響： 間隙對(duì)模具斷面質(zhì)量有影響，容易影響制件的斷面質(zhì)量。 間隙對(duì)尺寸的影響，一是沖模本身的制件精度，二是沖裁結(jié)束后沖裁件相對(duì)凸模或凹模的尺寸偏差。 間隙容易使模具失效，一般的表現(xiàn)形式有磨損、變形、崩刃、折彎和膨脹。4.1.1排樣設(shè)計(jì)內(nèi)容及技術(shù)要求：批量為大批量生產(chǎn) 材料：q235 厚度：1.5mm 技術(shù)要求：尺寸公差等級(jí)i

22、t12，斷面質(zhì)量ra12.5圖樣：如31所示由零件圖分析可得：工件的搭邊值：a1=1.8mm側(cè)搭邊為a=2mm故采用的排樣方法為少?gòu)U料直排樣 送料步距： s=d+a =60+1.8=61.8mm料板的寬度： b=(d+2a) 導(dǎo)料板間的距離： b=b+z=dmax+2a+z=60+1=61mm查表可得： b=60mm a=2mm z=1mm =0.6mm(單向偏差）圖4排樣方法如42圖所示：圖44.1.2沖裁力的計(jì)算沖裁力：沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料使加的最大壓力。 沖裁力： f=kltb 卸料力： f卸=k卸*f 推件力： f推=nk推f 頂件力; f頂=k頂f沖裁模具組成的零件;工作零件 定位零

23、件 壓料、卸料及出件零件 導(dǎo)向零件 支撐零件 標(biāo)準(zhǔn)件及其他模具分類;單工序模具及復(fù)合模具由此圖形分析可得：此采用的沖裁方法為平刃沖裁 沖裁力： f=kltb l沖裁周邊長(zhǎng)度mm t材料厚度mm b=材料抗剪強(qiáng)度mpa k系數(shù)=1.3由查表和計(jì)算可得：b=450 t=1.5 l=369.05 k=1.3 f=1.3*369.05*1.5*450=323841.375n卸料力： f卸=k卸*f k卸=0.05 f卸=0.05*323841.375=16192.069n推件力： f推=nk推f由分析可得此采用反推裝置，n=h/t=4.5/1.5=3 k推=0.055故： f推=3*0.055*323

24、841.375=53433.825n頂件力; f頂=k頂f k頂=0.06 f頂=0.06*323841.375=19430.482n 沖壓力： f沖=1.3（f+f卸+f推） =1.3*（323841.375+16192.069+53433.825） =511505.8n4.1.3沖孔工藝及計(jì)算 沖35的孔、沖裁力的計(jì)算 f=kltb f沖裁力n l沖裁周邊長(zhǎng)度mm t材料厚度mm b材料抗剪強(qiáng)度mpa k系數(shù)由查表可得：b=450mpa k=1.3 f=kltb=1.3*62.8*1.5*450=55107n沖32的孔 f=kltb=1.3*109.9*1.5*450=15356.25n、

25、推件力的計(jì)算 f推=nk推f由分析可得此采用反推裝置，n=h/t=4.5/1.5=3 k推=0.055故： f推=3*0.055*323841.375=16192.069n、沖壓力的計(jì)算沖2-20的孔 f沖=1.3*（f沖1+f推） =1.3*（55107+9092.66) =83459.56n83.5kn故：選用100kn的沖床 沖35的孔 f沖=1.3*（f沖1+f推） =1.3*（15356.25+2533.78）=23257n=23kn 故：選用50kn的沖床4.1.4雙面間隙的確定合理的間隙值： （）tan=（） 材料的厚度mm 產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入材料的深度 mm 產(chǎn)生裂紋時(shí)凸模擠入

