模具課程設(shè)計(jì)3546689462

1、- 43 -1 引言我國(guó)的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注 在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，6O 一8O 的零部件都要依靠模具成形(型)。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度，高復(fù)雜程度 高一致性、高生產(chǎn)率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。近幾年 我國(guó)模具工業(yè)一直以每年1 5 左右的增長(zhǎng)速度發(fā)展，2003年，我國(guó)模具總產(chǎn)值超過(guò)400億元人民幣?，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí)，也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。有人說(shuō)，現(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。模具技術(shù)水平的高低，在

2、很大的程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。我國(guó)模具工業(yè)作為一個(gè)獨(dú)立、新型的工業(yè)，正處于飛速發(fā)展階段，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一，其發(fā)展前景是十分廣闊的。模具的CAD/CAE/CAM涉及面廣、及多種學(xué)科與工業(yè)技術(shù)于一體，是綜合型、技術(shù)密集型產(chǎn)品。隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，CADCAECAM技術(shù)也日益成熟，在現(xiàn)代模具中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛?？梢灶A(yù)料不久的將來(lái)，模具制造業(yè)將從機(jī)械制造業(yè)中分離出來(lái)而獨(dú)立成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的支柱產(chǎn)業(yè)與此同時(shí)也進(jìn)一步促進(jìn)了模具制造技術(shù)向集成化、智能化、益人化、高效化方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)是小角板零件，材料是Q

3、235，本次設(shè)計(jì)采用AUTO CAD輔助設(shè)計(jì)，大大縮短了模具設(shè)計(jì)過(guò)程的工作周期，提高了模具設(shè)計(jì)的效率。由于本人所學(xué)模具知識(shí)水平有限，視野狹小,在設(shè)計(jì)中還存在這樣那樣的問(wèn)題和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。2 小角板落料沖孔復(fù)合模及彎曲模設(shè)計(jì)2.1小角板工藝性分析材 料：Q235材料厚度：2 mm制造精度：IT10生產(chǎn)批量：大批量零件簡(jiǎn)圖：如圖2.1所示圖2.1 小角板零件圖工件厚度t=2mm，孔的邊緣線距彎曲線的距離L>2t。彎曲時(shí)，孔不會(huì)變形。因此在工藝安排上應(yīng)該先沖裁，再?gòu)澢憧梢赃_(dá)到圖紙要求。根據(jù)以上分析，該工件宜先沖孔落料，再?gòu)澢_(dá)到圖紙要求。2.2 小角板沖裁模設(shè)計(jì)2.2.1小角板沖裁

4、工藝性分析1）制造精度工件尺寸公差按IT10級(jí)制造。查標(biāo)準(zhǔn)公差表，各尺寸公差如圖2.2所示。無(wú)其他特殊要求。查有關(guān)手冊(cè)可知，利用普通沖裁方式可以達(dá)到零件圖紙要求。 圖2.2 小角板尺寸公差示意圖2）結(jié)構(gòu)與尺寸工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形對(duì)稱?？椎闹睆剑ㄏ鄬?duì)厚度）大，孔壁>1.5t，這些結(jié)構(gòu)因素均宜沖裁。3）材料表2.1 常用沖壓材料的性能和規(guī)格碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235，抗拉強(qiáng)度b=380470MPa，抗剪強(qiáng)度=310380 MPa，斷后伸長(zhǎng)率10=2125%。此材料具有較高的彈性和良好的塑性，其沖裁加工性能比較好。根據(jù)以上分析，該小角板零件的工藝性較好，可以進(jìn)行沖裁加工。2.2.2確定沖裁工藝方案該零件

5、沖裁包括落料和沖孔兩個(gè)基本工序，可采用的沖裁工藝方案有單工序沖裁，復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。一般對(duì)于上面這樣的工件通常采用先落料再?zèng)_孔的加工方法。由于該工件的生產(chǎn)批量為大批量，則有以下幾種方案進(jìn)行比較。該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，表2.2中列有三種工藝方案。序號(hào)工藝方案結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1單工序模生產(chǎn)：落料沖孔 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率低，難以滿足零件中批量生產(chǎn)的需求。且兩道工序中的定位誤差，將導(dǎo)致孔心距尺寸精度難以保證2復(fù)合模生產(chǎn)：落料-沖孔復(fù)合 同一副模具完成兩道不同的工序，大大減小了模具規(guī)模，降低了模具成本，提高了生產(chǎn)效率，也能提高壓力機(jī)等設(shè)備的使用效率；

