計(jì)算機(jī)主板支架的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

1、濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-1-/、八1 前言1.1 沖壓模具的工業(yè)背景沖壓成形是一種先進(jìn)的金屬加工方法， 也是一種十分重要的加工方法，模具是沖 壓成形中重要的裝備。將沖壓成形與切削加工比較，發(fā)現(xiàn)其生產(chǎn)效率高，材料利用率 高等優(yōu)點(diǎn)，并且這種加工方法十分適合于大批量生產(chǎn) 。近年來，沖壓模具行業(yè)在工 業(yè)領(lǐng)域有較大的發(fā)展，它無論在數(shù)量上還是在質(zhì)量上都有了較大的突破。 在我國(guó)沖壓 模具行業(yè)的發(fā)展也越來越受到重視，國(guó)家給予了大量的資金用于研究沖壓模具， 現(xiàn)在 我國(guó)的模具行業(yè)也有了很大的進(jìn)步，并且得到了廣泛的應(yīng)用，例如在汽車、航空、家 用電器、儀器儀表等領(lǐng)域。許多工業(yè)較發(fā)達(dá)國(guó)家不僅對(duì)模具的制造技術(shù)很重視，而且對(duì)模具

2、的CAE技術(shù)也非 常重視，這些發(fā)達(dá)國(guó)家在早期就對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，同時(shí)也取得了較大的進(jìn)展。國(guó)內(nèi)在沖壓成形模擬分析方面起步比較晚，所做的研究也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。隨著經(jīng)濟(jì)的 發(fā)展，技術(shù)的提高，以及CAM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)模具行業(yè)對(duì)模具CAE勺需求也越 來越迫切。也正是因?yàn)樗泻艽蟮拈_發(fā)前景，所以這幾年該行業(yè)吸引了國(guó)內(nèi)眾多學(xué) 者來研究。我國(guó)沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后， 主要原因是我國(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)、模具制造工藝以及設(shè)備等方面都有 一定差距2。另外，國(guó)內(nèi)的沖壓模具在工藝分析計(jì)算方面也與國(guó)外有一定的差距。國(guó) 外有相當(dāng)一部分模具企業(yè)對(duì)零件進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)，

3、他們采用的方法正是有限變形的彈塑性有限元法，通過分析零件的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，從而預(yù)測(cè)某一工藝方案的可行性 和可能會(huì)產(chǎn)生的問題，分析出的結(jié)果會(huì)顯示在圖形終端上，這樣有助于設(shè)計(jì)人員進(jìn)行 選擇和修改。這種方法如果被廣泛應(yīng)用，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試制費(fèi)用， 縮短產(chǎn) 品試制周期，而且可以建立符合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法。1.2 研究沖壓模具的意義近年來，模具行業(yè)的發(fā)展越來越受到人們的重視， 因?yàn)槿藗冋J(rèn)識(shí)到模具產(chǎn)業(yè)有很 強(qiáng)的帶動(dòng)作用。隨著國(guó)門的敞開，與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，巨大的市場(chǎng)需求推動(dòng) 模具工業(yè)的更快的發(fā)展，沖壓生產(chǎn)以其生產(chǎn)率高，材料利用率高，生產(chǎn)的制件精度高， 復(fù)雜程度高，一致性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在批

4、量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。 模具的帶動(dòng) 作用很大，它可以稱的上是效益的放大器，因?yàn)槟＞呤翘峁┲破樊a(chǎn)業(yè)的，所以可以使 相關(guān)工業(yè)得到較大的效益 。模具的發(fā)展不僅是自己行業(yè)的發(fā)展，而且還支持了全國(guó) 相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。本次設(shè)計(jì)是有關(guān)鈑金件的沖壓，通過查閱資料以及分析研究，對(duì)沖 壓成形有了更深的認(rèn)識(shí)，更認(rèn)識(shí)到研究沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)是很有意義的。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-2-2 工藝方案制定2.1 零件工藝性分析已知計(jì)算機(jī)主板支架的零件圖如圖2.1所示，此工件的生產(chǎn)采用大批量，其材料 為08F，板厚為1mm.上圖為計(jì)算機(jī)主板支架零件圖，其主要作用是起支撐的作用。從圖中可知零件底 面有圓孔和腰圓孔，周邊分別向內(nèi)外側(cè)折

5、彎90。角，沒有尖角、凹陷或其他形狀突變， 該零件屬于典型的板料沖壓件。零件外形尺寸無公差要求，壁部圓角半徑r=1mm,相對(duì)圓角半徑r/t為1,大于其最小彎曲半徑值0.8mm,因此該零件可以彎曲成形。底 面上的孔有孔距要求，但孔徑無公差配合要求。通過前面的工藝分析，該零件的尺寸精度要求不高，制造該零件的主要問題是輪 廓成形，又因?yàn)樗募庸儆诖笈可a(chǎn)， 所以采用沖壓加工方法生產(chǎn)。我們還可以 看出該零件的沖壓工藝應(yīng)該包含落料、沖孔和彎曲工序。2.2 毛坯尺寸的計(jì)算通過以上分析可知，該零件的毛坯是按彎曲計(jì)算，查資料可知彎曲角為90的毛坯展開長(zhǎng)度可按下式計(jì)算：L 八 Lj+(斤+xt)!(2.1)

6、180存-12濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-3-式中L-彎曲件的展幵長(zhǎng)度，IL 為 mm；Li彎曲件上第 i 段直線長(zhǎng)度；G 彎曲件各彎曲處的彎曲半徑，ri= 1mm;t彎曲件原始厚度，t為mm;x中性層內(nèi)移系數(shù)；:i彎曲件上第i處彎曲處的彎曲半徑，此處 冷=90根據(jù)圖2.1所示，得到彎曲的半徑為1mm,以及查實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 得, 中性層位移系數(shù)x=0.32。所以彎曲件的展開尺寸為長(zhǎng)：L=7+11+104+11+7n/2(1+0.32) X4=148.2896(mm)寬：L=13+28+13+nX1.32=58.1448(mm)考慮彎曲時(shí)板料纖維的伸長(zhǎng)，取長(zhǎng)L=148mm,寬L=58mm。以及根據(jù)

7、計(jì)算機(jī)輔助繪圖工具中的鈑金命令展開得到的數(shù)值與其相近，所以得到毛坯尺寸如圖2.2所示。c1313-jJ-t1_ 155T104130148圖 2.2 彎曲毛坯展開圖2.3 制定工藝方案經(jīng)過上面的工藝分析及其零件毛坯展開尺寸的計(jì)算得到如圖2.2所示的尺寸關(guān)系。進(jìn)一步分析得到?jīng)_壓該零件，需要的基本工序有：(a) 落料;(b) 沖底部 7孔兩個(gè)；(c) 沖底部一個(gè)腰圓孔；濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-4-(d) 首次彎曲；(e) 二次彎曲；根據(jù)以上這些工序，可以作出以下幾種組合方案。方案一：(a)落料。(b)首次彎曲成形。(c)二次彎曲成形。 (d)沖底部?jī)蓚€(gè) 7孔和一個(gè)腰圓孔。方案二：(a)落料。(b) 沖底