26、材料的相對(duì)深度 mm 剪切裂紋與垂線的夾角 mm故此模具采用的間隙值為： z=0.5mm 結(jié)構(gòu)如4-3圖所示 圖4部分材料與值如表材料退火硬化退火硬化 軟鋼、純銅、軟黃銅 0.50.3565中硬鋼、硬黃銅0.30.254硬鋼、硬青銅0.20.144由經(jīng)驗(yàn)查表可得：q235材料的雙面間隙值為：zmax=0.24mm zmin=0.132mm4.2彎曲工序及工藝彎曲定義：彎曲時(shí)將板料、型材、管料或棒料等按設(shè)計(jì)要求彎成一定的角度和一定的曲率，形成所需要的形狀的沖壓工序。彎曲的方法：可分為在壓力機(jī)上利用模具進(jìn)行的壓彎以及在專用彎曲設(shè)備上進(jìn)行的折彎、滾彎、拉彎等。彎曲的過(guò)程可以分為三個(gè)階段： 彈性變形階

27、段 塑性變形階段 校正彎曲階段最小彎曲半徑：彎曲板料外表面不產(chǎn)生裂紋的條件下，所能彎成的零件內(nèi)表面最小半徑。影響最小彎曲半徑的因素： 材料的力學(xué)性能 板料表面和側(cè)面的質(zhì)量 彎曲中心角彎曲的回彈：偏移、彎裂、畸變、翹曲等影響回彈的因素： 材料的力學(xué)性能 相對(duì)彎曲半徑r/t 彎曲方式和校正力的大小 工件的形狀及其他減少?gòu)澢貜椀拇胧?改進(jìn)彎曲設(shè)計(jì) 盡量避免選用過(guò)大的相對(duì)彎曲半徑r/t. 在彎曲時(shí)加加強(qiáng)筋。 盡量選用彈性模量大，屈服極限小的材料，力學(xué)性能穩(wěn)定和板料厚度波動(dòng)小的材料。 采用適當(dāng)?shù)膹澢に?采用校正彎曲代替自由彎曲。 冷卻硬化材料需要退火，使其屈服極限降低。采用拉彎工藝彎曲相對(duì)彎曲半徑

28、很大的工件。 從模具結(jié)構(gòu)上采取措施4.2.1彎曲工藝及計(jì)算由此圖形分析可以得出：加工此工件采用彎曲工序,最小彎曲半徑：q235鋼在冷、硬化狀態(tài)下最小許可彎曲半徑為0.8t即： rmin=0.8*1.5=1.2mm此工件彎曲必然有回彈現(xiàn)象，為減小回彈必須采取的措施； 在彎曲區(qū)域壓制加強(qiáng)筋或邊翼 必要時(shí)可以采取先退火在彎曲的方法 改變模具形狀克服回彈圓半角r0.5t的彎曲件 lz=l1+2l2+2l3+1.2t =100+2*40+2*50+1.2*1.5=281.8mm彎曲的方式為自由彎曲的彎曲力 f自=0.7kbt2b/r+t k安全系數(shù)1.3 b彎曲的寬度mm t彎曲材料的厚度mm r彎曲的

29、內(nèi)彎曲半徑mm b材料的抗拉強(qiáng)度mpa f自=0.7kbt2b/r+t =0.7*1.3*60*1.52329/(2+1.5) =18696.6n校正彎曲時(shí)的彎曲力 f校=ap a校正部分的投影面積（mm) p單位面積的校正力mpa查表可以得出： p=150mpa f校=ap=(200*60)*150=1800000n考慮到安全起見(jiàn)，將二次彎曲的自由彎曲力f1和校正彎曲f2合在一起，即沖壓力為： f0=f1+f2=18696.6+1800000=1818696.6181.87kn故：選用400kn的沖床故： f推=3*0.055*323841.375=16192.069n4.3翻邊工序及工藝翻

30、邊是利用模具將工序件的孔邊或外邊緣翻成豎直的直邊。對(duì)工件的孔進(jìn)行翻邊成為內(nèi)緣翻邊，簡(jiǎn)稱為翻孔。對(duì)工件的外緣進(jìn)行翻邊成為外緣翻邊。翻邊與彎曲不同，彎曲主要是折彎線為直線，切向沒(méi)有變形，而翻邊是折彎線為曲線，切向有變形，并且常常是主要的變形。翻邊圖如4-4所示：圖4-44.3.1圓孔翻邊圓孔翻邊的變形程度： kf=d0/d kf變形程度 d0翻邊前底孔的直徑 d翻邊后的中徑圓孔翻邊毅力狀態(tài)如4-5圖所示：圖4-5影響翻邊的因素; 材料的塑性 底孔斷面質(zhì)量 板料的相對(duì)厚度翻邊凸模的形狀圓孔翻邊的計(jì)算;平面沖底孔后翻邊 do=d-2(h-0.43rd-0.72t)拉伸后沖孔再翻邊 do=dkfmin

