教育資料（2021-2022年收藏的）支架沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄引言.31 工藝分析和工藝方案確定.51.1 沖壓模的分類和結(jié)構(gòu)型式.51.2 沖模設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容.61.3 設(shè)計(jì)任務(wù).71.4 工藝性分析.81.5 工藝方案的分析和確定.91.6 模具類型的選擇.122 級(jí)進(jìn)?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).132.1 級(jí)進(jìn)?？傮w結(jié)構(gòu)方案.132.2 排樣設(shè)計(jì).132.3 沖裁力和壓力中心計(jì)算.162.4 壓力機(jī)選擇.182.5 刃口尺寸的計(jì)算.193 彎曲?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).313.1 模具總體方案設(shè)計(jì).313.2 彎曲力計(jì)算.313.3 彎曲模刃口尺寸計(jì)算.313.4 模具零件的結(jié)構(gòu)分析.334 級(jí)進(jìn)模零件設(shè)計(jì).344.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)

2、計(jì).344.2 導(dǎo)向零件和緊固件的選擇.354.3 選擇堅(jiān)固件及定位零件.364.4 出件和卸料方式的選擇.374.5 模架類型的選擇.374.6 模柄的選擇.38結(jié)論.39致謝.40參考文獻(xiàn).41 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No 1摘 要模具在當(dāng)代工業(yè)發(fā)展中扮演著很重要的角色，模具工業(yè)具有很強(qiáng)的推動(dòng)力，推動(dòng)著社會(huì)進(jìn)步，推動(dòng)著民族工業(yè)的發(fā)展。通過對(duì)該模具零件的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步培養(yǎng)了設(shè)計(jì)者綜合運(yùn)用多學(xué)科理論并加以創(chuàng)造，來解決實(shí)際生產(chǎn)中遇到比較麻煩問題的能力。本課題研究支架的精密沖壓模具的設(shè)計(jì)，通過對(duì)工件的分析比較確定采用級(jí)進(jìn)模彎曲模進(jìn)行生產(chǎn)。級(jí)進(jìn)模的采用好處就是可以提高工件的生產(chǎn)效率，節(jié)省人力、物力

3、，能盡早實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的自動(dòng)化。再加上級(jí)進(jìn)模加工時(shí)操作方便，能保證施工人員的安全，比較適合大批量生產(chǎn)。但是采用級(jí)進(jìn)模就要考慮條料的精確定位問題，還有級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工件的加工時(shí)間比較長，工件的加工成本也較高等問題。因此，綜合每一個(gè)原因，針對(duì)性的對(duì)級(jí)進(jìn)彎曲模開展探討課題是特別有研究價(jià)值的。本課題的內(nèi)容包括級(jí)進(jìn)模和彎曲模的排樣設(shè)計(jì)、凸模設(shè)計(jì)、凹模設(shè)計(jì)、沖裁力計(jì)算、沖壓機(jī)構(gòu)的選擇、壓力中心的確定，沖壓模具的刃口尺寸大小的確定和卸料裝置、出件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)各個(gè)工件進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算。保證各個(gè)部件部件的配合合理。 關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)；沖壓模具；級(jí)進(jìn)模；彎曲模 No 2AbstractMold

4、plays in contemporary industrial development a very important role, mold industry has a strong push in the social advancement and development of national industry. The design of the mold parts through further training a designer integrated use of multi-disciplinary theories and to create, the abilit

5、y to solve practical problems encountered in the production of too much trouble.The research stent precision stamping die design, through analysis and comparison of the work piece is determined using progressive die, bent mold production. Progressive Die adoption benefit is that the work can increas

6、e productivity and save manpower, material resources, can be automated machining as soon as possible. Coupled with the higher feed-processing operation at a convenient time, to ensure the safety of construction workers, more suitable for mass production. However, we must consider the use of progress

7、ive die strip of pinpoint problems, as well as progressive die structure complex work piece machining time is longer, higher processing costs of the work piece and other issues. Therefore, every reason for a comprehensive, targeted to carry out progressive die, bent to explore research topics are pa

8、rticularly valuable.The contents of this subject includes determining progressive die and bending die strip layout, punch design, die design, punching force calculation, select the punching mechanism to determine the pressure center of stamping die edge size and unloading feeding device, a piece of

9、design, construction, and according to the design requirements for the detailed calculations for each work piece. Reasonable assurance with various components parts.Key words:Mold design; stamping die; Progressive Die; flexural modulus No 3引 言作為一名即將要步入社會(huì)的應(yīng)屆畢業(yè)生，本人想通過這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)來提高自己綜合利用所學(xué)的一些知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的

10、能力。可以讓我通過實(shí)踐學(xué)習(xí) CAD 繪圖和手冊(cè)查閱等方面的技能，讓我知道并懂得沖壓模具設(shè)計(jì)的理論技巧和方法規(guī)律，鍛煉了我實(shí)際操作的能力和設(shè)計(jì)思維。沖壓工藝大致是通過沖模實(shí)現(xiàn)的，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該保證沖模設(shè)計(jì)的合理，這樣才不能影響到?jīng)_壓件的品質(zhì)、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。所以設(shè)計(jì)者應(yīng)該熟悉沖模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)性能。沖裁作為一種基本的一個(gè)沖裁工序，它的過程大致有三個(gè)階段。第一階段是彈性變形階段，第二階段是塑性變形階段，第三階段就是斷裂階段。經(jīng)過沖裁的三個(gè)階段之后，制件的斷面其實(shí)并不是光華垂直的，而是變成了由圓角帶、光亮帶、斷裂帶、環(huán)狀毛刺四個(gè)部分。圓角帶在塑性變形階段形成，是因?yàn)楸粵_壓材料的彎曲和拉伸造成的