8、部?jī)蓚€(gè) 7孔和一個(gè)腰圓孔。(c) 首次彎曲成形(d) 二次彎曲成形方案三：(a)落料和沖零件上兩個(gè)圓孔和一個(gè)腰圓孔。(b) 首次彎曲成形。(c) 二次彎曲成形。方案四：(a)落料和沖零件上兩個(gè)圓孔和一個(gè)腰圓孔。(b)彎曲成形。對(duì)以上三種方案進(jìn)行比較，可以看出：方案一，全部沖孔工序放在彎曲成形后進(jìn)行，可以保證零件的各孔距尺寸，還能 提高精度。但是成形后沖孔，模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，刃磨和修理也比較困難，送料和取 料操作也不方便。方案二，從生產(chǎn)效率方面考慮，將落料和沖孔工序在兩套模具上沖壓， 生產(chǎn)率降 低。從模具結(jié)構(gòu)和壽命方面考慮，有利于降低沖裁力和提高模具壽命，同時(shí)模具結(jié)構(gòu) 采用的是單工序模，所以比較

9、簡(jiǎn)單，操作也比較方便。但是生產(chǎn)效率低，難以滿足該 制件的批量生產(chǎn)要求。方案三，落料和沖孔采用復(fù)合模組合沖壓，這樣能節(jié)省制造成本，且生產(chǎn)效率高。 與方案二的單工序模比較，盡管模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但由于制件的幾何形狀對(duì)稱，模具制 造并不困難。且能滿足該制件的批量生產(chǎn)要求。方案四，采用兩套復(fù)合模完成該零件的制造， 可以提高生產(chǎn)率，但是模具結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，并且當(dāng)制件高度大于材料厚度的810倍時(shí)，不宜采用一次彎曲成形。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-5-通過上面的方案分析，可以看出，在一定的生產(chǎn)批量條件下，選用方案三是比較 合理的。且該方案的工序圖如下：(1)第一步工序，落料沖孔，工件如圖2.31557104圖 2.3 落料沖

10、孔工件圖(2)第二步工序，一次彎曲，工件如圖2.3-2濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-6-圖 2.4 首次彎曲工件圖(3)第三步工序，二次彎曲，工件圖如圖2.3-3圖 2.5 二次彎曲工件圖濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-7-2.4 確定樣方式和計(jì)算樹料利用率排樣為了便于手工送料，采用單排沖壓。下面為兩種方式的排樣圖，見圖2.4a, bo查搭邊值表2,確定搭邊值，當(dāng)t=1mm時(shí)，延邊搭邊值為3mm,工件搭邊值為2mm5=4392.31(N)(4) 卸料力的計(jì)算卸料力的計(jì)算公式如下：Fx kxF落(3.3)其中Fx卸料力；kx卸料系數(shù)，查卸料力系數(shù)表知 kx=0.040.05，這里取 kx=0.04。所以，F(xiàn)X=0.04

11、139256=5570.24(N)(5) 頂件力的計(jì)算頂件力的計(jì)算公式如下：Fd=Kd( F孔+F落)(3.4)其中Kd頂件系數(shù)，查頂件系數(shù)表知Kd= 0.06所以，(3.2)濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-10-Fd=0.06X(17569.24+139256)=10168.24(N)(6)總壓力的計(jì)算F總=F+ FX+ Ft+ Fd= F孔+F落+ FX+ Ft+F=193083.064(N)3.1.23.1.2 沖壓設(shè)備選用壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)大于或等于沖裁時(shí)的總力 FF總總、由于F總=193083.064N,所以選擇的壓力機(jī)公稱壓力只要大于或等于193083.064N就可以，但是在實(shí)際生產(chǎn)中，為了防止設(shè)

12、備的超載，可按F(1.61.8)F總，來計(jì)算壓力機(jī)公稱壓力。且該零件尺寸較小，無需考慮臺(tái)面尺寸，只需按照公稱壓力選擇?？紤]工廠實(shí)際情況，選用公稱壓力為250KN的開式壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：250KN滑塊行程：65mm最大閉合高度：270mm閉合高度調(diào)節(jié)量：55mm工作臺(tái)尺寸：370mrX560mm模柄孔尺寸：40X603.1.33.1.3 壓力中心的計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)，模具壓力中心應(yīng)與壓力機(jī)滑塊中心保持一致，如果不一致，沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏載，從而導(dǎo)致模具和壓力機(jī)滑塊以及導(dǎo)軌極具磨損，這樣就會(huì)降低壓力機(jī)和模具的使用壽命。故此落料沖孔模設(shè)計(jì)時(shí)必須確定模具壓力中心。從沖壓零件圖可以知道，該沖裁零件

13、為簡(jiǎn)單零件，且為對(duì)稱零件，所以該壓力中 心與其重心重合。3.2 模具刃口尺寸的計(jì)算模具刃口尺寸精度是決定沖裁件尺寸精度的重要因素，計(jì)算出合理的模具間隙也要靠模具刃口尺寸及其公差來保證。計(jì)算模具刃口尺寸以及選擇制造公差時(shí)需要考慮 的原則有：a.落料制件的設(shè)計(jì)尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)孔的尺寸由凸模尺寸決定。 所以在落料模的設(shè)計(jì)時(shí)，以凹模尺寸為基準(zhǔn)，間隙在凸模上?。辉O(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-11-基準(zhǔn)，間隙在凹模上取。b.設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件尺寸的較小尺寸； 設(shè)計(jì)凸模時(shí)，凸?；?本尺寸則應(yīng)取工件孔的尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。c.設(shè)計(jì)新模具時(shí)，凸凹模間隙應(yīng)取最小合理間隙值

14、。d.確定凹、凸模制造公差時(shí)，需要考慮制件的精度要求。由于該零件沒有精度要 求且根據(jù)零件厚度為1mm,所以該模具的制造精度按照9級(jí)精度來制造。模具凹凸模刃口部分尺寸計(jì)算可以分為兩類：一種是凸模與凹模分開加工，另一 種是凸模和凹模配合加工。該零件落料沖孔后的零件圖如圖2.3所示因?yàn)榱慵]有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)非配合尺寸的IT14級(jí)精度 來處理，且工件尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差2。也就是：落料件公差 為零，只標(biāo)注負(fù)公差；沖孔件負(fù)公差為零，只標(biāo)注正公差。依據(jù)基本公差表得到由于該零件形狀較復(fù)雜，所以落料部分采用凸模與凹模配合加工，沖孔部分采用凸模與凹模分開加工。以上尺寸中屬于

