畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）機(jī)床中心軸托架模具及其彎曲工藝設(shè)計(jì)（含全套圖紙）

1、全套cad圖紙，聯(lián)系qq153893706第一章 緒論1一、沖壓成形工藝于理論研究1二、沖壓加工自動(dòng)化和柔性化2三、沖模cad/cam2第二章 軟件介紹3一、ug nx的技術(shù)3二、ug nx的優(yōu)勢(shì)4三、ug nx主要功能4第三章 工藝分析6一、工件分析6二、確定工藝方案8三、工藝方案的比較9四、毛坯展開(kāi)尺寸計(jì)算10五、彎外角的計(jì)算10六、彎內(nèi)角的計(jì)算11七、凸凹模寬度尺寸的計(jì)算12八、排樣方案及其計(jì)算12九、各工序沖壓力的計(jì)算和設(shè)備的選取13十、制定工藝卡片14第四章 彎外角模具結(jié)構(gòu)件的選擇15一、模架設(shè)計(jì)15二、沖模閉合高度計(jì)算16三、模柄17四、壓力中心的計(jì)算17五、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18六

2、、卸料裝置18七、卸料彈簧的選擇和安裝20八、定位裝置22九、模具的總裝圖及爆炸圖26第五章 彎內(nèi)角模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27一、模架27二、模柄27三、凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27四、推件裝置29五、定位裝置30六、凹模固定板31七、螺釘和螺銷(xiāo)31八、模具總裝圖及爆炸圖32第六章 總結(jié)33參考文獻(xiàn)34致謝36附頁(yè)37第一章 緒論 沖壓是通過(guò)模具對(duì)板材施加壓力或拉力，使板材發(fā)生塑性變形，同時(shí)對(duì)板料施加剪切力使板材分離，從而獲得一定尺寸、形狀和性能零件的加工方法。由于沖壓加工經(jīng)常在材料冷狀態(tài)下進(jìn)行，因此也稱(chēng)為冷沖壓。沖壓加工的原材料一般是板材或帶材，故也稱(chēng)為板材沖壓。沖壓加工需要研究沖壓工藝和模具兩個(gè)方面的問(wèn)題。根

3、據(jù)通用的分類(lèi)方法：沖壓工藝可以分為分離工序和成形工序兩大類(lèi)。沖壓加工有其自身的優(yōu)勢(shì)，其缺點(diǎn)在于沖模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具制造價(jià)格較高。因此沖壓加工一般只適用于大批量、單一品種的生產(chǎn)。目前為了解決這方面的問(wèn)題，正在努力發(fā)展某些簡(jiǎn)易沖模，如聚氨酯橡膠沖模、低合金沖模以及采用通用組合沖模、鋼皮模等，同時(shí)也在進(jìn)行沖壓加工中心等新型設(shè)備和工藝的研究。一、沖壓成形工藝于理論研究由于引入了計(jì)算機(jī)輔助工程（cae），沖壓成形已從原來(lái)對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元分析，逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過(guò)程的的模擬和分析以實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在沖壓毛坯設(shè)計(jì)方面也開(kāi)展了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以對(duì)排樣或拉伸毛坯進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在現(xiàn)階段

4、，沖壓成形已走向計(jì)算機(jī)輔助工程化和智能化的發(fā)展道路，沖壓成形已從原來(lái)的經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析階段開(kāi)始進(jìn)入有沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)階段。很多研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行沖壓成形性能和成形極限、沖壓件成型難度的判定以及成行預(yù)測(cè)等技術(shù)的預(yù)測(cè)。二、沖壓加工自動(dòng)化和柔性化為適應(yīng)大批量、高效生產(chǎn)的需要，在沖壓模具和設(shè)備上廣泛應(yīng)用了各種自動(dòng)化的進(jìn)、出料機(jī)構(gòu)。對(duì)于大型沖壓件，例如汽車(chē)覆蓋件，專(zhuān)門(mén)配置了機(jī)械手或機(jī)器人，這不僅大大提高了沖壓件的生產(chǎn)品質(zhì)和生產(chǎn)率，而且也增加了沖壓工作和沖壓工人的安全性。在中小件的大批生產(chǎn)方面，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用多工位級(jí)進(jìn)模、多工位壓力機(jī)或高速壓力機(jī)。在小批量多品種生產(chǎn)方面，正在發(fā)展柔性制造系統(tǒng)（fms），為

5、了適應(yīng)多品種生產(chǎn)時(shí)不斷更換模具的需要，已成功的發(fā)展了一種快速轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，現(xiàn)在，換一副大型沖壓模具，僅需要68min即可完成。此外，近年來(lái)，集成制造系統(tǒng)（cims）也正被引入沖壓加工系統(tǒng)，出現(xiàn)了沖壓加工中心，并且使設(shè)計(jì)、沖壓生產(chǎn)、零件運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、品質(zhì)檢驗(yàn)以及生產(chǎn)管理等全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。三、沖模cad/cam沖模cad/cam系統(tǒng)的發(fā)展是隨著cad/cam技術(shù)以及現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法的發(fā)展而不斷發(fā)展的，從最初以二維圖形技術(shù)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)發(fā)展到了目前的以三維圖形技術(shù)及特征構(gòu)形為主要特點(diǎn)的階段。(1) 國(guó)外沖模cad/cam的發(fā)展概況 國(guó)外于20世紀(jì)60年代末開(kāi)始模具cad/cam研究，20世紀(jì)70年代已投入