31、最大翻邊高度f(wàn)min確定之后，邊可按以下公式計(jì)算 h1=h-hmax+rp=t4.3.2非圓孔翻邊:非圓孔翻邊的特點(diǎn); 非圓孔翻邊的底孔形狀一般有圓弧段和直線段組成，常見(jiàn)的孔底形狀有長(zhǎng)圓形、圓弧連接的四角邊形等。非圓孔翻邊的系數(shù); kf=kf/180kf翻邊系數(shù) 圓弧中心角4.3.3翻邊力的計(jì)算 f=1.1（ddo)ts d翻孔后的直徑 mm do翻邊底孔直徑 mm t板料厚度 mm s板料屈服應(yīng)力 mpa凸模翻邊的計(jì)算; f=1.2kodtb ko翻邊系數(shù) b板料抗拉強(qiáng)度 mpa翻邊力系數(shù)翻邊系數(shù)kf=d0/d翻邊力系數(shù)ko0.50.20.250.60.140.180.70.080.120.

32、80.050.07第五章 模具零部件5.1工作部分零部件5.1.1 沖孔凸模 凸模的固定結(jié)構(gòu)及固定方式：凸模的形狀可以分為圓形凸模和飛圓形凸模。由分析可得此工件加工的凸模為圓形凸模，模具固定。沖孔凸模之間模板配合部分按過(guò)度配合（h7/m6或h7/n6)制造，最大直徑的作用是形成臺(tái)肩，以便固定，保證工作時(shí)凸模不被拉出。凸模長(zhǎng)度的計(jì)算采用固定卸料板和導(dǎo)料板時(shí) l=h1+h2+h3+h采用彈壓卸料板時(shí) l=h1+h2+t+h h1凸模固定板厚度 h2卸料板的厚度 h3導(dǎo)料板的厚度 h增加長(zhǎng)度（增加凸模進(jìn)入凹模深度1mm，凸模固定板與卸料板之間的 安全距離為20mm）此工件采用固定卸料板和導(dǎo)料板加工：

33、即： =123 h1= 40mm 2= 25mm 3= 10mm = 20mm =123 =20+15+10+20 =65mm沖孔凸模形狀如：51圖所示：圖凹模結(jié)構(gòu)及固定方式：如52圖所示：圖凹模刃口形狀的選擇：如53圖所示圖刃口的主要參數(shù)： =15 =2凹模的輪廓尺寸確定凹模的厚度： = (15mm)凹模的壁厚： =(1.5-2) (30-40mm) b凹模刃口的最大尺寸 mm k系數(shù)查表可以得出: k=0.2由此可以得出： h=0.2*35=7mm c=1.5*7=10.5mm凸、凹模采取鑲拼結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)的原則： 改善加工的工藝性，減少鉗工的工作量，提高模具的精度。 便于裝配和維修。 滿足沖

34、壓的工藝要求，提高沖件的質(zhì)量。鑲拼結(jié)構(gòu)的固定方法： 平面式固定 嵌入式固定 壓入式固定 斜楔式固定鑲拼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 節(jié)約了模具鋼，降低了模具成本。 避免了應(yīng)力集中。 拼塊便于加工，刃口尺寸和沖裁間隙容易控制和調(diào)整，模具精度高， 壽命長(zhǎng)。便于維修和更換。 拼塊之間的尺寸精度要求嚴(yán)格，裝配 復(fù)雜。5.1.2凸、凹模的設(shè)計(jì)彎曲半徑的選用：凸模彎曲半徑的選用：當(dāng)彎曲的相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí)，凸模的圓角半徑r凸可以取彎曲件的彎曲半徑，但是不能小于最小圓角半徑。當(dāng)彎曲的相對(duì)彎曲半徑r/t較大時(shí)，凸模的圓角半徑應(yīng)根據(jù)彎曲件的回彈值作相應(yīng)的修改。凹模彎曲半徑的選用： r凹不能過(guò)小。 兩邊的圓角半徑應(yīng)一致。 生