15、A類尺寸的有：A1、A2、A3、B1、B2、B3。(1)落料部分的凸凹模刃口尺寸計(jì)算 根據(jù)零件基本尺寸及其板料厚度查表2-72得到x=0.5由公式丄-j二 二maxx.：o(3.5)計(jì)算得到凹模刃口尺寸：+0 25_|0 25A1= (148-0.5+=147.5翼mm+0 2525A2= (130-0.5X1匸=129.5.mm+0.2240 22A3= (104-05 0.87+=103.56.mm+0.185書185B1= (58-0.0.74=57.63。.mm+0 13in 13B2= 28-0.52 0.50.=27.74。mm+0.13-4o13B3= (23-0.5952=22

16、.740 .mm該零件落料凸模各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值ZminZmax=0.100.15mm。Ai= 148 ,2= 130；, A3= 10400.87，BI=5874，B2=28-0.52B3=2300.52,d1=7036,d2= 600.36。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-12-(2)沖孔部分的凸凹模刃口尺寸計(jì)算根據(jù)零件材料和零件厚度查表2-42得到Zmax=0.l5mm,Zmin=0.10mm,我P= 0.02mm,菽d = 0.02mm,貝U 6p +5d =0.04mmcZmax- Zmn=0.05 mm。根 據(jù)零件基本尺寸及其板料厚度查表2-72得到x=0.5

17、。所以，0 0 0dp= (d +xA)孑=(7 + 0.5x0.36)衛(wèi)02= 7.18_0.02mmdd =dp Zmin = 7.18 0.1= 7.282mm同理可以得出沖裁腰圓孔的沖孔凸凹模刃口尺寸長(zhǎng)度方向分別為L(zhǎng)p=21.18：.02mm,L21.2800.02mm ; 寬 度方向 分別為 B 6.18.02mm,Bd=6.28嚴(yán)m(xù)m。3.3 落料沖孔模具主要零件的設(shè)計(jì)3.3.13.3.1 工作零件(1)凸模查表選擇臺(tái)肩型凸模，通過自身的臺(tái)肩與固定板采用過渡配合，固定板用螺釘、 銷釘與上模座連接在一起。凸模的尺寸根據(jù)刃口尺寸、固定板厚度，卸料板厚度以及 安裝要求來確定.凸模強(qiáng)度計(jì)算

18、凸模長(zhǎng)度確定后，一般不需要作強(qiáng)度計(jì)算，但是對(duì)于細(xì)長(zhǎng)的凸模，為了防止縱向 失穩(wěn)和折斷，需要進(jìn)行凸模承壓能力和抗彎能力校核。 對(duì)凸模承壓能力校核時(shí)，應(yīng)使 凸模最小斷面的壓應(yīng)力二壓小于或等于凸模材料的許用壓應(yīng)力卜壓丨，即 廠=F蘭知壓。對(duì)于圓形沖裁凸模應(yīng)該大于等于dmin=二 (mm)；對(duì)于非圓形件A口 壓沖裁凸模，Amm rF(mm2)。以上所述各式中，dmin為凸模最小直徑(mm) ；t為壓,材料厚度(mm); 為材料抗剪強(qiáng)度(MPa);F為沖裁力(N); &壓為凸模材料的 許用應(yīng)力(MPa)。(a)計(jì)算凸模最小直徑選取卸料板與凸模的雙面間隙為0.2mm。根據(jù)公式凸模的最小直徑d應(yīng)滿足d 5.2

19、tb/二壓=5.2 1 270/1000=1.4(mm)。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-13-通過比較可知，凸模直徑7mm遠(yuǎn)大于1.4mm,所以凸模的強(qiáng)度足夠。（b）凸模最大自由長(zhǎng)度校核根據(jù)公式得到，凸模的許可最大長(zhǎng)度L應(yīng)滿足L270d2/F=270X51.55/一 7714.98=158.46（mm）所以沖模的長(zhǎng)度只要小于158.46m m就符合要求。（2）凹模該模具中凹模采用的是整體式結(jié)構(gòu)， 通過螺釘和銷釘與模座固定，落料凹模刃口部分采用的的是垂直刃口，沖孔刃口結(jié)構(gòu)形式選用直筒形刃口見下圖3.1，刃口高度為5mm。選用直筒形刃口凹模是因?yàn)槿锌诘膹?qiáng)度較高，刃磨后工作部分尺寸不變，每次沖壓后，廢料留在凹模

20、內(nèi)，然后通過下模座落入廢料箱里。這種刃口形狀在復(fù)合 模中廣泛采用。凹模外形和尺寸的確定：沖壓時(shí)，由于凹模受力狀態(tài)比較復(fù)雜，所以凹模的尺寸按經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算3。具體凹模高度和壁厚尺寸常用下面的經(jīng)驗(yàn)公式確定：凹模高度h=Kb（但h不應(yīng)小于8mm）,凹模壁厚c=（1.52）h0式中b凹?？椎淖畲髮挾龋╩r）這里落料凹模b=147.5mmc凹模壁厚，系指刃口至外形邊緣的距離（mr）K系數(shù)，K=0.2;根據(jù)以上公式計(jì)算得出凹模高度h=147.5X0.2=29.5（mm）,凹模壁厚c=（1.52）X29.5=（44.2559）（mr） 結(jié)合實(shí)際取凹模高度為30mm凹模壁厚為55mm.3.3.23.3.2 定

21、位零件為了使毛坯或半成品在模具上能夠正確定位，模具中一般都有定位零件的設(shè)置。 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)型式、毛坯尺寸和毛坯形狀，這套模具選擇的定位零件是臺(tái)肩式的定位 釘。在送料的時(shí)候，模具上有安裝導(dǎo)料銷，這樣可以保證毛坯或半成品能夠正確的送 入模具中合適的位置。3.3.33.3.3 卸料零件卸料板，頂件板和推件板在模具中是很常見且必不可少的零件，在模具中卸料零濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-14-件的作用就是把廢料或者零件頂出 ，其中卸料板有固定卸料板和彈性卸料板兩種。 因?yàn)閺椥孕读习迨軓椈珊拖鹌さ攘慵南拗疲读狭^小，主要用于板厚小于1.5mm以下薄件的卸料工件，這套模具設(shè)計(jì)的是倒裝式落料沖孔復(fù)合模具，且加工零件的

22、厚度為1mm， 所以這套模具中選用的卸料零件是彈性卸料板。 對(duì)于中小件卸料一般取510mm考慮模具的總體結(jié)構(gòu)之后，選擇卸料板厚度為14mm3.3.43.3.4 卸料彈簧的設(shè)計(jì)(1) 預(yù)選彈簧根據(jù)公式，F(xiàn)預(yù)=(3.6)n其中Fx總卸料力n彈簧個(gè)數(shù)F預(yù)一彈簧所承受的負(fù)荷已知總卸料力Fx=5570.24N,設(shè)彈簧個(gè)數(shù)為6個(gè),則每個(gè)彈簧裝于模具后的預(yù)壓力Fx5570.24 ,F預(yù)一 =918.37(N)n6取凸、凹模的刃模量為5mm,則彈簧工作時(shí)和凸、凹模刃模后的壓縮量為h+h =(t 1) +5=7mm。根據(jù)彈簧預(yù)壓力和需要壓縮量，可預(yù)選彈簧是D=42mm，鋼絲直徑d=6mm，節(jié)距t=11.5mm最