6、生產(chǎn)使用。如美國(guó)的diecomp公司于1973年研制成功計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模的pddc系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括產(chǎn)品圖形于材料特性的輸入；在輸入的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇、凹模排樣、凸模和其他嵌件設(shè)計(jì)，最后繪制模具總裝圖和零件圖及nc編程。汽車(chē)覆蓋件模具cad/cam的研究在世界各大汽車(chē)公司均取得成效。其中日本豐田汽車(chē)公司于1965年將數(shù)控技術(shù)用于模具加工，1980年開(kāi)始采用模具cad/cam系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括ntdfe和cadeett兩個(gè)設(shè)計(jì)軟件及加工凸凹模的tinca軟件，可完成車(chē)身外形設(shè)計(jì)、車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、沖模cad、主模型及沖模加工、夾具加工等。沖模cad主要應(yīng)用三維幾何構(gòu)形與圖形變換的功能，

7、其中有關(guān)工藝成型性能的評(píng)價(jià)，應(yīng)用有限元分析方法和幾何模擬方法。該系統(tǒng)投入使用后?？墒垢采w件成型模的設(shè)計(jì)與加工時(shí)間縮短50%。美國(guó)通用汽車(chē)公司、福特汽車(chē)公司和英國(guó)psf公司均已建立覆蓋件拉延成型模cad/cam系統(tǒng)，特別是福特汽車(chē)公司在覆蓋件塑性成形方面取得很大成就，應(yīng)用大應(yīng)變彈塑性有限元方法，模擬覆蓋件的成型過(guò)程，預(yù)測(cè)其中的應(yīng)力、應(yīng)變分布，失穩(wěn)破裂及回彈的計(jì)算等。（2）國(guó)內(nèi)沖模cad發(fā)展概況由于我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展較晚，于20世紀(jì)80年代才開(kāi)始模具cad/cam的研究。到目前為止，先后通過(guò)國(guó)家有關(guān)部門(mén)鑒定的有：1984年華中科技大學(xué)建成的精沖模cad/cam系統(tǒng)，1985年機(jī)電研究院建成的沖裁模

8、cad/cam系統(tǒng)。1986華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)建成的沖裁模cad/cam系統(tǒng)，隨后相繼又有西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)等開(kāi)展了拉延模、彎曲級(jí)進(jìn)模cad/cam以及精沖級(jí)進(jìn)模cad/cam的研究。從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始，華中科技大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在深入分析級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將基于特征的特征的設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于級(jí)進(jìn)模cad/cam系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)上，于1999年在autocad軟件平臺(tái)上建成了基于基于特征的級(jí)進(jìn)模cad/cam集成系統(tǒng)（hmjc系統(tǒng)）。系統(tǒng)共分：鈑金零件的特征造型，基于特征的沖壓工藝設(shè)計(jì)（條料排樣），模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)，級(jí)進(jìn)模標(biāo)準(zhǔn)設(shè)件和典型結(jié)構(gòu)建庫(kù)工具，

9、線切割自動(dòng)編程共5大模塊。其中，鈑金零件的特征造型模塊主要用于將鈑金零件的產(chǎn)品信息輸入計(jì)算機(jī)，建立鈑金零件的特征模型，為后續(xù)的工藝及模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供信息。基于特征的沖壓工藝設(shè)計(jì)模塊可實(shí)現(xiàn)鈑金零件自動(dòng)展開(kāi)、毛坯排樣及沖壓工序設(shè)計(jì)、工位布置、工藝參數(shù)設(shè)計(jì)等。由于在沖壓工藝設(shè)計(jì)時(shí)需考慮眾多因素，所以該模塊提供進(jìn)行交互設(shè)計(jì)的各種操作命令，以便用戶(hù)快速確定設(shè)計(jì)結(jié)果。模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)模塊則為用戶(hù)提供設(shè)計(jì)模具總裝結(jié)構(gòu)及模具零件的相關(guān)功能，使用戶(hù)可方便的設(shè)計(jì)出級(jí)進(jìn)模，并輸出符合用戶(hù)要求的總裝圖與模具零件圖。級(jí)進(jìn)模標(biāo)準(zhǔn)件和典型結(jié)構(gòu)建庫(kù)工具用于建立用戶(hù)的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)和典型結(jié)構(gòu)庫(kù)，它面向用戶(hù)開(kāi)放，可按需要進(jìn)行添加刪除