11、。制件的塑性的好壞決定著沖裁后形成圓角的大??；光亮帶也是在塑性變形階段中形成的，光亮帶的表面是垂直光華的；斷裂帶在斷裂分離階段中形成，使材料受到拉應(yīng)力的作用，制件的裂紋就會(huì)擴(kuò)大；環(huán)狀毛刺形成的原因是凸凹模刃口與刃口之間存在間隙，并且裂紋不在刃口尖端處產(chǎn)生。普通沖裁會(huì)產(chǎn)生毛刺是屬于正?，F(xiàn)象，可以通過減小凸凹模刃口之間的間隙等一系列有效措施來減少毛刺的產(chǎn)生。為了改善制件的斷面質(zhì)量，也就是增加光亮帶，減少圓角帶、斷裂帶?？梢圆扇≥^高精度的設(shè)備加工，適當(dāng)使用潤滑劑，選用塑性強(qiáng)度較好的材料加工等方法。模具是工業(yè)生產(chǎn)中最重要的工藝裝備，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。使用 No 4模具生產(chǎn)零部件可以很大程度上提高

12、生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料。目前，模具還有很大的市場等待開發(fā)，世界各國都在研究更為新型的模具設(shè)計(jì)技術(shù)，隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，模具工業(yè)在未來的國民經(jīng)濟(jì)中擔(dān)當(dāng)重要的角色。以后模具的發(fā)展趨勢將會(huì)是發(fā)展精密、高效、長壽命模具和自動(dòng)化加工設(shè)備。 No 51 工藝分析和工藝方案確定1.1 沖壓模的分類和結(jié)構(gòu)型式模具是工業(yè)生產(chǎn)中主要的工藝裝備。模具生產(chǎn)必須要滿足零件要求的技術(shù)指標(biāo)，模具和產(chǎn)品的形狀、尺寸大小、材料形式、質(zhì)量和表面狀態(tài)都需要保持一致。每一個(gè)產(chǎn)品應(yīng)該有屬于自己或者相對(duì)應(yīng)的模具為其生產(chǎn)。沖模的結(jié)構(gòu)形式很多，可以根據(jù)以下特征進(jìn)行分類：按照沖壓工序的組合方式可以分為單工序的簡單模和復(fù)合模，連續(xù)模等；按照沖壓

13、的性質(zhì)可以分成落料模、切邊模、沖孔模、彎曲模、成形模和翻邊模等;按照模具的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)上、下模導(dǎo)向方式，有無導(dǎo)向模和導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模等；按照卸料裝置可以分為固定卸料板和彈性卸料板沖模；根據(jù)擋料形式可以分為固定擋料釘、活動(dòng)擋料釘、活動(dòng)擋料銷、導(dǎo)正銷和側(cè)刃定距沖模。沖模的典型結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)：（1）單工序沖模（亦稱單沖模）單沖膜是指在壓力機(jī)的作用下，每完成一次途程便只能形成一個(gè)沖壓工藝的工序。這種沖模結(jié)構(gòu)簡單，尺寸和質(zhì)量都比較小，工件的精度相對(duì)較差，同樣制作成本相對(duì)也低。（2）級(jí)進(jìn)模（亦稱多工序連續(xù)模）在壓力機(jī)的作用下，模具在各個(gè)工位上，能一起做完不少于 2 個(gè)沖壓工序的叫級(jí)進(jìn)模。級(jí)進(jìn)模加工的沖壓工序都

14、是分布在物料的給進(jìn)方向上，例如，在剛帶上做連續(xù)拉深工序就是采用級(jí)進(jìn)模的。（3）復(fù)合模 No 6復(fù)合模是壓力機(jī)在模具表面上的某個(gè)位置依次完成兩道以上沖壓工序的模具。像常見的落料模、拉深模都是一種復(fù)合模，墊圈的生產(chǎn)的過程中就是采用復(fù)合模沖壓工藝。三種模具各有不同，各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，工業(yè)生產(chǎn)中還要依據(jù)自己的實(shí)際情況來選擇模具的種類。單工序沖模外形尺寸小，操作簡單，模具成本較低，但生產(chǎn)效率低下，工作精度低，適合小批量生產(chǎn)；級(jí)進(jìn)模和復(fù)合模的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，模具的設(shè)備能力強(qiáng)，工作精度高，工作條件較好，適合大批量生產(chǎn)。缺點(diǎn)就是模具比較復(fù)雜，制作成本較大，外形尺寸較大。1.2 沖模設(shè)計(jì)的步驟和內(nèi)容沖壓工藝