6、操作簡(jiǎn)單、方便，適合中批量生產(chǎn)；能可靠保證孔心距尺寸精度3級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)：沖孔-落料連續(xù) 同一副模具不同工位完成兩道工序，生產(chǎn)效率高，模具規(guī)模相對(duì)第二種方案要大一些，模具成本要高；兩工位之間的定位要求非常高，否則無(wú)法保證孔心距尺寸精度 表2.2 方案比較經(jīng)過(guò)比較：由于零件屬于大批量生產(chǎn)，因此采用單工序沖裁效率太低，而且不便于操作；級(jí)進(jìn)沖裁設(shè)備要求高，定位非常難難于保證精度；而采用復(fù)合沖裁，沖出的零件精度和平直度都較好，生產(chǎn)效率也高，而且零件的孔邊距不小，模具強(qiáng)度也能夠保證。根據(jù)以上分析，該零件宜采用復(fù)合沖裁工藝方案。由此確定工序如下：下料沖孔落料檢驗(yàn)。2.2.3確定模具總體結(jié)構(gòu)方案1）模具類型根據(jù)

7、零件的沖裁工藝方案，采用復(fù)合沖裁模。如圖2-4所示。圖2.3 復(fù)合模表2.3 根據(jù)上表比較：采用倒裝復(fù)合模。2）操作與定位方式雖然零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求，而且能降低模具成本，因此采用手工送料方式?？紤]零件尺寸以及厚度，為了便于操作和保證零件的精度，宜采用導(dǎo)料銷導(dǎo)向、固定擋料銷定距的定位方式。3）卸料與出件方式考慮零件的厚度較薄，采用彈性卸料方式。4）模架類型與精度由于零件厚度較薄，沖裁間隙較小，因此采用受力平衡、導(dǎo)向平穩(wěn)的后置導(dǎo)柱模架。考慮零件精度以及沖裁間隙，采用級(jí)模架精度。2.2.4工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算1）沖裁件總長(zhǎng)計(jì)算工件相對(duì)彎曲半徑r/t>0

8、.5，彎曲前，后中性層長(zhǎng)度不變的原則。中性層曲率半徑可按下式計(jì)算： =r+Kt （2-1）式中中性層曲率半徑，為mm；r彎曲半徑，r為mm；K中性層位移系數(shù)，查表取K=0.32；t材料厚度，t為mm?？梢运愕茫?=r+Kt=2+0.32×2=2.64mm當(dāng)工件的彎曲角為90度時(shí)：L=l1+l2+/2=（90-4）+（40+15-4）+ 3.14×2.64/2 141mm（取整）根據(jù)以上計(jì)算，沖裁件如圖2.4所示： 圖2.4 工件展開圖2）排樣設(shè)計(jì)（1）排樣沖裁件在板料或條料上的布置方式，稱為沖裁件的排樣，簡(jiǎn)稱排樣，排樣的合理與否，不但影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，降低零件成本，還

9、會(huì)影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等。（2）材料的利用率排樣的目的是為了合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。所謂材料利用率是指沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比。材料利用率的計(jì)算公式如下： 一個(gè)進(jìn)距的材料利用率的計(jì)算如下： =×100% （2-2）式中： A 沖裁件面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料），（mm2）； n 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖裁件數(shù)目; B 條料寬度，（mm）; S 進(jìn)距,（mm）。（3）方案比較為滿足工件的尺寸要求和力求工作的簡(jiǎn)單話有以下兩種方案：該零件是一梯形，因此采用對(duì)頭直排。這樣的排樣對(duì)模具的要求的比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)方便。考慮到補(bǔ)償條料的

10、定位誤差，保證沖裁出合格的工件，在工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間要求留有搭邊。根據(jù)工件厚度，查手冊(cè)可得搭邊：c=1.6 mm ,d=2.5 mm 方案一：如下2.5圖所示：圖2.5 排樣方案一 圖根據(jù)排樣圖的幾何關(guān)系，可以算出條料寬度為 B=141+2×2.5=146 mm進(jìn)距為 S=80+30+2×1.6=113.2mm沖裁件面積為 A =80×55+30（141-55-15）+/2×152-(10/2)2-(20/2)2-(5×5-/4×52=6484.5mm2因此，材料利用率為 =nA/BS×100%=2×6