10、和修改。第二章 軟件介紹一、ug nx的技術(shù)ug是unigraphics的縮寫(xiě)，這是一個(gè)交互式cad/cam(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造)系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著pc硬件的發(fā)展和個(gè)人用戶(hù)的迅速增長(zhǎng)，在pc上的應(yīng)用取得了迅猛的增長(zhǎng)，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個(gè)主流應(yīng)用。ug的開(kāi)發(fā)始于1990年7月，它是基于c語(yǔ)言開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的。ug nx是一個(gè)在二和三維空間無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上使用自適應(yīng)多重網(wǎng)格方法開(kāi)發(fā)的一個(gè)靈活的數(shù)值求解偏微分方程的軟件工具。其設(shè)計(jì)思想足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對(duì)許多不同的應(yīng)用再利用。一個(gè)給定過(guò)程的有效

11、模擬需要來(lái)自于應(yīng)用領(lǐng)域(自然科學(xué)或工程)、數(shù)學(xué)(分析和數(shù)值數(shù)學(xué))及計(jì)算機(jī)科學(xué)的知識(shí)。然而，所有這些技術(shù)在復(fù)雜應(yīng)用中的使用并不是太容易。這是因?yàn)榻M合所有這些方法需要巨大的復(fù)雜性及交叉學(xué)科的知識(shí)。最終軟件的實(shí)現(xiàn)變得越來(lái)越復(fù)雜，以致于超出了一個(gè)人能夠管理的范圍。一些非常成功的解偏微分方程的技術(shù)，特別是自適應(yīng)網(wǎng)格加密（adaptivemeshrefinement）和多重網(wǎng)格方法在過(guò)去的十年中已被數(shù)學(xué)家研究，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)展，特別是大型并行計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了許多新的可能。ug的目標(biāo)是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù)，即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密、多重網(wǎng)格和并行計(jì)算，為復(fù)雜應(yīng)用問(wèn)題的求解提供一個(gè)靈活的可再使用的軟件基

12、礎(chǔ)。ug nx的結(jié)構(gòu)一個(gè)如ug nx這樣的大型軟件系統(tǒng)通常需要有不同層次抽象的描述。ug具有三個(gè)設(shè)計(jì)層次，即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(architecturaldesign)、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)(subsystemdesign)和組件設(shè)計(jì)(componentdesign)。至少在結(jié)構(gòu)和子系統(tǒng)層次上，ug是用模塊方法設(shè)計(jì)的并且信息隱藏原則被廣泛地使用。所有陳述的信息被分布于各子系統(tǒng)之間。 二、ug nx的優(yōu)勢(shì)來(lái)自siemens plm 的 nx 使企業(yè)能夠通過(guò)新一代數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)向產(chǎn)品全生命周期管理轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。 nx 包含了企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的集成應(yīng)用套件，用于產(chǎn)皮設(shè)計(jì)、工程和制造全范圍的開(kāi)發(fā)過(guò)程。 ug設(shè)計(jì)圖

13、如今制造業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)是，通過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新，在持續(xù)的成本縮減以及收入和利潤(rùn)的逐漸增加的要求之間取得平衡。為了真正地支持革新，必須評(píng)審更多的可選設(shè)計(jì)方案，而且在開(kāi)發(fā)過(guò)程中必須根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)中所獲得的知識(shí)更早地做出關(guān)鍵性的決策。nx 是 ugs plm 新一代數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，它可以通過(guò)過(guò)程變更來(lái)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品革新。 nx 獨(dú)特之處是其知識(shí)管理基礎(chǔ)，它使得工程專(zhuān)業(yè)人員能夠推動(dòng)革新以創(chuàng)造出更大的利潤(rùn)。 nx 可以管理生產(chǎn)和系統(tǒng)性能知識(shí)，根據(jù)已知準(zhǔn)則來(lái)確認(rèn)每一設(shè)計(jì)決策。nx 建立在為客戶(hù)提供無(wú)與倫比的解決方案的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，這些解決方案可以全面地改善設(shè)計(jì)過(guò)程的效率，削減成本，并縮短進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。

14、通過(guò)再一次將注意力集中于跨越整個(gè)產(chǎn)品生命周期的技術(shù)創(chuàng)新， nx 的成功已經(jīng)得到了充分的證實(shí)。這些目標(biāo)使得 nx 通過(guò)無(wú)可匹敵的全范圍產(chǎn)品檢驗(yàn)應(yīng)用和過(guò)程自動(dòng)化工具，把產(chǎn)品制造早期的從概念到生產(chǎn)的過(guò)程都集成到一個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理和協(xié)同的框架中。 三、ug nx主要功能（1）工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)格造型 nx 為那些培養(yǎng)創(chuàng)造性和產(chǎn)品技術(shù)革新的工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)格提供了強(qiáng)有力的解決方案。利用 nx 建模，工業(yè)設(shè)計(jì)師能夠迅速地建立和改進(jìn)復(fù)雜的產(chǎn)品形狀， 并且使用先進(jìn)的渲染和可視化工具來(lái)最大限度地滿(mǎn)足設(shè)計(jì)概念的審美要求。 產(chǎn)品設(shè)計(jì) nx 包括了世界上最強(qiáng)大、最廣泛的產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用模塊。 nx 具有高性能的機(jī)械設(shè)計(jì)和制圖功能，