15、和模具設(shè)計(jì)是相輔相成的，應(yīng)該充分考慮到工廠的設(shè)備安裝，人員的配備等實(shí)際情況，從生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率、環(huán)境的保護(hù)、設(shè)備的安全性等各方面綜合考慮，設(shè)計(jì)和選擇出經(jīng)濟(jì)合理、使用安全可靠的沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)方案。依據(jù)沖壓模具圖和其他的零件圖的圖紙要求、現(xiàn)場沖壓設(shè)備的操作說明等進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，一般來說，將要完成的主要工作內(nèi)容和步驟如下：（1）工藝設(shè)計(jì)應(yīng)該依據(jù)沖壓件的產(chǎn)品圖，結(jié)合制件的外形尺寸、精度要求、生產(chǎn)批量等因素，分析零件的沖壓工藝性，在確保沖件質(zhì)量的基礎(chǔ)上，改善制模工藝性并提高模具壽命。保證設(shè)計(jì)出來得方案合理，使材料消耗少、使用設(shè)備少、模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、操作安全。（2）查看與沖模設(shè)計(jì)有關(guān)的工藝文件是否齊

16、全。（3）分析沖壓工藝的合理性。排樣圖及沖模結(jié)構(gòu)選型是否先進(jìn)、恰當(dāng)、經(jīng)濟(jì)合理。 No 7（4）依據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)和加工設(shè)備的使用說明，充分考慮沖壓工藝所需要的變形力和模具輪廓的大小等主要因素，合理安排工廠設(shè)備的安裝，根據(jù)安裝情況合理選擇設(shè)備類型和噸位。（5）依據(jù)工藝設(shè)計(jì)方案，充分考慮模具加工條件、操作方便和安全等因素，選定模具的沖模結(jié)構(gòu)形式。（6）模具的沖模結(jié)構(gòu)形式確定下來之后，然后計(jì)算和校核模具結(jié)構(gòu)的參數(shù)，比如凸凹模的外形尺寸大小、運(yùn)動(dòng)工件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)等。（7）繪制模具圖，需要繪制總裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖?？傃b配圖就是要清楚的顯示各個(gè)部件之間的配合關(guān)系，主要包括部件的主視圖、俯視圖還有部分

17、剖視圖。零件圖根據(jù)總裝配圖進(jìn)行繪制，需要標(biāo)明結(jié)構(gòu)尺寸、表面粗糙度、公差等技術(shù)要求。（8）最后編寫工藝設(shè)計(jì)文件要求、計(jì)算說明書，以后可以方便查閱資料。設(shè)計(jì)說明書應(yīng)該包括工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)兩部分的主要內(nèi)容。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)零件簡圖如圖 1 所示名稱：支架，原料：Q235，材料厚度為 t=1.0mm，年產(chǎn)量：30 萬套，（左右對(duì)稱各有一件，組成一套，圖示為左件） No 8圖 1 彎曲件圖1.4 工藝性分析工藝性分析應(yīng)該涵蓋經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩個(gè)主要方面。從經(jīng)濟(jì)上考慮，應(yīng)該充分考慮制件的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)批量的大小，確保利益最大化。從技術(shù)層面考慮，要依據(jù)產(chǎn)品圖紙的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析零件的基本表面和特型表面的組合情

18、況和尺寸大小、確保制件的形狀特點(diǎn)、精度要求等符合沖壓工藝的要求。主要影響沖壓件工藝性的因素有沖壓件的形狀尺寸和沖裁精度。1）沖壓件形狀和尺寸沖壓件的形狀和尺寸盡可能設(shè)計(jì)簡單對(duì)稱，這樣加工時(shí)排出的廢料較少，節(jié)約成本。 No 9零件設(shè)計(jì)時(shí)，沖壓件外形和內(nèi)孔不可以有尖銳的角，應(yīng)該有適當(dāng)?shù)膱A角相連。沖裁件的凸出懸臂跟凹槽的長度不能太過于小。沖裁件的孔和孔之間的間距不能太小，孔邊與沖裁件邊平行時(shí)應(yīng)該不小于 t 合理，孔邊和沖裁件平行時(shí)應(yīng)該不小于 1.5t 合理。確保零件結(jié)構(gòu)滿足沖裁要求。2）沖裁精度與粗糙度沖壓件精度與粗糙度跟模具結(jié)構(gòu)具體形式和其加工精度等因素有聯(lián)系。大多數(shù)的沖裁工件所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度、

19、兩孔之間的孔距公差、孔與邊距的尺寸公差等數(shù)值均可以查表獲得。一般情況下，沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于 IT15 級(jí),落料公差等級(jí)低于IT11 級(jí),沖孔件公差等級(jí)低于 IT10 級(jí)。因?yàn)闆_裁件在斷面粗糙度上沒有要求,所以我們不用考慮。該制件為大批量生產(chǎn)、尺寸比較小、形狀比較簡單、厚度比較小、未注公差是 IT14 級(jí)，而且還沒有特殊的要求，所以適用于沖壓生產(chǎn)。1.5 工藝方案的分析和確定1.5.1 確定沖壓工序數(shù)量和順序這個(gè)制件的基本加工應(yīng)該包含剪切或者落料、沖孔、彎曲三種基本工序，依據(jù)它的外形尺寸特點(diǎn)、所用材料的性質(zhì)，大致有下面四種沖裁方案：方案一：在落料、沖孔、彎曲過程中所用的工序模具不同。方案