23、大壓力F=1700N，每圈許可壓縮量f=4mm。(2) 彈簧壓力和總壓縮量的校核取彈簧的自由長(zhǎng)度L0=60mm,那么彈簧許可的總壓縮量可以按下面的公式計(jì)算得到h =Lf604 = 20.86mm。根據(jù)螺旋彈簧壓縮時(shí)的線性關(guān)系知2，壓縮量為t 11.520.86mm的最 大壓力F=1180N;則預(yù) 壓力為928.37N時(shí)的 預(yù)壓量2 0.8 69 2 8.3 7he1 2 . 3mm。因此，螺旋彈簧所需的最大壓縮量1700h丨=ho h h =12.397 = 19.39mm，小于所選彈簧許可的壓縮量20.86mm所以預(yù)選 的螺旋彈濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-15-簧可以滿足要求，能保證模具的正常工作。3

24、.3.53.3.5 導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)模具導(dǎo)向有導(dǎo)板、導(dǎo)柱和導(dǎo)套等幾種方式，這里選用的導(dǎo)向零件是最長(zhǎng)見的導(dǎo)柱 導(dǎo)套，導(dǎo)柱導(dǎo)套都是圓柱形，加工方便，容易裝配，是應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)向裝置，導(dǎo)柱 導(dǎo)套根據(jù)模座選擇標(biāo)準(zhǔn)件，選擇導(dǎo)套為A型，導(dǎo)柱也為A型。根據(jù)沖壓工序性質(zhì)、 沖壓件精度以及模具壽命等要求，導(dǎo)柱導(dǎo)套的精度配合為也。導(dǎo)柱導(dǎo)套一般為間隙h6配合，要求配合表面堅(jiān)硬和耐磨，且有一定的強(qiáng)韌性，所以選用材料為20號(hào)鋼，并且表面經(jīng)過滲碳淬火處理，硬度為HRC5862,滲碳層深度0.81.2mm3 3 6固定零件的設(shè)計(jì)模具固定零件有固定板、上下模板、墊板、模柄、螺釘和銷釘?shù)?。然而有好多?固定零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，這里只

25、對(duì)該復(fù)合模具設(shè)計(jì)的一些固定零件進(jìn)行說明。(1) 凸模固定板凸凹模具固定板主要用于小型凸模、 凹模等工作零件的固定。所設(shè)計(jì)的凸模固定 板的外形與凹模輪廓尺寸基本上是一致的， 厚度一般取(0.60.8)H凹3， 此模具 中凸模固定板取20mm,且材料為45號(hào)鋼。(2) 墊板為了避免過大的沖壓力在上、 下模板上壓出凹坑，影響模具正常工作，所以沖壓 模具中一般都會(huì)墊板，它的主要作用就是是承受凸模壓力或凹模壓力 。墊板厚度一 般取310mm在此模具中墊板的厚度選取為6mm材料選取為45號(hào)鋼。(3) 上下模座的設(shè)計(jì)此落料沖孔模座選用后側(cè)導(dǎo)柱模座。根據(jù)落料凹模的基本尺寸選定個(gè)上模座的基 本尺寸為315X20

26、0X50mm下模座的基本尺寸為315X200X65mm上面所提的導(dǎo)柱 導(dǎo)套的選取就是根據(jù)上下模座的基本尺寸選取的。(4) 模柄根據(jù)壓力機(jī)以及模具結(jié)構(gòu)選用的模柄是凸緣模柄。其中，為了是零件能順利頂出，在此模具中設(shè)置了打桿，所以選用的模柄是B型，且其基本尺寸為 32X79。固定方式仍然采用螺釘固定，當(dāng)然它可以按模具標(biāo)準(zhǔn)選用。3.3.73.3.7 模具閉合高度的確定模具在最后工作位置時(shí)，上下模板之間的距離稱為模具的閉合高度2，因此在設(shè)計(jì)模具時(shí)，為使模具正常工作，模具閉合高度必須與壓力機(jī)閉合高度相適應(yīng)，應(yīng)介于濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-16-壓力機(jī)最大和最小高度之間，一般可按如下關(guān)系確定，即(Hmax5) H

27、閉一(Hmin+10)(3-7)根據(jù)模具圖上各零件外形尺寸的確定，可以得出此模具閉模高度為248mm因?yàn)镠max=270mm,Hmin=215mm,所以 Hmax5=265mm248mm Hmin+10=225mmo故此 模具閉合高度符合要求。3.4 落料沖孔模具總圖該模具主要由彈性卸料裝置、落料凹模、沖孔凸模、凸凹模、墊板、固定板、岡寸 性卸料裝置以及螺釘?shù)冉M成。具體結(jié)構(gòu)見圖3.2。L.濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-17-圖 3.2 落料沖孔二維模具結(jié)構(gòu)總圖濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-18-圖 3.3 落料沖孔三維模具結(jié)構(gòu)總圖濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-19-4 首次彎曲成形模具設(shè)計(jì)此工序采用簡(jiǎn)單模結(jié)構(gòu)，采用簡(jiǎn)單模有利于降

28、低沖裁力和提高模具壽命，同時(shí) 模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，操作也比較方便。4.1 彎曲件工藝計(jì)算4.1.14.1.1 彎曲力計(jì)算和設(shè)備選擇擬定板料彎曲加工工藝和選擇沖壓設(shè)備的重要依據(jù)之一是彎曲力的大小，所以在設(shè)計(jì)彎曲模具時(shí)必須先進(jìn)行彎曲力的計(jì)算 。都知道板料與其他的材料相似，在彎曲 時(shí)，開始是彈性彎曲，其后是變形區(qū)內(nèi)外層纖維首先進(jìn)入塑性狀態(tài)，然后逐漸向板的中心擴(kuò)展進(jìn)行自由彎曲。（1）自由彎曲力的計(jì)算通過分析看出，自由彎曲力數(shù)值和許多因素有關(guān)， 但主要與毛坯尺寸、板料機(jī)械 性能、凹模支點(diǎn)間距因素有關(guān)，除此之外還和彎曲形式與模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。此模 具對(duì)零件進(jìn)行的是彎曲角度為90的U形彎曲。所以該零件的最大