15、為制造設(shè)計(jì)提供了高性能和靈活性，以滿(mǎn)足客戶(hù)設(shè)計(jì)任何復(fù)雜產(chǎn)品的需要。 nx 優(yōu)于通用的設(shè)計(jì)工具，具有專(zhuān)業(yè)的管路和線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)、鈑金模塊、專(zhuān)用塑料件設(shè)計(jì)模塊和其他行業(yè)設(shè)計(jì)所需的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用程序。 （2）仿真、確認(rèn)和優(yōu)化nx 允許制造商以數(shù)字化的方式仿真、確認(rèn)和優(yōu)化產(chǎn)品及其開(kāi)發(fā)過(guò)程。通過(guò)在開(kāi)發(fā)周期中較早地運(yùn)用數(shù)字化仿真性能，制造商可以改善產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減少或消除對(duì)于物理樣機(jī)的昂貴耗時(shí)的設(shè)計(jì)、構(gòu)建，以及對(duì)變更周期的依賴(lài)。 nc加工ug nx加工基礎(chǔ)模塊提供聯(lián)接ug所有加工模塊的基礎(chǔ)框架，它為ug nx所有加工模塊提供一個(gè)相同的、界面友好的圖形化窗口環(huán)境，用戶(hù)可以在圖形方式下觀測(cè)刀具沿軌跡運(yùn)動(dòng)的情況并可對(duì)其

16、進(jìn)行圖形化修改：如對(duì)刀具軌跡進(jìn)行延伸、縮短或修改等。該模塊同時(shí)提供通用的點(diǎn)位加工編程功能，可用于鉆孔、攻絲和鏜孔等加工編程。該模塊交互界面可按用戶(hù)需求進(jìn)行靈活的用戶(hù)化修改和剪裁，并可定義標(biāo)準(zhǔn)化刀具庫(kù)、加工工藝參數(shù)樣板庫(kù)使初加工、半精加工、精加工等操作常用參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，以減少使用培訓(xùn)時(shí)間并優(yōu)化加工工藝。ug軟件所有模塊都可在實(shí)體模型上直接生成加工程序，并保持與實(shí)體模型全相關(guān)。 ug nx的加工后置處理模塊使用戶(hù)可方便地建立自己的加工后置處理程序，該模塊適用于目前世界上幾乎所有主流 nc機(jī)床和加工中心，該模塊在多年的應(yīng)用實(shí)踐中已被證明適用于軸或更多軸的銑削加工、軸的車(chē)削加工和電火花切割線。 （3）模

17、具設(shè)計(jì)ug是當(dāng)今較為流行的一種模具設(shè)計(jì)軟件，主要是因?yàn)槠涔δ軓?qiáng)大。模具設(shè)計(jì)的流程很多，其中分模就是其中關(guān)建的一步。分模有兩種：一種是自動(dòng)的，另一種是手動(dòng)的，當(dāng)能也不是純粹的手動(dòng)，也要用到自動(dòng)分模工具條的命令，即模具導(dǎo)向。自動(dòng)分模的過(guò)程 1. 分析產(chǎn)品，定位坐標(biāo)，使z軸方向和脫模方向一致。 2.塑模部件驗(yàn)證，設(shè)置顏色面。 3.補(bǔ)靠破孔 4.拉出分型面 5.抽取顏色面，將其與分型面和補(bǔ)孔的片體縫合，使之成為一個(gè)片體。 6.做箱體包裹整個(gè)產(chǎn)品，用5縫好的片體分割。 7.分出上下模具后，看是那個(gè)與產(chǎn)品重合，重合的那邊用產(chǎn)品求差就可以了。 手動(dòng)分模的步驟就大概就這樣，手動(dòng)分模具有很大的優(yōu)勢(shì)，是利用mol

18、dwizard分模所達(dá)不到的，在現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)分?；旧鲜切胁煌ā５抢锩娴拿钍潜容^的好用的，我們可以用的有關(guān)命令來(lái)提高我們的工作效率。 開(kāi)發(fā)解決方案nx 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)解決方案完全支持制造商所需的各種工具，可用于管理過(guò)程并與擴(kuò)展的企業(yè)共享產(chǎn)品信息。 nx 與 ugs plm 的其他解決方案的完整套件無(wú)縫結(jié)合。這些對(duì)于 cad 、 cam 和 cae 在可控環(huán)境下的協(xié)同、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字化實(shí)體模型和可視化都是一個(gè)補(bǔ)充。 ug主要客戶(hù)包括，通用汽車(chē)，通用電氣，福特，波音麥道，洛克希德，勞斯萊斯，普惠發(fā)動(dòng)機(jī)，日產(chǎn)，克萊斯勒，以及美國(guó)軍方。幾乎所有飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和大部分汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)都采用ug進(jìn)行設(shè)計(jì)，充