11、484.5/(146×113.2) ×100%78.39%方案二：如下圖2.6所示： 圖2.6 排樣方案二 圖根據(jù)排樣圖的幾何關(guān)系，可以算出條料寬度為 B = 141+3×2.5+55 = 203.5 mm進(jìn)距為 S = 80+1.6= 80.16mm沖裁件面積為 A =80×55+30（141-55-15）+/2×152-(10/2)2-(20/2)2-(5×5-/4×52=6484.5mm2因此，材料利用率為 =nA/BS×100%=2×6484.5/(203.5×81.6) ×1

12、00%=78.043%由上面二種方案比較看出方案一的材料利用率要高些，在相同的要求保證下采用方案一比較好。3）沖裁力計(jì)算 沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計(jì)算沖壓力的目的是為了合理地選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力，所設(shè)計(jì)的模具必須能傳遞和承受所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。沖裁力包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算。（1）沖裁力計(jì)算及壓力機(jī)的選擇沖裁力的大小主要與材料性質(zhì)、厚度、沖裁件周長(zhǎng)、模具間隙大小及刃口鋒利程度有關(guān)。一般對(duì)于普通平刃口的沖裁，其沖裁力F可按下式計(jì)算： F= K· L·t· （2-3）式中：

13、F 沖裁力, N；K安全系數(shù)，取K=1.3； L 沖裁件的沖裁長(zhǎng)度, mm；t 板料厚度，mm； 材料的抗剪強(qiáng)度, Mpa；在落料沖孔復(fù)合模中，沖裁力包含落料力和沖孔力。由小角板零件圖可知:落料力：L=（80-10）+3/2×2×5+2（55-10）+（80-30-20）+2（71.15-5）+1/2×2×15=416.5 mm2 t = 2 mm = 345 MPaF落= K· L·t·=1.3 ×416.5×2×345 = 373.6 KN沖孔力：L1= 2×10×= 6

14、2.8 mmL2= 2×5×= 31.4 mmt = 2 mm = 345 MPaF孔1 = K· L1·t·=1.3×62.8×2×345 = 56.3 KNF孔2 = K· L2·t·=1.3×31.4×2×345 = 28.2 KN2）卸料力、推件力和頂出力從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力叫卸料力；把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力叫推件力； 卸料力和推件力通常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，見式（2-4）。卸料力：F卸=K卸·F 落推件力：F

15、推=n·K推·F孔 （2-4）式中： K卸、K推 分別為卸料力、推件力系數(shù),其值見表2.2；n 同時(shí)卡在凹模內(nèi)的零件數(shù)；h凹模直壁洞口的高度。表2. 4 推件力、頂件力、卸料力系數(shù)料厚/（mm）K推K頂K卸 鋼0.1>0.10.5>0.52.5>2.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.10.0630.0550.045 0.140.080.060.05卸料力：F卸=K卸·F 落 = 0.05×373.6 KN=16.7 KN推件力：F推1=n·K推·F孔1= 3×

16、;0.055×56.3 KN = 9.3 KNF推2=n·K推·F孔2= 3×0.055×28.2 KN = 4.7 KN（n=ht=6mm2 mm = 3個(gè)）F總 = F 落F孔F卸F推 = 373.6+56.3+28.2+9.3+16.7+4.7 KN= 528.4 KN4）壓力中心的計(jì)算圖2.7 沖孔落料壓力中心圖選定坐標(biāo)系xoy如圖2.7所示。按照壓力中心的計(jì)算公式（2-5）： （2-5）因?yàn)闆_件對(duì)稱于y軸，所以x0=0L1=80mm y1=0 mmL2=55mm y2=27.5 mmL3=25mm y3=55 mm L4=71.15m

17、m y490.58 mmL5=15 =47.1mm y5=2×15×sin 90°/3.14=135.7 mmL6=2×5=31.4mm y6=126.15 mmL7=2×10=62.8mm y730 mm故：y0 =( L1×y1+ L2×y2+ L3×y3+ L4×y4+ L5×y5+ L6×y6+ L7×y7+)/ (L1+ L2+ L3+ L4+ L5+ L6+ L7)=58.74 mm5）計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差模具刃口尺寸及公差是影響沖裁件精度，因而，正確確定沖