29、自由彎曲力按下 面的公式計(jì)算：式中F自一最大自由彎曲力，F(xiàn)自為N;二b材料抗拉強(qiáng)度，-b 1為MPa；k安全系數(shù)，一般取k=1.3；b彎曲件寬度，b 1為mm。將彎曲件寬度b=148mm,r=1mm，ib = 350MPa，代入公式得到該零件的最大自由彎曲力F自=23569（N）（2）矯正彎曲力計(jì)算板料經(jīng)過自由彎曲階段后，板料與凸、凹模表面全面接觸，隨著凸模的下行，彎 曲力越來越大，從而產(chǎn)生校正彎曲力，對(duì)板料彎曲進(jìn)行校正有助于減少回跳， 從而提 高彎曲質(zhì)量。矯正彎曲力可按下式近似計(jì)算F校=Ap(4.2)F自二20.7kbtr t(4.1)濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-20-式中F交一校正彎曲力，F(xiàn)校為NA

30、彎曲件校正部分的投影面積，I.A 為mm2;p單位校正力，查表w得p=40MPa。將彎曲件校正部分的投影面積A=134X23+130X5+104X30=6852(mm2) ,P=40MPa,代入上式可以得出 F校=274080(N)。頂件力和壓料力對(duì)于設(shè)有頂件裝置和壓料裝置的彎曲模具， 其頂件力和彎曲力可以近似取自由彎 曲力的30%80%。所以，F(xiàn)壓=0.30.8 F自(4.3)若取系數(shù)為0.6，則 F壓=14141.4(N)(3)選擇壓力設(shè)備通過分析彎曲工藝可知，板料彎曲時(shí)，校正彎曲力與自由彎曲力、壓料力不是同 時(shí)發(fā)生的，且校正力比自由彎曲力和壓料力大的多。 而對(duì)于有彈性頂件裝置的模具來 說

31、，應(yīng)該按照下式來選擇沖壓設(shè)備。F壓1.11.2 F自+F頂(4.4)所以所選壓力機(jī)的壓力只要大于或等于45252.48N就可以，但從實(shí)際考慮選擇壓 力機(jī)時(shí)應(yīng)大于或等于1.61.8F總，故此模具中選擇的壓力機(jī)為JC23-10，其主要參數(shù) 為：公稱壓力：100KN滑塊行程：45mm最大閉合高度：180mm閉合高度調(diào)節(jié)量：35mm工作臺(tái)尺寸：240mrK370mm模柄孔尺寸：30X554.1.24.1.2 最小彎曲半徑的確定濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-21-彎曲半徑較小時(shí)，在彎曲變形區(qū)內(nèi)，板料的厚度有變薄現(xiàn)象，如果彎曲半徑太小， 板料的外表面將超過材料的最大許可變形程度從而發(fā)生裂紋。 因此，為了防止外層纖 維

32、拉裂和保證彎曲質(zhì)量，相對(duì)彎曲半徑 rt應(yīng)有一定的限制。所以，彎曲半徑應(yīng)盡 可能的大些，根據(jù)零件材料查表可以知道最小相對(duì)彎曲半徑為0.8 m m，根據(jù)已知條 件t=1mm，所以該零件的最小彎曲半徑為0.8mm。4.1.34.1.3 彎曲回彈的計(jì)算彎曲與任何一種塑性變形一樣，在外力作用下毛坯產(chǎn)生的變形由塑性變形和彈性 變形兩部分組成。當(dāng)卸載以后，總變形中的彈性變形有部位恢復(fù)， 從而引起工件的回 彈。自由彎曲的回彈的計(jì)算通常用于 10的情況下，而在小半徑rtv5自由彎曲 時(shí)，由于變形程度大，回彈后僅彎曲中心角發(fā)生了變化， 而彎曲圓角半徑的變化是很 小的，所以可不予考慮4。對(duì)于U形件的彎曲，回彈角還與

33、凸模和凹模的間隙成正比， 回彈角數(shù)值可以查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得到 :=2。在生產(chǎn)中可以采用各種技術(shù)措施來減小或補(bǔ)償由于回彈所產(chǎn)生的誤差，來提高彎曲件的精度。對(duì)于U形彎曲，可以采用負(fù)間隙彎曲，使凸、凹模之間的單邊間隙比材 料厚度的基本尺寸小3%5%,彎曲過程中材料有擠薄作用，從而減小回彈角5。4.2 彎曲模工作部分尺寸的計(jì)算4.2.14.2.1 凸、凹模的圓角半徑(1) 凸模圓角半徑rp當(dāng)rt較小時(shí)，凸模圓角半徑即等于彎曲件的內(nèi)彎半徑r，但是不應(yīng)小于彎曲件材料許可的最小圓角半徑 rmin=0.8mm，即Jfn所以本彎曲凸模的圓角半徑rp=imm。(2) 凹模圓角半徑rd為了避免材料表面擦傷，甚至出現(xiàn)壓

34、痕，凹模圓角半徑不能過小。還有就是凹模 兩邊的圓角半徑應(yīng)該一致，以免在彎曲時(shí)毛坯發(fā)生偏移。在實(shí)際生產(chǎn)中，凹模圓角半 徑通常根據(jù)材料的厚度t選取，該彎曲件的厚度t=1mm,根據(jù)資料所述，當(dāng)t2mm時(shí)，rd=3 6 t，取系數(shù)為4,所以該彎曲模具的凹模圓角rd=4mm。4.2.2凸、凹模間隙C濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-22-對(duì)于U形件彎曲，需要合理的選擇凸、凹模間隙。如果間隙過大，則零件產(chǎn)生回 彈大，彎曲件的尺寸和形狀也不易保證；間隙過小，會(huì)使工件邊部壁厚減薄，以及降 低模具壽命。在生產(chǎn)實(shí)踐中凸、凹模的間隙通常按照材料機(jī)械性能和材料厚度選取。對(duì)于鋼板，C=(1.051.15)t5。此次設(shè)計(jì)中取系數(shù)為1.1

35、,又因?yàn)閠=1mm所以得到凸凹模間隙C=1.1 X1=1.1(mm)。4.2.34.2.3 凹模深度彎曲凹模深度 Lo的設(shè)計(jì)要適當(dāng)。如果太小，則工件兩端的自由部分太多，彎曲件回彈大，影響零件質(zhì)量。如果太大，則不經(jīng)濟(jì)，浪費(fèi)模具材料。彎曲U形件時(shí)，彎曲高度不大的侯時(shí)，凹模深度應(yīng)大于工件高度，工件高度為10mm，再加上查表所得m=3mm，以及凹模圓角半徑4mm，所以取凹模的深度為17mm。4.2.44.2.4 凸、凹模工作部分的尺寸計(jì)算如圖2.4所示，零件的外形尺寸標(biāo)注在外面，所以應(yīng)該以凹模為基準(zhǔn)先確定凹模 尺寸。確定凹模尺寸時(shí)還應(yīng)根據(jù)偏差的標(biāo)注來選擇計(jì)算。a.當(dāng)工件為雙向偏差時(shí)，凹模尺寸為：Ld二