19、分體現(xiàn)ug在高端工程領(lǐng)域，特別是軍工領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力。在高端領(lǐng)域與catia并駕齊驅(qū)。 第三章 工藝分析加工工藝的確定需要考慮多種因素，最重要的是要兼顧質(zhì)量與效率。下面將對(duì)托架的加工工藝選擇做詳細(xì)闡述。1、 工件分析此模具用于加工下圖所示的機(jī)床中心軸托架，材料為08鋼。 圖3-1 工件二維圖根據(jù)所給出的的零件二維圖，首先在ug中運(yùn)用參數(shù)化建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)零件的三維建模，如右圖所示圖3-2 工件三維圖該工件是中心軸托架工件，10mm孔內(nèi)裝有心軸，托架通過(guò)4個(gè)5孔與機(jī)身連接，為保證良好的裝配工件，5個(gè)孔的公差等級(jí)均為it9級(jí)，表面不允許有嚴(yán)重的劃傷，該零件選用08鋼，其彎曲半徑均大于該種材料的最小彎曲半

20、徑，且工件精度要求不高，不需要校形，所有的孔可用高精度沖模沖出。因此，該零件還可以用冷沖壓加工成形。本設(shè)計(jì)只考慮工件的彎曲。彎曲件的工藝性主要考慮以下幾個(gè)方面。（1） 彎曲半徑 彎曲件的彎曲半徑不宜過(guò)大和過(guò)小。過(guò)大因受回彈的影響，彎曲件的精度不宜保證；過(guò)小時(shí)會(huì)產(chǎn)生拉裂。彎曲半徑應(yīng)大于材料的許可最小半徑，否則應(yīng)采用多次彎曲并增加中間退火的的工藝，或者是先在彎曲角內(nèi)側(cè)壓槽后再進(jìn)行彎曲。（2）直邊高度保證彎曲件直邊平直的直邊高度h不應(yīng)小于2t(t為彎曲件厚度)，否則需先壓槽或加高直邊（彎曲后再切掉），如圖3-3所示。（3） 孔邊距如果彎曲毛坯上有預(yù)先沖制的孔，為使孔不發(fā)生變化，必需使孔置于變形區(qū)之外

21、，即孔邊距l(xiāng)（圖3-4）應(yīng)符合以下關(guān)系。 當(dāng)彎曲件厚度t1.5mm）,中心孔10mm孔邊距為7.5mm（1.5mm）,均滿(mǎn)足要求。 （4）形狀與尺寸的對(duì)成性 彎曲件的形狀與尺寸應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng)，高度也不應(yīng)相差太大。當(dāng)沖壓不對(duì)稱(chēng)彎曲件時(shí)，因受力不均勻，毛坯容易偏移，尺寸不易保證。為防止毛坯的偏移，在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)考慮增設(shè)壓料板、定位銷(xiāo)等定位零件。如圖3-1所示，本次設(shè)計(jì)的工件形狀完全對(duì)稱(chēng)。 （5）部分邊緣彎曲當(dāng)局部彎曲某一段邊緣時(shí)，為了防止在交界處由于應(yīng)力集中而產(chǎn)生斷裂，可預(yù)先沖裁卸荷孔或切槽，也可以將彎曲線移動(dòng)一段距離，以遠(yuǎn)離尺寸突變處。二、確定工藝方案根據(jù)給出的工件結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析得出：沖壓該零件

22、所需的基本孔為沖孔、落料及彎曲，其彎曲工藝方案有三種，因此，沖壓工藝方案可以有以下幾種。方案一：首先為沖孔（10mm）和落料的復(fù)合，然后為彎曲外部?jī)山遣⑹怪虚g預(yù)彎45，然后彎曲中間兩角，最后沖4個(gè)孔（5mm），彎曲部分如圖3-5所示。方案二：首先為沖孔（10mm）和落料的復(fù)合（同方案一），然后彎外部?jī)山牵缓髩簭澲虚g兩角，最后沖4個(gè)孔（5mm，同方案一），如圖3-6所示。圖3-5 方案一工件變形路線圖 圖3-6 方案二工件變形路線圖方案三：首先沖孔（10mm）和落料的復(fù)合（同方案一）直接壓彎四角，最后沖4個(gè)孔（5mm，同方案一）如下圖圖3-7 方案三工件變形路線圖方案四：沖孔（10mm），切斷

23、，彎外角，再?gòu)潈?nèi)角，最后沖4個(gè)5mm孔（同方案一）。方案五：沖孔（10mm），切斷，彎四角，沖4個(gè)5mm孔（同方案一）方案六：全部工序合并，采用帶料級(jí)進(jìn)沖壓成形。三、工藝方案的比較 綜合運(yùn)用彎曲模成型原理和模具設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)上述六個(gè)方案進(jìn)行比較，可以得出如下結(jié)論。方案一的優(yōu)點(diǎn)是：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，模具的制造周期短；工件的回彈容易控制，尺寸和形狀準(zhǔn)確，表面質(zhì)量高；除工序一外，各工序都能用10mm孔和一個(gè)側(cè)面定位，定位基準(zhǔn)一致且與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，操作也比較方便。缺點(diǎn)是：工序分散，所用模具、壓力機(jī)和操作人員較多，工作量較大。方案二和方案一相比，零件的回彈難以控制，尺寸和形狀不明確，且同樣存在工序分散、