20、二：先用落料、沖孔的連續(xù)模加工出所需要的毛坯，然后要用彎曲模對(duì)毛坯進(jìn)行彎曲成形的加工。方案三：先采用級(jí)進(jìn)模加工彎曲毛坯，然后再采用彎曲模進(jìn)行彎曲成形的加工。 No 10方案四：直接采用多工位級(jí)進(jìn)模同時(shí)加工沖壓、彎曲成形。上面的四種方案中，方案一雖然模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要較多副模具，不適用與大批量生產(chǎn)。方案二與方案三都需要兩副模具，生產(chǎn)效率較高，同樣帶來的卻是模具的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，適用于大批量生產(chǎn)。方案四只需一副模具，生產(chǎn)效率高，但模具太過于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣。該彎曲件年產(chǎn)量 30 萬件，批量較大，可以采用方案二或方案三，但是想到生產(chǎn)的操作安全與方便，應(yīng)該選用方案三先用級(jí)進(jìn)模加工彎曲毛坯，然后再

21、采用彎曲模進(jìn)行彎曲成形。1.5.2 計(jì)算毛坯尺寸這個(gè)制件的彎曲半徑 r0.5t，是一個(gè)有圓角半徑的彎曲制件，根據(jù)中性層長度計(jì)算展開尺寸，取中性層系數(shù) K=0.41。依據(jù)彎曲件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以5 和 2-4.2 的孔心距 L 為展開尺寸，如圖 2 所示， 圖 2 毛坯尺寸計(jì)算圖則： （1-1）ALLL21 No 11其中： （1-2）rtL121 )(101112mm （1-3）rtL152 )(131115mm （1-4）180/)(ktrA )(2 . 2180/90) 141. 01 (14. 3mm所以： （1-5）2 . 21310L )(2 .25mm展開后的毛坯圖如圖 3 所示， 圖

22、 3 毛坯圖 No 121.6 模具類型的選擇根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用級(jí)進(jìn)沖裁模制造彎曲毛坯，用彎曲模制造零件。 No 132 級(jí)進(jìn)?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 級(jí)進(jìn)?？傮w結(jié)構(gòu)方案依據(jù)制件厚度與沖裁件質(zhì)量的技術(shù)要求，最好選擇使用彈壓卸料的方式，采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，雙側(cè)刃定位，下出料的結(jié)構(gòu)形式。2.2 排樣設(shè)計(jì)在沖壓零件中，材料費(fèi)用占 60%以上，因此材料的經(jīng)濟(jì)利用是一個(gè)重要問題。材料利用率： （2-1）%100SBAA:一個(gè)零件的面積BS：一個(gè)步距內(nèi)坯料的面積%91%1007660873692排樣方法可分為三種：（1）有廢料排樣為了確保制件的質(zhì)量和沖模的壽命應(yīng)該沿工件總外形進(jìn)行沖裁，工件邊緣都留有搭邊，

23、但這種方法就會(huì)使材料的利用率降低。（2）少廢料樣沿工件部分外形沖裁，只局部有搭邊與余料。（3）無廢料排樣無任何搭邊。沒有一點(diǎn)搭邊。為了節(jié)省材料可以使用少、無廢料排樣，這樣就可以提高生產(chǎn)效率。同時(shí)因?yàn)闇p少了沖切周邊，所以材料的利用率也比較高。 No 14少廢料樣方法的材料利用率能達(dá)到 70%以上。但同時(shí)也有不足之處：工件的精度和質(zhì)量也會(huì)因?yàn)椴牧媳旧淼墓詈投ㄏ蛩a(chǎn)生的誤差會(huì)降低。而且，模具的壽命也會(huì)因?yàn)閱芜吋羟惺艿接绊憽Ｖ圆捎糜袕U料排樣的方法。是因?yàn)楣ぜ呐?，?duì)模壽命有固定的要求搭邊就是在排樣時(shí)工件之間以及工件與條料側(cè)面之間剩下的余料。搭邊值應(yīng)該適中，通常情況下，搭邊的最小值可約等于毛坯的

24、厚度。搭邊值大小的影響因素有：（1）材料的機(jī)械性能材料的軟硬可與搭邊值的大小成反比。（2）工件的形狀與尺寸工件尺寸大或是有尖突的復(fù)雜時(shí)，搭邊值應(yīng)大些。（3）材料厚度厚材料的搭邊值取大一些。（4）送料及擋料方式用手工送料，有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以小一些。根據(jù)工件形狀，為提高材料的利用率，所選用的排樣方式為斜排。由此可畫出排樣圖 ，如下圖： No 15圖 4 排樣圖取制件側(cè)搭邊為 a =1.2mm，制件前搭邊為 a=1mm，制件側(cè)刃余料1b=1.5mm，工件的剪切公差為 d=0.4mm，其他參數(shù)如下圖 5 所示。計(jì)算如下：斜排角： （2-)1226arctan(aa2） )1212arctan(a

25、a 451arctan送料步距 L： L= （2-cos26a3） 45cos126 No 16 )(4 .18mm條料寬度 B： nbalB12)(9 .465 . 122 . 1245cos545cos1545cos2 .256mm圖 5 排樣參數(shù)計(jì)算圖2.3 沖裁力和壓力中心計(jì)算按照排樣圖的設(shè)計(jì)，可以把沖壓輪廓曲線劃分成由線段和圓弧組成的基本單元，并合理標(biāo)記坐標(biāo)值。每個(gè)單元的長度和重心坐標(biāo)如下：（單位：mm）l1 = 18.4 x 1 = -16.2 y1 = 36.7l2 = 1.5 x 2 = -7 y2 = 37.45l3 = 18.8 x 3 = -2.7 y3 = -2.7l4