35、產(chǎn)是應(yīng)按照厚度與凹模的圓角半徑。凹模彎曲半徑的確定 材料厚度t/mm 2 2-4 4凹模圓角半徑r（36)（23） 2由圖形分析可以得出：凸模的圓角半徑為r2 凹模的圓角半徑為r4 凹模深度：t=1.5 h=22 l0=20彎曲凸凹模之間的間隙：此工件為u形，凸凹之間的間隙值對(duì)于彎曲件回彈、表面質(zhì)量和彎曲力均有很大的影響。間隙越大，回彈越大；間隙越小，回彈越小，則零件的邊緣變薄，凹模摩擦加劇，會(huì)降低凹模的使用壽命。計(jì)算公式： =max+彎曲凸、凹模之間的間隙 工件材料的厚度 max工件的最大厚度c間隙系數(shù)由查表可得：=0.05 =1.5 max=2 =max+=20.051.5=2.075mm

36、凸凹模尺寸公差：一般取用it9級(jí)5.2定位零部件為了保證模具的正常工作和沖出合格的沖裁件，必須保證坯料的或工件對(duì)模具的工作刃口處于正確的位置，即必須對(duì)坯料或工序定位。條料在模具平面中有兩個(gè)方向的限位： 在與送料方向垂直的方向上限位，保證條沿正確的方向送進(jìn)，稱為送進(jìn)導(dǎo)向，俗語(yǔ)送進(jìn)導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料班、側(cè)壓板等。 在送料方向上限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距），稱為送料定距，屬于送料定距的定位零件有始用擋料銷、擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等。分析該制件應(yīng)采取“送料定距方式與零件”加工方式加工。5.2.1固定擋料銷 如54圖所示圖5.2.2活動(dòng)擋料銷采用橡膠彈頂料裝置如55圖所示：圖5.2.3側(cè)

37、刃在連續(xù)模中，未來(lái)先的限定條料的送料距離，在條料側(cè)邊沖切一定形狀的缺口的凸模，稱為側(cè)刃。側(cè)刃定位的優(yōu)點(diǎn)：定位精度高、可靠、保證有較高的送料精度和生產(chǎn)率側(cè)刃定位的缺點(diǎn)是：增加了材料的消耗和沖裁力 使用的精度和生產(chǎn)效率高較高的沖裁;不宜擋料銷時(shí)，如果沖裁窄長(zhǎng)制件，送料的進(jìn)距小，不能安裝使用擋料裝置和固定擋料銷：沖裁薄料（0.5mm），因其剛性差，不便抬起送進(jìn)。且采用導(dǎo)正銷會(huì)壓彎孔邊而達(dá)不到精度定位；或沖裁件側(cè)邊需沖出一定的形狀，有側(cè)刃一同完成時(shí)。截面形狀分為：長(zhǎng)方形側(cè)刃和成形側(cè)刃此圖材料厚度： =1.5mm 故采用長(zhǎng)方形側(cè)刃加工 側(cè)刃如56圖所示：圖5.2.4導(dǎo)正銷作用：消除送料導(dǎo)向和送料定距或定

38、位班等粗定位誤差。尺寸的計(jì)算： 1=t導(dǎo)正銷的基本尺寸 mmt沖孔凸模的直徑 mm導(dǎo)銷與沖孔凸模的差值材料厚度 t mm沖 孔 凸 模 直 徑 dt1.5661010161624243232421.50.040.060.060.080.090.101.530.050.070.080.100.120.14350.060.080.100.120.160.18由查表可得： t35mm 0.14mm故： 1=t=350.14=34.86mm 1=t =200.14=19.86mm故采用d型導(dǎo)料銷導(dǎo)正；結(jié)構(gòu)如57圖：圖5.2.5定位銷：如58圖所示圖5.2.6螺釘與銷釘此模具加工選用內(nèi)六角螺釘和圓柱銷釘