24、勞動(dòng)量大、占用設(shè)備的缺點(diǎn)。方案三的工序比較集中，占用設(shè)備和人員少，但是模具壽命低，工件表面有劃傷，厚度變薄，回彈不易控制，尺寸的控制不夠精確。方案四的成形過(guò)程本質(zhì)與方案三相似。方案五本質(zhì)上業(yè)也與方案三相同，只是采用了結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的級(jí)進(jìn)復(fù)合模。方案六的特點(diǎn)是采用高度集中的連續(xù)模完成方案一中分散的各工序。其生產(chǎn)率很高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試、維修比較困難，制造周期長(zhǎng)。通過(guò)比較可以得出，當(dāng)進(jìn)行小批量生產(chǎn)時(shí)宜選擇方案一。但是進(jìn)行大量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)采用方案六，即級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)的方式。本次設(shè)計(jì)針對(duì)單件、小批量生產(chǎn)，故綜合各種因素，采用方案一。四、毛坯展開(kāi)尺寸計(jì)算 首先根據(jù)工件結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行毛坯展開(kāi)尺寸的計(jì)算，工件尺

25、寸如圖3-8所示 由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)式（3-12）可得 式中：li-直邊長(zhǎng)度； ri-彎曲半徑； x0-應(yīng)變中性層位移系數(shù)。 圖3-8 工件尺寸 考慮到彎曲時(shí)板料纖維的伸長(zhǎng)，實(shí)際毛坯取l=107mm。五、彎外角的計(jì)算 按照工藝方案一，首先應(yīng)彎兩45外角，故對(duì)其進(jìn)行工藝計(jì)算。 凸模圓角半徑：r/t =1.5/1.5 =1,大于其最小圓角半徑，則r凸=1.5mm。 由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)圓角半徑選用原則可知，t=1.5mm2mm時(shí)，r凹=（36）t,故取 彎曲件凹模深度l0的計(jì)算如圖5-9所示 凹模深度l0要適當(dāng)。若l0過(guò)小，則彎曲件兩端的自由部分長(zhǎng)，回彈大且不平直；如果l0過(guò)大，則凹模用料過(guò)多，

26、且需要較大行程的沖床。因此，l0的大小要根據(jù)彎曲件的要求確定。如彎曲件直邊的平直度要求高且沖床行程足夠大時(shí)，可采用較大的凹模深度。彎曲時(shí)，彎曲件全部被壓入凹模中。 圖3-9 首次彎曲尺寸通過(guò)粗略的幾何計(jì)算可得 考慮到下一次彎曲會(huì)是工件變薄伸長(zhǎng)，故l0取15mm。此時(shí)由于內(nèi)角的彎曲角度不大，故凸凹模的圓角半徑粗略設(shè)為r凸=10mm，r凹=20mm。如果彎曲零件的角度不等于90時(shí)，凸凹模的尺寸差值x與角度有一正切關(guān)系，其尺寸為 式中 a-正切差值， 。此處，x=0.621mm。此x對(duì)以后的凸凹模建模有用。由于v形零件彎曲時(shí)，凸模與凹模之間的間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的閉合高 度來(lái)控制的，因此不需要在設(shè)計(jì)制

27、造 模具時(shí)確定間隙。 圖3-10 彎外角計(jì)算示意圖 六、彎內(nèi)角的計(jì)算 與彎角的工藝分析計(jì)算相同，彎內(nèi)角的工藝計(jì)算如下： r/t =1.5/1.5 =1,大于其最小圓角半徑，則r凸=1.5mm。 由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)凸凹模的圓角半徑選取規(guī)則，t=1.5mmpy=153.5n 彈簧的參數(shù)為： 彈簧直徑d=2mm； 彈簧中徑d=14mm； 彈簧內(nèi)徑d1=d-d=12mm 彈簧外徑d2=d+d=16mm 有效圈數(shù)n、支承圈數(shù)n2和總?cè)?shù)n1 n1 =n2+n 由機(jī)械工程師手冊(cè)表4-42及沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)表2-11選n=6，n2=2，則n1=8。由沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)表2-11可知： 取

28、t=7mm，則 h0=nt+（n2-0.5）d=67+3=45(mm) 計(jì)算彈簧總壓縮量 hc=hy+hg+hx式中 hy彈簧預(yù)壓縮量，hy=h2py/p2，mm hg彈簧的工作行程，沖裁中hg=t+1（t為料厚），mm hx凸模總修模量，一般取410mm。彈簧變形量 式中 g剪切彈性模量。 因hg=2.5mm，hx=4mm，則 hc=23.579+6.5=30.07(mm) 校核總壓縮量 若hch2，則該彈簧需重新選擇。 由以上的計(jì)算可知hch2，彈簧可用。 卸料彈簧窩座的深度計(jì)算 彈簧窩座的深淺，將影響彈簧的卸料力的大小。沖模設(shè)計(jì)時(shí)，卸料力是按彈簧壓縮到最大容許壓縮量時(shí)的壓力計(jì)算的。因此，