26、 = 19.2 x 4 = 2.55 y4 = 11l5 = 4 x 5= 7.9 y5= 19.2 No 17l6 = 1 x 6 = 6.7 y6 = 21l7 = 10 x 7 = 3.8 y7 =24.9l8 =10 x 8=3.8 y8 =32l9 =10 x 9=10.75 y9=32l10 =1 x 10=14.6 y10 =28.8l11 =16 x 11=20.65 y11 =23.5l12 =31.2 x 12=15.3 y12 =6.8l13 =15.7 x 13=36.8 y13=0l14 =13.2 x 14=44 y14 =28.4l15 =13.2 x 15=54

27、.6 y15=17.8l16 =18.4 x 16=57.4 y16=-7.2l17 =1.5 x 17=66.6 y17=-7.95計(jì)算壓力中心： （2-5）)./().(1721171722110llllxlxlxx)(6 .18mm （2-)./().(1721171722110llllylylyy6）)(16 mm 計(jì)算沖裁力： （2-1721.lllL7） )( 1 .203mm 選擇工件的抗剪強(qiáng)度 =380MPa，安全系數(shù)是 Kp=1.3，卸料力系數(shù)為 No 18K=0.04，推件力系數(shù)使=0.05，梗塞在凹模內(nèi)的工件數(shù)量使 n=8（取凹模洞1K口深度 h=8） ，t=1mm，則：

28、 沖裁力 （2-8）LtKPp)(100)(10033138011 .2033 . 1KNN卸料力 （2-9）KPQ )(410004. 0KN推料力 （2-10）pnkQ11)(4010005. 08KN沖裁工藝總動(dòng)力 （2-11）1QQPP )(144404100KN根據(jù)沖壓工藝總力，J23-16B 型壓力機(jī)。2.4 壓力機(jī)選擇沖壓設(shè)備的選用需要考慮下述幾個(gè)因素：（1）沖壓設(shè)備的類型和工作方式是否適用于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求； No 19（2）沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的需要；（3）沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)面尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具；（4）

29、沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。由表 2-7 查得公稱壓力為 160kN 的開式可傾壓力機(jī) J23-16B 參數(shù)如表1。表 1 壓力機(jī)參數(shù)型號(hào)公稱壓力/KN滑塊行程/mm滑塊行程次數(shù)/nmin-1J23-16B16070120最大閉合長/mm滑塊調(diào)試量/mm工作臺(tái)大小/mm 長寬220604503002.5 刃口尺寸的計(jì)算2.5.1 刃口尺寸計(jì)算的一般原則刃口尺寸要確保沖出的零件合格:在落料時(shí)一定要先計(jì)算凹模的刃口尺寸，這樣就可以知道合理的沖裁間隙值。因?yàn)橥鼓Ｈ锌诘某叽缂s等于沖孔時(shí)孔的實(shí)際尺寸，所以應(yīng)該對(duì)凸模刃口尺寸進(jìn)行計(jì)算，另外可以通過改變凹模刃口尺寸來確定合理的沖裁間隙值。刃口有

30、些少量的磨損并不會(huì)影響沖出的工件的合格性:沖裁件數(shù)量越大，凸模與凹模的刃口的磨損程度與會(huì)越大，刃口尺寸也會(huì)隨之改變的。所以只要磨損量不太大，在一定的范圍之內(nèi)，都不會(huì)影響沖出的工件的合格性。在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)選取合理沖裁間隙值中最小的值：凸模與凹模刃口的磨損量與沖裁間隙成正比。所以在設(shè)計(jì)模具過程中，沖裁間隙應(yīng)該選取其合理值中的最小值。值得引起注意的是，沖裁間隙的大小受凸模與凹模minZ No 20刃口尺寸的制造公差的影響。所以，在確保既能沖出合格的工件又能確保合理的沖裁間隙值的前提下，才能計(jì)算和處理刃口尺寸。2.5.2 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算模具刃口尺寸計(jì)算的方法可分為兩種：（1）凸模與凹模分開

31、加工（2）凸模與凹模配合加工如果是外形尺寸比較麻煩的工件，一定要采取配合加工，這樣才能保證凸模、凹模之間必要的空隙值。沖壓工件的經(jīng)濟(jì)公差應(yīng)該小于 IT14 等級(jí)級(jí)，通常情況下，工件的落料公差等級(jí)要低于 IT10 級(jí),沖孔工件公差通常不要高于 IT9 級(jí)，已知圖表 3-5可得沖裁工件的落料公差和沖孔公差分別是 0.04，0.80。然而沖裁件的落料公差和最高精度沖孔公差分別是 0.50，0.15 已知圖表 3-6 獲得孔中心距公差是 0.15 而沖件孔中心距最高精度公差為0.25，所以判斷適用于一般精度的沖裁，普通沖裁基本能達(dá)到精度要求。依據(jù)零件的毛坯圖毛坯的尺寸大小來測算沖裁模刃口尺寸。根據(jù)毛坯