18、裁凸模和凹模刃口的尺寸及公差，是沖模設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。1）凸、凹模刃口尺寸公差計(jì)算的原則實(shí)踐證明，落料件的尺寸接近于其凹模刃口尺寸，而沖孔尺寸接近于其凸模刃口尺寸。所以，落料時(shí)取凹模作為設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)件；沖孔時(shí)取凸模作為設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)件。計(jì)算凸模和凹模尺寸時(shí)應(yīng)遵循的原則如下：（1）沖孔時(shí)，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸，以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)也可使用。而凹模的基本尺寸則按凸模刃口的基本尺寸加上一個(gè)最小間隙值。（2）落料時(shí)，應(yīng)先確定凹模刃口尺寸。凹模刃口的基本尺寸取接近或等于零件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損在一定范圍內(nèi)也能沖出合格的零件。凸模刃口的基本尺寸則按凹模

19、刃口基本尺寸減小一個(gè)最小間隙值。（3）在確定模具刃口制造公差時(shí)，既要能保證工件的精度要求，又能保證合理的間隙數(shù)值。一般模具制造精度比工件精度高34級(jí)。對(duì)沖孔20mm、10mm采用凸、凹模分開加工的方法，其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下：根據(jù)材料厚度，查手冊(cè)可得： 圖2.8 沖裁間隙 Zmax=0.36mm Zmin=0.246mm Zmax-Zmin=0.114mm查手冊(cè)得，凸、凹模制造公差： 凸模、凹模制造公差 工件公差圖2.9 沖孔、落料時(shí)各部分尺寸公差的分配位置 -凸=0.014mm +凹=0.029mm|-凸|-+|凹|=0.043<| Zmax-Zmin |=0.114滿足| Z

20、max-Zmin |-凸|-+|凹|條件沖孔應(yīng)先確定凸模刃口尺寸，間隙取在凹模上。設(shè)工件孔的尺寸為d+，其計(jì)算公式為： d凸 = （dx） （2-6） d凹 = （d凸Zmin） （2-7） 式中 d凸、d凹 沖孔凸、凹模基本尺寸，mm； 工件制造公差，mm；X 因數(shù)，當(dāng)沖裁件精度在IT10以上時(shí)，x=1; 沖孔20mm d凸20=（d1 + x）（201×0.084） mm 20.08 mm d凹20（d凸 1Zmin ）（20.080.246） mm 20.33 mm 沖孔10mm d凸10=（d 2+ x）(101×0.058) mm 10.06 mm d凹10（d凸

21、 2Zmin ）(10.06+0.246) mm 10.31 mm由于小角板落料形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下：以凹模為基準(zhǔn)件，因凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此屬于A類尺寸。按式（2-8） Aj (Amaxx) （2-8） 80凹 （801×0.12） mm 79.88 mm 55凹 （551×0.12） mm 54.88 mm 30凹（301×0.084） mm 29.92 mm 141凹（1411×0.14） m 140.86 mm凸模尺寸按凹模尺寸配制，保證單面間隙為Zmin/2 Zmax/22.2.5模具零、

22、部件設(shè)計(jì)選用1）凹模設(shè)計(jì)因沖件的批量較大，考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量，凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu)，刃壁高度取6mm，凹模輪廓尺寸計(jì)算如下：沿送料方向的凹模型孔壁間最大距離為： l=80mm垂直于送料方向的凹模型孔壁間最大距離為： b=141mm查手冊(cè)得，凹模壁厚c取40mm因此，沿送料方向的凹模長(zhǎng)度為： L=l+2c=141+2×40=221mm垂直于送料方向的凹模寬度為： B=b+2c=80+2×40=160mm凹模厚度可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： h=kb（h15mm）式中h凹模厚度，h為mm；k系數(shù)，查手冊(cè)取k=0.2；b垂直于送料方向的凹模型孔壁間最大距離，b為mm。凹模厚度為