36、L-0.5 ,d(4.5)b.當(dāng)工件為單向偏差時(shí)，凹模尺寸為：Ld =L-0.75)0d(4.6)根據(jù)單雙向偏差的標(biāo)注，該模具的凹模尺寸按照公式(4.6)計(jì)算，查制造公差表2-6得、弋=0.02mm，p=0.02，厶=1mm，將查得的數(shù)值代入公式得到凹模的尺寸是濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-23-Ld=133.500.02mm。相應(yīng)的凸模尺寸按照下面公式計(jì)算:(4.7)將所查數(shù)值代入公式得到凸模尺寸為 Lp=131.3 爲(wèi)2mm。4.3 彎曲模主要零件部分的設(shè)計(jì)4.3.14.3.1 凸模的尺寸凸模的高度尺寸根據(jù)凹模的深度，以及壓力機(jī)的閉合高度來選擇，此模具中選擇 的凸模高度為50mm。凸模的寬度和長(zhǎng)度根據(jù)

37、刃口尺寸來定，此模具中與刃口尺寸相 同。凸模的固定是用螺釘和銷釘直接與上模板固定。4.3.24.3.2 凹模的尺寸根據(jù)凹模的深度為17mm，所以選擇凹模的厚度為40mm,凹模的長(zhǎng)度等于凹模 的刃口尺寸，凹模寬度根據(jù)彎曲件彎曲部分的寬度而定，這套模具中凹模的寬度為50mm。凹模的固定方式也是通過螺釘和銷釘直接與下模板固定。螺釘和銷釘查標(biāo)準(zhǔn) 手冊(cè)選擇。4.3.34.3.3 頂件板彎曲后零件需要用彈性或非彈性推件將零件推出，所以該模具中需要設(shè)計(jì)頂件 板，頂件板的厚度由沖壓件尺寸和推件力來確定，該沖壓件厚度為1mm,屬于中小形零件，所以該模具中頂件板厚度選取的是20mm。4.3.44.3.4 橡膠零件

38、（1）初選橡皮選用橡膠板卸料或頂件時(shí)，與彈簧選用方法相似，也應(yīng)根據(jù)卸料力和要求的壓縮量校 核橡膠板的工作壓力和許可的壓縮量。由上面計(jì)算可以知道該零件需要的頂件力是 F頂= 14141.1N，初步選擇的螺釘桿直徑是12mm，所以選擇的橡膠內(nèi)徑為d=14mm。根據(jù)下式:(4.8)濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-24-式中F單個(gè)橡皮需提供的卸料力；d橡皮的內(nèi)徑；P與橡皮壓縮量有關(guān)的單位壓力，一般取23MPa。將d=14mm,F=14141.1N,P=3MPa代入公式中得出橡皮的外徑D=78.6mm,在 此模具中取D=80mm。(2) 橡膠板壓縮量和厚度的確定橡膠板壓縮量不能過大，否則會(huì)影響其壓力和壽命，需要的壓縮

39、量大于或等于20mm，設(shè)它的許可壓縮量為g =30mm,根據(jù)公式可以算 出橡膠板的厚度為 h?=120mm。(3) 校核橡膠板許可的壓縮量大于模具需要的壓縮量，且橡膠板的厚度與外徑的比值h 120h!二胡.5 在0.5到1.5之間，所以橡膠板可以正常工作。D 804.3.54.3.5 上、下模座的選擇該模具選用后側(cè)導(dǎo)柱窄形模座， 根據(jù)彎曲凹模周界尺寸選擇的下模座是250X80 x50mm選擇的上模座是250X80X45mm模具中的導(dǎo)柱導(dǎo)套根據(jù)上下模座以及壓力 機(jī)閉合高度按標(biāo)準(zhǔn)選擇。4.3.64.3.6 壓力機(jī)閉合高度根據(jù)模具圖上各個(gè)零件的外形尺寸確定，可以知道該模具閉合高度為157mm通常情況

40、下，模具的閉合高度應(yīng)該滿足下面的式子。(Hmax5) -H閉一(Hmin+10)(4.9)式中Hmin壓力機(jī)的最小閉合高度；Hmax壓力機(jī)的最大閉合高度；H彎曲模具的閉合高度。所選壓力機(jī)的最大閉合高度等于180mm最小閉合高度等于145mm所以模具的閉 合高度在這個(gè)范圍內(nèi)。4.3.74.3.7 模具材料的選擇根據(jù)模具的工作特性，受力情況、零件材料、零件精度等選擇模具的材料。（1）彎曲凸、凹模均采用9Mn2V；（2）頂件板采用45號(hào)鋼；濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-25-（3）導(dǎo)柱、導(dǎo)套采用20號(hào)鋼；（4）上、下模座采用HT20-40。以上才材料有部分需要熱處理。4.4 彎曲模結(jié)構(gòu)總圖圖 4.1 首次彎曲成

41、形模具結(jié)構(gòu)圖濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-26-5 二次彎曲成形模具設(shè)計(jì)此工序采用簡(jiǎn)單模結(jié)構(gòu)，經(jīng)過此次彎曲之后的零件圖如圖2.5所示，從圖上可以看出此次彎曲是對(duì)四面同時(shí)彎曲，分析可知彎曲結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，且屬于U形彎曲。5.1 彎曲件工藝計(jì)算5.1.15.1.1 彎曲件展開尺寸的計(jì)算通過上面的工藝分析可知道，此次彎曲成形的零件的毛坯尺寸與首次彎曲成形后 的零件尺寸是一致的。如圖2.4所示。5.1.25.1.2 彎曲力計(jì)算和設(shè)備選擇（1）自由彎曲力的計(jì)算根據(jù)公式式中F自一最大自由彎曲力，匚b材料抗拉強(qiáng)度，k安全系數(shù)，一般取b彎曲件寬度，b 1為mm；將材料的抗拉強(qiáng)度 二b=350MPa，彎曲件寬度b=134mm

42、,代入公式可以得出其自由彎曲力 F自=21339.5N。（2）校正彎曲力計(jì)算板料經(jīng)自由彎曲階段后，開始與凸、凹模表面全面接觸，隨著凸模繼續(xù)下行，彎 曲力急劇增大。矯正彎曲力有助于減少回跳，提高彎曲質(zhì)量。矯正彎曲力可按下式近 似計(jì)算：F校=A * p（5.2）式中F校一校正彎曲力，耳為N；A彎曲件校正部分的投影面積，IA為mm2;0.7kbt2F自二br t(5.1)kb 1為MPa；k=1.3；濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-27-P單位校正力，查表得p=40MPa。將彎曲件校正部分的投影面積A=124X34=4216mm2，以及P=40MPa,代入公式 中得到 F校=168640N。頂件力和壓件力對(duì)于設(shè)有