32、圖尺寸特點(diǎn)，分別命名尺寸代號(hào)如圖 6 所示。 No 21圖 6 彎曲模工作部分尺寸代號(hào)圖圖中標(biāo)記的 d1、d2 是沖圓孔的尺寸，圖中 A1A5 是凹模在損壞之后增大的落料尺寸的大小，圖中 L1、L2 是沖孔中心距尺寸，圖中 A4、A5 是單面磨損尺寸，圖中 C 是凹模在損壞之后不變的落料尺寸的大小。d1 的加工公差為IT12 級(jí)，讀取系數(shù) x=0.75，其它沖孔和落料尺寸都是自由公差尺寸，是IT14 級(jí)，讀取系數(shù) x=0.5。沖裁間隙取 Z=14%20%t， Zmax=0.20mm。工件沖 No 22孔凸模應(yīng)該采用外圓磨削方法加工，加工公差是 IT6 級(jí)。落料凸模和凹模用快走絲線切割加工，加工

33、公差取 0.02mm。計(jì)算凸模、凹模的刃口尺寸如下：15. 0015d 0min1)(1pxddp（2-12） 0008. 00008. 011. 5)15. 075. 05( （2-13）pZddpd0min)(11 02. 0002. 0025. 5)14. 011. 5(30. 0022 . 4d （2-14）0min2)(2pxddp 0008. 00008. 035. 4)03. 05 . 02 . 4( （2-15）pZddpd0min)(22 02. 0002. 0049. 4)14. 035. 4(02. 0151L （2-16）ddLL5 . 0)5 . 0(min11 01

34、. 01502. 05 . 0)40. 05 . 002. 015(26. 02 .252L No 23 （2-17）ddLL5 . 0)5 . 0(min2201. 02 .25043. 0112A （2-18）dxAAd0max11)( 01. 0001. 0076.11)43. 05 . 012( （2-19）0min1)(1pZAAdp 001. 0001. 062.11)14. 076.11(036. 0210A （2-20）dxAAd0max22)( 01. 0001. 0082. 9)36. 05 . 010( （2-21）0min2)(2pZAAdp 001. 0001. 06

35、8. 9)14. 082. 9(052. 0326A （2-22）dxAA0max33)( 01. 0001. 0074.25)52. 05 . 026( （2-23）0min3)(3pZAAdp 001. 0001. 06 .25)14. 074.25(030. 046A （2-24）dxAA0max44)( No 24 01. 0001. 0085. 5)30. 05 . 06( （2-25）0min4)(4pZAAdp001. 0001. 078. 5)14. 076.11( 030. 056 RA （2-26）dxAA0max55)( 01. 0001. 0085. 5)30. 05

36、. 06(R Ap5=（Ad5-Zmin）0-p （2-27） =R（11.76-0.14）0-0.01 =R5.780-0.011 . 010C （2-28）ddLL5 . 0)5 . 0(min11 01. 010上述尺寸按校核，均滿足要求，計(jì)算結(jié)果合格。minmaxZZdp2.5.3 確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸（1）確定凹模外形的尺寸設(shè)側(cè)刃的厚度是 6mm，那么計(jì)算垂凹模型孔壁間最大距離是： （2-29）2625 . 09 .431b )(9 .54mm取系數(shù) K=0.32，則凹模厚度為： No 25 （2-30）1KbH )(5 .179 .5432. 0mm垂直于送料方向的凹模寬度為：

37、（2-31）HbB)45 . 2(1 )(1115 .172 . 39 .54mm送料方向上的凹模型孔壁間最大距離為： （2-32）4 .184 .1134 .18611L )(92 mm取沖裁件凹模孔壁到制件邊緣的距離為，那么平行于送料方向的)(251mml 凹模長度是： 112lLL（2-33） )(14222592mm根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選取等于或接近于對(duì)應(yīng)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)凹模板，?。?（2-34）18125160HBL 以工件的兩側(cè)刃型孔的對(duì)稱中心作為凹模的中心，它與沖裁壓力中心的間距是 2.5mm，不會(huì)耽誤模具的正常使用。（2）選擇典型組合 根據(jù)模具形狀類型和凹模周邊尺寸的大小，應(yīng)該選擇使用彈壓

38、卸料橫向送料的典型組合方式，凹模周界為 LB=160125。 No 26 No 27 圖 7 凹模材料：Cr12MoV技術(shù)要求：1.熱處理 60-64HRC。2.已注表面粗糙度取，其余取。m8 . 0m3 . 63.凹模尺寸大小可以依據(jù)凹模刃口的實(shí)際尺寸進(jìn)行合理的配置，確保兩個(gè)面的間隙在 0.150.19mm 范圍內(nèi)。4.未注圓角為 R3。 No 28（3）凸模長度的確定 （2-35）hL321hhh凸凸模固定板厚應(yīng)該取 18mm； 固定卸料板厚度應(yīng)該取 16mm；（當(dāng)1h2ht1.5 時(shí)，h 增加長度一般取 1020mm；凸模俢磨量 Y 取 12mm。如果使用彈壓卸料裝置，那么就不會(huì)有導(dǎo)料板