29、彈簧窩座的深度，應(yīng)使沖模在閉合狀態(tài)時(shí)，彈簧壓縮到最大容許壓縮量。圖4-5為彈簧卸料的沖裁模。圖4-5 彈簧卸料沖裁模故彈簧窩座的深度為 式中 l彈簧的自由狀態(tài)長(zhǎng)度，mm； f彈簧的最大容許壓縮量，mm； h1卸料板厚度，mm； h2凸模高度，mm； t沖裁模厚度，mm； 上、下模刃口進(jìn)入量，=1mm； h3刃口修模量，h3=56mm。（2）彈簧的安裝雖然本次研究的是彎曲模而非沖裁模，但從圖4-5中可以知道和本次彎曲模的卸料裝置結(jié)構(gòu)大致相同，且計(jì)算分析過(guò)程也相似。故可以參考以上的沖裁模來(lái)計(jì)算彎曲模的卸料彈簧窩座如右圖所示。假設(shè)彈簧為原長(zhǎng)時(shí)，卸料板比凹模直邊高出5mm，而直邊高度為35mm，且卸料

30、板和凹模之間的距離為26mm，那么窩座深度為9.5mm。 圖4-6 卸料裝置結(jié)構(gòu)示意圖八、定位裝置為了限定被沖材料的進(jìn)給步距，并準(zhǔn)確地將工件安裝在沖模上設(shè)定位置，保證下一步工序的順利進(jìn)行，必須采用各種形式的定位裝置。沖模適用的定位零件有導(dǎo)料銷(xiāo)、導(dǎo)料板（導(dǎo)料尺）、擋料銷(xiāo)、定位板（釘）、導(dǎo)向銷(xiāo)、定距側(cè)刃和測(cè)壓裝置等。綜合各種因素，設(shè)計(jì)彎外角的模具結(jié)構(gòu)時(shí)，采用擋料銷(xiāo)和導(dǎo)料銷(xiāo)進(jìn)行粗定位。（1）擋料銷(xiāo)的設(shè)計(jì) 擋料銷(xiāo)（又稱(chēng)定位銷(xiāo)）主要用于定位，保證條料有準(zhǔn)確送料距。擋料銷(xiāo)有多種形式，分別用于不同的場(chǎng)合，如圓柱頭式擋料銷(xiāo)、鉤形擋料銷(xiāo)、回縮式擋料銷(xiāo)、活動(dòng)擋料銷(xiāo)、初始擋料銷(xiāo)等。本次模具設(shè)計(jì)選擇圓柱頭式擋料銷(xiāo)。此

31、種擋料銷(xiāo)一般裝在凹模上，其特點(diǎn)是銷(xiāo)的固定部分和工作部分的直徑相差較大，因此不會(huì)削弱凹模的強(qiáng)度。另外，這類(lèi)擋料銷(xiāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常用于帶固定及彈壓卸料板的模具中。 由沖壓模具簡(jiǎn)明手冊(cè)選基本尺寸：d=6mm，d1=3mm，h=3mm；l=8mm。其三維圖如圖4-7所示?？紤]到凹模的特殊結(jié)構(gòu)，將擋料板直接固定在卸料板上。使用條料或卷料沖裁時(shí)，一般用導(dǎo)料板或擋料銷(xiāo)來(lái)導(dǎo)正材料的送進(jìn)。其主要作用是對(duì)條料的送進(jìn)進(jìn)行定向，防止偏斜。其安裝位置一般是下模凹模口的上平面。本次設(shè)計(jì)選用導(dǎo)料板。 就制造方式而言，導(dǎo)料板與卸料板可以分開(kāi)制作，也可以制造成一體的。本次彎外角模具設(shè)計(jì)采用分開(kāi)導(dǎo)料板與卸料板分開(kāi)制造的方式。為 圖4

32、-7 固定擋料銷(xiāo)三維圖使條料順利通過(guò)，兩塊導(dǎo)料板互相之間的距離應(yīng)等于條料的最大寬度加上雙邊間隙值。無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)，條料寬度和導(dǎo)料板間距離按無(wú)側(cè)壓裝置的公式計(jì)算。在此次彎曲模具設(shè)計(jì)中由實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)選擇送料間隙為0.5mm。由于彎曲凹模的形狀非規(guī)則的特性，本次單獨(dú)設(shè)計(jì)擋料板，并用螺釘緊固與凹模上面。導(dǎo)料板得高度（h）參考實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)選取，在這里選h=6mm。導(dǎo)料板的厚度一般為材料厚度的2.54倍，材料厚度取小值。導(dǎo)料板的最小厚度為46mm，導(dǎo)板一般采用45鋼，工作側(cè)面粗糙度ra在1.6m以下。導(dǎo)料板的三維圖如圖4-8所示。圖4-8 導(dǎo)料板三維圖（2）導(dǎo)正銷(xiāo)的設(shè)計(jì)導(dǎo)正銷(xiāo)的類(lèi)型 在首次彎曲工序當(dāng)