43、頂件裝置和壓料裝置的彎曲模具， 其頂件力和彎曲力可以近似取自由彎 曲力的30%80%。所以F壓=0.30.8 F取系數(shù)為0.6，則計(jì)算得到頂件力 F頂=12803.7N。(3)選擇壓力設(shè)備選擇沖壓設(shè)備時(shí)，除考慮彎曲模尺寸，模具高度、模具結(jié)構(gòu)和動(dòng)作配合以外，還應(yīng)該考慮彎曲力大小。選用的原則是：F壓機(jī)-F自+P(5.3)式中F壓機(jī)一選用的壓力機(jī)噸位；F自一自由彎曲力；P有壓料板或者推件裝置的壓力。因?yàn)?F自P =34142N，所以只要所選的壓力機(jī)的公稱壓力大于34142N就可以， 但從實(shí)際角度出發(fā)選擇壓力機(jī)時(shí)壓力機(jī)的功稱壓力應(yīng)大于或等于(1.61.8) F，即61.455N，故此選擇的壓力機(jī)為型號(hào)

44、為J23-6.3。公稱壓力：63KN滑塊行程：35mm最大閉合高度：150mm閉合高度調(diào)節(jié)量：35mm工作臺(tái)尺寸：200mrK310mm模柄孔尺寸：30X555.1.35.1.3 彎曲回彈的計(jì)算濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-28-零件在壓彎過程中發(fā)生的變形并不完全是材料的塑性變形過程， 其彎曲部位還存 在著彈性變形，所以當(dāng)彎曲成形后，會(huì)有回彈的現(xiàn)象 。由于影響回彈數(shù)值的因素很 多，而各因素往往又互相影響，故難以進(jìn)行精確的計(jì)算或分析。對(duì)于U形件的彎曲， 回彈角還與凸模和凹模的間隙成正比，回彈角數(shù)值可以查彎曲模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得到=2。彎曲加工必然發(fā)生回彈現(xiàn)象，對(duì)于U形件，可以通過調(diào)整彎曲模具的凸、凹模間 隙來調(diào)整

45、回彈角。5.1.45.1.4 最小彎曲半徑的計(jì)算相對(duì)彎曲半徑 rt越小，彎曲時(shí)的切向變形程度越大。當(dāng)相對(duì)彎曲半徑小到一定 值后，則板料可能產(chǎn)生裂紋。因?yàn)橛绊懽钚澢霃降囊蛩睾芏啵?所以最小彎曲半徑 的數(shù)值一般用試驗(yàn)方法確定 。不同的金屬材料在不同狀態(tài)下最小彎曲半徑的數(shù)值不 同，根據(jù)材料的不同查表得到該零件的最小彎曲半徑為0.8t，有已知條件可知道t=1m m，所以最小彎曲半徑為0.8mm。5.2 彎曲模工作部分尺寸的計(jì)算5.2.15.2.1 凸、凹模圓角半徑（1）凸模圓角半徑L當(dāng)rt較小時(shí)，凸模圓角半徑等于彎曲件的內(nèi)彎半徑r,但是不應(yīng)小于彎曲件材料許可的最小圓角半徑 rmin=0.8mm，即

46、rp= r - rmin所以本彎曲凸模的圓角半徑rp=imm。（2）凹模圓角半徑rd為了避免材料表面擦傷，甚至出現(xiàn)壓痕，凹模圓角半徑不能過小。還有就是凹模 兩邊的圓角半徑應(yīng)該一致，以免在彎曲時(shí)毛坯發(fā)生偏移。在實(shí)際生產(chǎn)中，凹模圓角半 徑通常根據(jù)材料的厚度t選取，該彎曲件的厚度t=1mm,根據(jù)資料所述，當(dāng)t2mm時(shí)，rd=3 6 t，取系數(shù)為4,所以該彎曲模具的凹模圓角rd=4mm。5.2.25.2.2 凸、凹模間隙C濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-29-選擇合理的凸、凹模間隙對(duì)于U形件的彎曲十分重要。如果凸凹模間隙過大，則 回彈大，彎曲件尺寸和形狀不易保證，從而降低工件的精度；如果凸凹模間隙過小， 會(huì)使工件邊

47、部壁厚減薄，降低模具壽命 。在生產(chǎn)實(shí)踐中凸、凹模的間隙通常按照材 料機(jī)械性能和材料厚度選取。對(duì)于鋼板，C=(1.051.15)t5。取系數(shù)為1.1，由已知條件可知t=1mm,所以計(jì)算得到凸、凹模間隙C=1.1mm。5.2.35.2.3 凹模深度對(duì)于U形件彎曲模，當(dāng)彎曲彎邊不大，則凹模深度應(yīng)大于零件的高度，查表m=3mm,但是對(duì)于該零件是盒形件彎曲，也就是雙面U形，所以其彎曲凹模深度受到另外兩邊的限制，結(jié)合實(shí)際情況凹模的深度取14mm。5.2.45.2.4 凸、凹模工作部分的尺寸計(jì)算當(dāng)尺寸標(biāo)注在外形上時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，所以先確定凹模尺寸為：Ld =L0.75,d(5.4)查凸、凹模制造公差表得d

48、=0.02mm，P=0.02,厶=0.87mm。將查得的數(shù)值代 入公式得到凹模的尺寸是長(zhǎng)度尺寸 Ld=1O7.35002mm，寬度尺寸為 Lk=31.630.02mm，相應(yīng)的凸模尺寸按照下面公式計(jì)算：Lp=(Ld- 2c(5.5)將所查數(shù)值代入公式得到凸模長(zhǎng)度尺寸為L(zhǎng)105.1500.0 2mm，寬度尺寸為L(zhǎng)k29.43(00.02mm。5.3 彎曲模主要零件部分的設(shè)計(jì)5.3.15.3.1 凹模的尺寸根據(jù)凹模的深度為14m m,再根據(jù)零件的初始狀態(tài)選擇凹模的厚度為12m m,凹模采用框形整體結(jié)構(gòu)，來保證凹模的剛度，這樣既可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，又可以使各彎 曲部分原點(diǎn)對(duì)稱。凹模的固定方式也是通過螺釘

49、直接與下模板固定。5.3.25.3.2 凸模的尺寸濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-30-凸模的高度尺寸根據(jù)凹模的深度，以及壓力機(jī)的閉合高度來選擇，此模具中選擇 的凸模高度為38mm。凸模的寬度和長(zhǎng)度根據(jù)刃口尺寸來定，此模具中凸模的寬度和 長(zhǎng)度與刃口尺寸相同。凸模的固定是用螺釘和銷釘直接與上模板固定。5.3.35.3.3 頂件板彎曲后零件需要用彈性或非彈性推件將零件推出，所以該模具中需要設(shè)計(jì)頂件 板，頂件板的厚度由沖壓件尺寸和推件力來確定，但是對(duì)于中小形零件來說，一般取510m m，該零件厚度為1mm該模具中頂件板厚度選取的是10mm。5.3.45.3.4 彈性零件的計(jì)算彈性零件最為廣泛應(yīng)用的是彈簧和橡皮，主