39、厚度，必須要充分考慮3h到固定板與卸料板間彈性工件的高度。 5610121618凸L圖 8 落料凸模 No 29圖 9 沖孔凸模材料：Cr12MoV技術(shù)要求：1 未注圓角 R32 熱處理 60-64HRC 是為了提高模具的壽命3 反鉚反磨平是為了裝配的要求（4）卸料板卸料板之所以不用設(shè)計(jì)出件零件是因?yàn)樾读系姆绞綖楣潭ò逍读?出件的時(shí)候直接是以凸模往下沖就可以了。凹模板的尺寸與固定卸料板外形尺寸幾乎相同，通常情況下，固定卸料板的厚度是凹模厚度的 0.81 倍。因此卸料板的厚度是 16mm，卸料板在此過程中的作用比較單一，只起卸料作用。卸料板與凸模之間的距離一般取 0.20.5mm,這里取 0.5

40、mm。（5）凸模固定板 No 30凸模固定板的外廓尺寸無異于凹模的外廓尺寸, 凸模的厚度是凹模的厚度的 0.81 倍，這里取的是 1 倍,即 。根據(jù)核準(zhǔn)選擇的板的規(guī)mm18181格為;凸模固定板與凸模之間的配合是,裝配時(shí)就18125160HBL6/7 nH可以通過這個(gè)銷釘進(jìn)行定位,各形孔的位置尺寸無異于凹模尺寸, 凸模和頂部鉚接在一起,所以一定要有倒角。由此凸模固定板的零件圖如下： 圖 10 凸模固定板材料：45技術(shù)要求：1）熱處理 60-64HRC。 2）凸模固定板的外形尺寸與凹模的外形尺寸一致。 No 31 3）未標(biāo)注粗糙度取 6.3um。4）未注圓角為 R3。 （6）墊板 墊板可以對(duì)凸模

41、傳遞的壓力給予承受并擴(kuò)散,以避免模座受到擠壓損傷,所以在與模座相交面之間加上一塊墊板（墊板是需要磨平的） 。墊板的外形尺寸和凸模固定板的尺寸相同即可，厚度取值范圍：即可，因?yàn)檫@mm103個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)，壓力比較大，所以厚度取。8mm圖 11 墊板 No 323 彎曲?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 模具總體方案設(shè)計(jì) 依據(jù)沖裁件的外形尺寸，應(yīng)該使用 U 形彎曲模進(jìn)行一個(gè)模兩個(gè)工件對(duì)稱彎曲成形。利用毛坯上已經(jīng)沖出的兩個(gè) 4.2 孔，使用定位釘對(duì)毛坯進(jìn)行定位。采用開式無導(dǎo)向模具結(jié)構(gòu)，彎曲完成時(shí)對(duì)工件進(jìn)行校正。3.2 彎曲力計(jì)算 彎曲件校正部分的投影面積為： F=1010+12（26-10）+62（12+5） 2 （3

42、-1） =992（mm2）取單位校正力，則彎曲力為：Mpaq60P = qF= 60992=59520（N）60（kN） （3-2）由 ： （3-7 . 0(PP)9 . 03）得： 60PKN758 . 0初步選用 J23-10 型壓力機(jī)，參數(shù)如表 2表 2 壓力機(jī)參數(shù)型號(hào)公稱壓力/KN滑塊行程/mm滑塊行程次數(shù)/nmin-1J23-1010014545最大關(guān)閉長度/mm關(guān)閉長度調(diào)節(jié)范圍/mm工作臺(tái)外形尺寸/mm 長寬180353702403.3 彎曲模刃口尺寸計(jì)算彎曲模工作部分尺寸如圖 12 所示。 No 33圖 12 彎曲模工作部分尺寸圖用 rd=4mm，rp=1mm，H=11mm。h

43、應(yīng)該不能小于彎曲件高度，所以取h=30mm。設(shè)定位釘?shù)闹行木酁?L1=20mm，那么應(yīng)該依據(jù) L=44mm 計(jì)算出來凸模、凹模的橫向工作尺寸的大小。凸、凹模間隙為： （3-4）)(2nttZ取 n=0.05，則： （3-5）) 105. 01 (2Z No 34 )( 1 . 2mmL 按 IT14 級(jí)制造，取單向負(fù)偏差 =0.62mm。沖裁件的凹模的成形尺寸大小跟下模座上槽的內(nèi)側(cè)壁尺寸大小有關(guān)系，這個(gè)座上槽采用的是銑削加工，制造精度是 IT9 級(jí)，還有可以使用銑削的加工方法后再用平面磨床磨削的機(jī)械加工方法，取制造精度為 IT7 級(jí)。沖裁件的凸模應(yīng)該使用平面磨床磨削的加工方法，取制造精度為 I

44、T7 級(jí)。那么： （3-6）dlLd0)75. 0(062. 00062. 0054.43)62. 075. 044( （3-7）0)(pZLLdp0025. 00025. 044.41) 1 . 254.43(3.4 模具零件的結(jié)構(gòu)分析因?yàn)闆_裁件的彎曲模設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化不是很高，部分零件的結(jié)構(gòu)和尺寸在滿足工作部分尺寸的前提下任意選擇。沖裁件的下邊模具有的工件可以使用平板式下模座，兩個(gè)凹模塊鑲嵌安裝在下邊模具座的卡槽內(nèi)并且用圓柱銷等緊固元件進(jìn)行緊固，頂板上安裝定位釘，凹模塊給頂板的上下運(yùn)動(dòng)做導(dǎo)向，上邊模具部分應(yīng)該選擇槽式模柄安裝，模柄槽內(nèi)直接安裝凸模，使用兩個(gè)圓柱銷給凸模定位。 No 35 No 3