33、中，采用10mm孔進(jìn)行定位，故采用導(dǎo)正銷(xiāo)進(jìn)行定位。導(dǎo)正銷(xiāo)又稱(chēng)導(dǎo)頭，作用原理是以尖圓頭一端先進(jìn)入預(yù)先沖出的定位孔，以導(dǎo)正送料中的誤差，起到精確定位的作用。導(dǎo)正銷(xiāo)主要應(yīng)用于跳步模上，消除側(cè)刃及擋料銷(xiāo)定位所造成的誤差，以獲得較精確的工件。導(dǎo)正銷(xiāo)有兩大類(lèi)型：凸模式導(dǎo)正銷(xiāo)和安裝在凸模上的短式導(dǎo)正銷(xiāo)。凸模式導(dǎo)正銷(xiāo)的形狀與沖導(dǎo)正孔的凸模一致，只是頭部增加了導(dǎo)正部分。它是利用條料上的工藝導(dǎo)正孔（即本設(shè)計(jì)中直徑10mm孔）進(jìn)行導(dǎo)正定位，導(dǎo)正定位精度高，得到廣泛應(yīng)用。短式導(dǎo)正銷(xiāo)一般是裝在第二工位凸模上，沖裁時(shí)它先伸入已沖好的導(dǎo)正孔內(nèi)，以保證內(nèi)孔與外形相對(duì)位置的精度，消除由于送料引起的誤差。導(dǎo)正銷(xiāo)的工作部分的形狀有

34、兩類(lèi)：r形導(dǎo)正銷(xiāo)頭部形狀和錐形導(dǎo)正銷(xiāo)頭部形狀。r形導(dǎo)正銷(xiāo)對(duì)導(dǎo)正孔直徑大小不加限制，能保證良好的導(dǎo)正精度，廣泛用于各種自動(dòng)沖壓模具中。錐形導(dǎo)正銷(xiāo)分為4種，對(duì)導(dǎo)正孔小的采用小錐度，對(duì)導(dǎo)正孔大的采用大錐度，既能保證條料導(dǎo)正定位精度，又不使頭部尺寸過(guò)大，在錐度與工作直徑相交處，可由一定角度的圓角光滑過(guò)渡。導(dǎo)正銷(xiāo)尺寸計(jì)算 導(dǎo)正銷(xiāo)與導(dǎo)正孔的配合間隙對(duì)制件精度有著直接的影響。一般情況下，配合間隙越大，定位精度越低，但配合間隙又不能過(guò)小，否則，由于間隙過(guò)小，導(dǎo)正銷(xiāo)磨損加快，被磨損的導(dǎo)正銷(xiāo)形狀不規(guī)則，不僅影響定位精度，而且當(dāng)上模回升時(shí)，條料因竄動(dòng)會(huì)卡死在導(dǎo)正銷(xiāo)上，影響模具正常工作。導(dǎo)正銷(xiāo)的直徑選取，要保證被導(dǎo)正

35、定位的條料在導(dǎo)正銷(xiāo)與導(dǎo)正孔有最大可能的偏心時(shí)，仍可導(dǎo)正條料，沖出合格的制件。導(dǎo)正銷(xiāo)直徑不宜過(guò)小，過(guò)小會(huì)因強(qiáng)度不足而折斷。在確定導(dǎo)正銷(xiāo)直徑時(shí)，不可忽視沖導(dǎo)正孔凸模直徑與沖出的導(dǎo)正孔直徑之間的差值。在本設(shè)計(jì)中，由于導(dǎo)正孔直徑d為10mm，故由實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)中c-d關(guān)系可知 c=d-d =0.025（mm）為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正定位條料的目的，導(dǎo)正銷(xiāo)需凸出彈壓卸料板一定長(zhǎng)度h，長(zhǎng)度h與材料厚度有關(guān)，隨著材料厚度的增加而增加。導(dǎo)正銷(xiāo)凸出長(zhǎng)度還與材料軟硬程度有關(guān)，材料硬，則導(dǎo)正孔的前切面小，突出長(zhǎng)度h可適當(dāng)減小。一般情況下取h=（0.81.2）t。本設(shè)計(jì)中工件厚度為1.5mm，故h=1mm。凹模上導(dǎo)正銷(xiāo)的讓位孔一般都制成通孔，以排除可能產(chǎn)生的廢料，凹?？着c導(dǎo)正銷(xiāo)的間隙z取（0.060.1）t。本設(shè)計(jì)中z取0.1t，則 z=0.11.5=0.15（mm）導(dǎo)正銷(xiāo)工作段直徑計(jì)算分兩種情況：第一種情況，已知導(dǎo)正孔直徑，求導(dǎo)正銷(xiāo)工作段直徑d 。前者計(jì)算可根據(jù)前面所示的c-d關(guān)系曲線進(jìn)行。本設(shè)計(jì)確定的導(dǎo)正孔直徑為10mm，為第一種情況，采用錐形凸模式導(dǎo)正銷(xiāo)，則d=d-c=10-0.025=9.975（mm）那么凹模上的讓為孔