23、 h=kb=0.2×141=28.2mm15mm 查手冊(cè)得：H=28 mm根據(jù)算得的凹模輪廓尺寸，根據(jù)GB/T2851.8-81選取標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸為L(zhǎng)*B*H=250mm×200mm×28mm。其具體零件圖2-10如下：圖2.10 凹模零件圖2）凸凹模設(shè)計(jì)凸凹模的內(nèi)、外緣均為刃口，內(nèi)、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。為保證凸凹模的強(qiáng)度，凸凹模應(yīng)有一定的壁厚。凸凹模的最小壁厚值m一般可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定。不積聚廢料的凸凹模最小壁厚值見式（2-15）。沖裁硬材料時(shí)m=1.5t沖裁軟材料時(shí)m t （2-15）對(duì)于倒裝復(fù)合模，因?yàn)榭變?nèi)會(huì)積聚廢料，所以最小壁厚要大些。其他

24、外形尺寸按零件沖裁要求及固定配合要求而定。具體凸凹模零件圖2-11如下：圖2.11 凸凹模零件圖3）凸模設(shè)計(jì)采用B型圓形凸模，廣泛采用臺(tái)階式結(jié)構(gòu)，以防止卸料時(shí)從凸模固定板中拉出。由于凸模形狀簡(jiǎn)單，材料可以選用T10A，熱處理硬度5862HRC。表2.5 B型凸模（摘自JB/T8057.2-1995） (mm)根據(jù)凸模尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，如表2-6，選用： B10.15×60JB/T8057.2-1995 T10AB20.2 ×60JB/T8057.2-1995 T10A 材料：T10A 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定（1）凸模固定板表2.6 矩形固定板（摘自JB

25、/T7643.2-1994）根據(jù)落料凹模尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，查手冊(cè)，應(yīng)該選用： 固定板250×200×2445鋼JB/T7643.2-1994 材料：45鋼 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定（2） 凸模墊板表2.7 矩形墊板（摘自JB/T7643.3-1994）根據(jù)落料凹模尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，查手冊(cè)，應(yīng)該選用： 墊板250×200×645鋼JB/T7643.3-1994 材料：45鋼 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定4）模架的選用為了保證模架有足夠的強(qiáng)度、剛度和精度以使沖裁的工件達(dá)到應(yīng)有的質(zhì)量，選用應(yīng)用最廣泛的用導(dǎo)柱和導(dǎo)套作為導(dǎo)向裝置

26、的模架。本設(shè)計(jì)選用后側(cè)導(dǎo)柱模架導(dǎo)柱，導(dǎo)套分別裝在上，下模架的后側(cè)，凹模面積是導(dǎo)套前的有效區(qū)域，可用于沖壓較寬條料，且可用邊角料。送料及操作方便，可縱向，橫向送料。此類模架適用于大批量生產(chǎn)。表2.8 后惻導(dǎo)柱模架（摘自GB/T2851.3-1990）根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，如圖2-10，選用：模架250×200×220265GB/T2851.3-1990技術(shù)條件：按JB/T8050-1999的規(guī)定 下模座表2.9 后惻導(dǎo)柱下模架（摘自GB/T2855.6-1990）根據(jù)模架尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用： 下模座250×200×60GB/T2855.6-1990 技術(shù)條件

27、：按JB/T8070-1995的規(guī)定 上模座根據(jù)模架尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用： 上模座250×200×50GB/T2855.5-1990 技術(shù)條件：按JB/T8070-1995的規(guī)定 導(dǎo)柱表2.10 A型導(dǎo)柱（摘自JB/T7187.1-1995）根據(jù)模架尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用：導(dǎo)柱A32m5×210JB/T7187.1-1995 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定 導(dǎo)套根據(jù)模架尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用：導(dǎo)套A32H6×100×45JB/T7187.3-1995技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定表2.11 A型導(dǎo)套（摘自JB/T7

28、187.3-1995） 模柄表2.12 凸緣模柄（摘自JB/T7646.2）根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用：B50JB/T7646.2 材 料：Q235 技術(shù)條件：按JB/T77653-1994的規(guī)定5）卸料裝置設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的是用于薄件沖裁的彈性卸料裝置，包括卸料板、彈性元件和卸料螺釘。 彈性元件根據(jù)配合尺寸以及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，如表2-9，可以選用：聚胺酯彈性體32×10.5×20JB/T7650.9-1995表2.13 聚酯氨彈性體（摘自JB/T7650.9-1995） （mm） 卸料螺釘根據(jù)尺寸以及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，可以選用：表2.14 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘（摘自JB/T7650.461