45、64 級(jí)進(jìn)模零件設(shè)計(jì)4.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括以下幾方面的內(nèi)容：1確定凹模板的厚度和凹模的外輪廓的尺寸；2確定凹模形孔側(cè)壁的輪廓；3安排凹模板各個(gè)孔的位置和各個(gè)孔的標(biāo)注尺寸等等。4.1.1 凹模凹模的固定方法也是經(jīng)常被用到的固定方法凹模與下模座用螺釘和銷釘固定。凹模刃口型式：選擇直筒型刃口凹模，此種型式刃口強(qiáng)度較高，刃磨后工作部分尺寸不變。該凹模型式可在凹模刃口內(nèi)安裝壓料板，有利于提高沖壓質(zhì)量，適用于形狀復(fù)雜的沖壓件。4.1.2 凸模凸模的布局型式：選用圖的固定方式，通常情況下這類結(jié)構(gòu)一般不用于大直徑?jīng)_孔或大件落料。為了使凸模的強(qiáng)度變大可以做成階梯形。固定板與凸模之間的配合屬于

46、過渡配合。凸模長度計(jì)算：通過模具的布局可以確定凸模的長度。通常要考慮在沖壓過程中凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模固定板的高度、以及卸料板到凸模固定板之間的距離是否安全等因素。凸模強(qiáng)度計(jì)算：對(duì)于細(xì)長的或沖厚料的凸模，進(jìn)行凸模承壓能力和抗彎能力的校核。在檢驗(yàn)凸模是否能滿足承載能力時(shí)，凸模材料的許用壓應(yīng)力應(yīng)該不小于 No 37凸模最小斷面的壓應(yīng)力即： （4-1）min FA查得 Q235 的抗剪截面系數(shù)，。凸模最小直徑需滿足：300400壓 （4-23400300145 . 3 ,4min壓td）經(jīng)計(jì)算后，可知沖孔凸模強(qiáng)度符合要求。凸模的剛度要符合： （4-3）1094001493 . 1499011,90

47、222maxFdL經(jīng)計(jì)算后，兩個(gè)凸模都符合要求。凸模是裝在凸模的固定板上，并且二者之間要有一定的間隙。這樣凸模就可以在上邊搖動(dòng)了，最后與凹模配合。4.1.3 卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最常見的卸料方式就是用料板卸料。帶導(dǎo)向的彈壓卸料板之所以在小孔沖模中更好地使用是因?yàn)樵撔读习宓倪\(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，除此之外還能保護(hù)較小的凸模。4.2 導(dǎo)向零件和緊固件的選擇（1）模具導(dǎo)向有多種方式，例如導(dǎo)筒、導(dǎo)柱、滾珠導(dǎo)柱等。之所以選用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向是因?yàn)榧庸け容^簡單、形狀又是圓柱形、裝配時(shí)比較容易。當(dāng)模具處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，上模座的上平面與導(dǎo)柱上端面之間的距離因該保持在 1015mm 左右，導(dǎo)柱的下模座下平面與小端面之間的距離應(yīng)保持在2

48、5mm 左右。導(dǎo)套與上模座的上平面之間的距離應(yīng)該大于或等于 3mm。 No 38（2）緊固件的選用緊固件的選用在模具設(shè)計(jì)過程中，在選擇螺釘和銷釘?shù)臅r(shí)候應(yīng)注意：在一個(gè)組合中，至少需要 3 個(gè)螺釘，當(dāng)被聯(lián)接件時(shí)圓形時(shí)，應(yīng)選用 36 個(gè)螺釘，若長方形時(shí)應(yīng)選用 48 個(gè)螺釘,還應(yīng)盡最大可能沿被聯(lián)接件的邊緣均分分布。通常情況下，都用兩個(gè)銷釘，但兩個(gè)銷釘之間的距離要盡量遠(yuǎn)一些，這樣可以確保定位安全可靠。通過凹模的厚度和沖壓工藝力的大小能確定銷釘和螺釘?shù)囊?guī)格，可以選擇螺釘?shù)囊?guī)格，銷釘?shù)淖畲笾睆娇梢缘扔诘穆葆敶髲?，或比螺釘?shù)拇髲叫∫灰?guī)格。銷釘?shù)呐浜祥L度與螺釘?shù)男腴L度要適中，既不能太淺，也不能太深，一通常情況下是公稱直徑的 1.52 倍。螺釘之間、螺釘與銷釘之間的距離，螺釘、銷釘距凹模刃口及外邊緣的距離均不應(yīng)過小，以防降低模板強(qiáng)度。為了避免降低模板的強(qiáng)度，銷釘?shù)桨寄Ｈ锌诤屯饫g的距離應(yīng)該大一些。為了保證位置精度，各個(gè)被聯(lián)接件的銷孔都應(yīng)該配合加工。銷與銷孔之間的配合采用 H7/n6 或 H7/m6。4.3 選擇堅(jiān)固件及定位零件根據(jù)凹模板的厚度，可選用 M12 的螺釘，在根據(jù)具體的要求,查國家標(biāo)準(zhǔn)選擇 GB 70-85 M12X70,需要 4 個(gè)該螺釘；承料板的螺釘需要選擇 GB 70-85