39、，其中m6m12的螺釘和410mm的銷釘。在模具設(shè)計(jì)注意一下幾點(diǎn)： 螺釘布局均勻 螺釘之間、螺釘與銷釘之間的距離，螺釘、銷釘距刃口及外邊緣的距離，均不應(yīng)過(guò)小，以防止降低模具的強(qiáng)度。 內(nèi)六角螺釘通過(guò)孔及其螺釘裝配尺寸應(yīng)合理。 連接件的銷孔應(yīng)配合加工，以保證精度，銷釘孔與銷釘采用h7/m6或h7/n6過(guò)渡配合。 彈壓卸料板上的卸料螺釘用于連接卸料板，主要承受拉應(yīng)力。5.2.7卸料裝置材料的厚度 0.5mm 所以采用的彈壓卸料裝置凸臺(tái)部分的高度： =（0.10.3)卸料板凸臺(tái)高度 mm 導(dǎo)料板高度 mm 板料厚度 mm故： =（0.10.3) =100.21.5=9.7 mm如59圖所示： 圖 卸料

40、板 彈性元件5.2.8推件和頂件裝置 推件和頂件裝置的目的是從凹模中卸下沖裁件或廢件。向下推出的機(jī)構(gòu)稱為推件，一般向上模內(nèi)；向上頂出的機(jī)構(gòu)成為頂件，一般在下模內(nèi)。工件應(yīng)用頂出機(jī)構(gòu)如410圖所示： 圖 打桿 推板5.2.9固定板固定板的設(shè)計(jì)應(yīng)注意一下幾點(diǎn)： 凸模與固定板的厚度一般取凹模厚度的0.50.8倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同，但是應(yīng)考慮禁錮螺釘及銷釘?shù)奈恢谩?固定板上的凸模安裝孔與凸模采用過(guò)渡配合h7/m6.凸模壓裝后端面要與固定板一起磨平。 固定板的上、下面應(yīng)磨平，并與凸模安裝孔的軸線垂直。固定板的基面和壓裝配合面的表面粗糙度ra1.60.8um，另一非基準(zhǔn)面可適當(dāng)降低要求

41、。 固定板材料一般采用q235或45鋼制造，無(wú)需熱處理。5.2.10墊板、定位板墊板的作用：直接承受和擴(kuò)散傳遞的壓力，以降低模座所承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，從而影響模具的正常工作。模座所承受的壓力大?。?凸模頭部端面對(duì)模座單位的壓力凸模承受的總壓力 凸模頭部端面支撐面積mm 模座材料的許用應(yīng)力模板材料bc）/mpa鑄鐵ht25090140鑄鋼zg31057010150定位板的厚度確定材料厚度1 1335高度（厚度）h+2 +1由此可以得出：定位板的材料的厚度為： 1.512.5mm5.3模架及零部件5.3.1模具模架模架有兩大類： 導(dǎo)柱模具 導(dǎo)板模模架導(dǎo)柱模具精度高、使用壽命長(zhǎng)、主要用于高精度、高壽命的硬質(zhì)合金模、薄材料的沖裁模具一級(jí)高速精密連續(xù)模。導(dǎo)板模模架作為凸模導(dǎo)向作用的彈壓導(dǎo)板與下模以導(dǎo)柱導(dǎo)套為導(dǎo)向構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。在實(shí)際工作中主要用于連續(xù)模中。此圖采用的模架結(jié)構(gòu)為導(dǎo)柱模具模架如圖形如411所示： 圖55.3.2模柄模柄是上模和壓力機(jī)得連接零件。要求： 與壓力機(jī)滑塊的?？渍_配合，安裝可靠。 與上模正確而可靠的連接。此模具采用浮動(dòng)模柄,主要的特點(diǎn)：壓力機(jī)得壓力通過(guò)凹球面模柄和