50、要被用來卸料，推件等。這套模具中選取的彈性零件是橡皮。(1)初選橡皮選用橡膠板卸料或頂件時(shí)，與彈簧選用方法相似，也應(yīng)根據(jù)卸料力和要求的壓縮 量校核橡膠板的工作壓力和許可的壓縮量。由上面計(jì)算可以知道該零件需要的頂件力是 F頂= 12803.7N，初步選擇的螺釘桿直徑是16mm，所以選擇的橡膠內(nèi)徑為d=18mm，根據(jù)下式：D二Jd2+1.27*(5.6)式中F單個(gè)橡皮需提供的卸料力；d橡皮的內(nèi)徑；P與橡皮壓縮量有關(guān)的單位壓力，一般取23MPa。將d=18mm，F(xiàn)=12803.7N，P=3MPa代入公式中得出橡皮的外徑D=75.7mm,在 此模具中取D=80mm。(2)橡膠板壓縮量和厚度的確定以及校

51、核與上一套模具相同。5.3.55.3.5 上下模座的選擇該模具選用中間導(dǎo)柱形模座，根據(jù)彎曲凹模周界尺寸選擇的下模座是160 X 00X40mm，選擇的上模座是160X100X35mm。模具中的導(dǎo)柱導(dǎo)套根據(jù)上下模座以及壓力機(jī)閉合高度按標(biāo)準(zhǔn)選擇。5.3.65.3.6 壓力機(jī)閉合高度濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-31-根據(jù)模具圖上各個(gè)零件的高度尺寸確定，可以知道該模具閉合高度為144mm,通常情況下，模具的閉合高度應(yīng)該滿足下面的式子。(Hmax5) -H閉(Hmin+10)(5.7)式中Hmin壓力機(jī)的最小閉合高度；Hmax壓力機(jī)的最大閉合高度；H彎曲模具的閉合高度。所選壓力機(jī)的最大閉合高度等于150mm,最小

52、閉合高度等于115mm。所以模具的 閉合高度在這個(gè)范圍內(nèi)。5.3.75.3.7 模具材料的選擇根據(jù)模具的工作特性，受力情況、零件材料、零件精度等選擇模具的材料。(1) 彎曲凸、凹模均采用9Mn2V;(2) 頂件板采用45號(hào)鋼；(3) 導(dǎo)柱、導(dǎo)套采用20號(hào)鋼；(4) 上、下模座采用HT20-40。(5) 以上才材料有部分需要熱處理。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-32-5.4 彎曲模結(jié)構(gòu)總圖圖 5.1 二次彎曲成形模具總圖濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-33-6 結(jié) 論本次設(shè)計(jì)主要以沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)知識(shí)為基礎(chǔ)，借助計(jì)算機(jī)輔助繪圖工具對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是計(jì)算機(jī)主板支架沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)，通過對(duì)支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及

53、技術(shù)要求的分析，得出支架采用復(fù)合模沖壓成形，生產(chǎn)效率高，操作方 便，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)該零件設(shè)計(jì)的模具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，生產(chǎn)效率高。但是也存在一定的缺陷，彎曲件直壁部分變薄和伸長(zhǎng)現(xiàn)象及其彎曲回彈影響制件質(zhì)量的問題。通過本模具的設(shè)計(jì)可知，在模具設(shè)計(jì)前，應(yīng)注意分析制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和沖壓工藝性， 這樣才能 設(shè)計(jì)出更好的模具。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-34-7 參考文獻(xiàn)1 李志剛，夏巨諶,李俊帶沖國(guó)模具設(shè)計(jì)大典M.江西:科學(xué)技術(shù)出版社，2003.1.2 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，199963 鄧明.實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006.4 高軍,李熹平，

54、修大鵬沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.梁炳文實(shí)用板金沖壓工藝圖集M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.3.李碩本沖壓工藝學(xué)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1982.7 苑貴欣，王炳強(qiáng)板孔翻邊沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)J.金屬加工,2009(20) :45-46.8 吳艷玲一種新型彈性元件在沖壓模具中的應(yīng)用J.科技信息，2009(21):93-94.9 鐘翔山支架沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)改進(jìn)J.金屬加工,2010( 13) :49-50.10 趙俠，李飛上蓋沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) J.鍛壓技術(shù)，2009( 5) :116-117.11 姜銀方，孟英，朱元右汽車支架零件的拉深工藝與模具設(shè)

55、計(jì)J.鍛壓技術(shù),2007,32( 3):64-65.12 周新建，王琦，梅自元.基于沖壓成形分析的車身覆蓋件模具設(shè)計(jì)J.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2010( 1) :252-254.13 胡建國(guó)板制多楔皮帶輪沖壓加工與模具探討J.斷崖裝備與制造技術(shù),2009( 4) :67-69.14 胡建國(guó)平皮帶輪的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)J.模具技術(shù),2009( 3) :26-28.15 羅金山，張治民，徐興學(xué)某筒形件殼體冷沖壓工藝編制及模具設(shè)計(jì)J.模具設(shè)計(jì)，2009( 13):154-155.16 F.-K.Chen ,Y.-C.Liao. An Analysis of Draw-Wall Wrinking in a

56、Stamping Die DesignJ.TheInternational Journal of Advaneed ManufacturiTechnology,2002 ( 19) :253-259.17 R.S.Rao.Stress Analysis of Stamping DiesJ.Mater.Shaping Technol.1990 (8) :17-22.1.基于 C8051F 單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究2.基于單片機(jī)的嵌入式 Web 服務(wù)器的研究3.MOTOROLA 單片機(jī) MC68HC ( 8)05PV8/A 內(nèi)嵌 EEPROM 的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究4.

57、基于模糊控制的電阻釬焊 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制5.基于 MCS-51 系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究6.基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正(STR )調(diào)節(jié)器7.單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究8.基于增強(qiáng)型 51 系列單片機(jī)的 TCP/IP 協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)9.基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10.基于 32 位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究11.基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究12.基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)13.基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制14.基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究15.基于 C8051F040 單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)16.基于單片

58、機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)17.模糊 Smith 智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)18.一種基于單片機(jī)的軸快流 CO ,2激光器的手持控制面板的研制19.基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-35-20.基于 CYGNAL 單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制21.基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制22.基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)23.基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究24.基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)25.基于 PIC 單片機(jī)的智能手機(jī)充電器26.基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究27.基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究28.基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制29.基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)30.單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究31.基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制32.基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制33.基于 PIC 單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用34.基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制35.氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制36.基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器37.基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究38.基于單片機(jī)的光纖 Bragg 光柵