29、994） 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘M10×70JB/T7650.6 材料：45 熱處理硬度3540HRC 技術(shù)條件：按GB/T3098.3-2000的規(guī)定 數(shù)量：4個(gè) 卸料板根據(jù)凸凹模尺寸，卸料板輪廓尺寸定為200mm×200mm×18mm。其他尺寸根據(jù)卸料裝置和安裝固定要求確定。材料可以選用45鋼。6）推件裝置設(shè)計(jì) 頂板根據(jù)模架尺寸以及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，頂板選用：表2.15頂板（摘自JB/T7650.4-1994） （mm） 頂板A40JB/T7650.4 材料：45 熱處理硬度4348HRC 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定 推桿根據(jù)尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，可以選

30、用：表2.16 帶肩推桿（摘自JB/T7650.1-1994） （mm）推桿1 推桿A8×120JB/T7650.1 材料：45 熱處理硬度4348HRC 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定 頂桿根據(jù)尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，可以選用：表2.17 頂桿（摘自JB/T7650.3-1994） （mm） 頂桿8×40 JB/T7650.3 材料：45 熱處理硬度4348HRC 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定 數(shù)量：2個(gè)7）定位零件設(shè)計(jì) 固定擋料銷根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，如表2-13，選用適當(dāng)尺寸的固定擋料銷：表2.18 活動(dòng)擋料銷 JB/T7649.9-1994 (mm

31、) 活動(dòng)擋料銷6x16 JB/T7649.9 材料：45熱處理硬度4348HRC 技術(shù)條件:按JB/T7653-1994的規(guī)定 導(dǎo)料銷根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，如表2-14，選用適當(dāng)尺寸的導(dǎo)料銷：表2.19 導(dǎo)正銷（摘自JB/T7647.3-1994） (mm) 導(dǎo)料銷2M6×16/T119.1 數(shù)量：4個(gè) 螺釘根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，如表2.20選用適當(dāng)尺寸的螺釘：螺釘M10x60GB/T70.1表2.20 圓柱頭六角螺釘JB/T770.1-2000 銷根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用適當(dāng)尺寸的銷：表2.21銷1 銷M6×55GB/T119.1銷2 銷A8×80GB/T119.12.26壓力

32、機(jī)選擇及模具的閉合高度1） 壓力機(jī)選用原則確定壓力機(jī)規(guī)格時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則。（1）壓力機(jī)的公稱壓力不小于沖壓工序所需的壓力。（2）壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)滿足工件高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓后能順利地從模具上取出工件。（3）壓力機(jī)的閉合高度、工作臺(tái)尺寸和滑塊尺寸等應(yīng)滿足模具的正確安裝。尤其是壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)于沖模的閉合高度相適應(yīng)。（4）壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率和材料變形速度的要求。2）曲柄壓力機(jī)規(guī)格選擇 曲柄壓力機(jī)按床身及結(jié)構(gòu)可分為開式和閉式曲柄壓力機(jī)。開式壓力機(jī)有固定臺(tái)式、可傾式和升臺(tái)式三種。固定臺(tái)式壓力機(jī)剛性、抗震性和穩(wěn)定性好，適用較大噸位?？蓛A式壓力機(jī)產(chǎn)生的廢料可通過(guò)自重滑下。升

33、臺(tái)式壓力機(jī)適用于模具高度變化較大的沖孔、修邊及彎曲工序。根據(jù)沖壓力的計(jì)算，總的沖裁力為528.4KN，考慮到壓力機(jī)的適用范圍，故選取630KN的開式雙柱可傾壓力機(jī)JB23-63. 其數(shù)據(jù)規(guī)格如下:公稱壓力：630KN滑塊行程：100mm滑塊行程次數(shù)：40次/分最大封閉高度：400mm封閉高度調(diào)節(jié)量： 80mm滑塊中心線至床身距離：310 mm立柱距離：420mm工作臺(tái)尺寸：左右570mm 前后860mm工作墊板厚h：80mm工作臺(tái)孔尺寸：前后110 mm左右450mm 模柄孔尺寸：直徑50mm 深度70mm床身最大可傾角：25°3）模具的封閉高度H在以下范圍內(nèi)：Hmax -5mmH模

34、 +hHmin +10mm 315mmH模250mm2.3小角板彎曲模設(shè)計(jì)2.3.1小角板彎曲工藝性分析彎曲是使材料產(chǎn)生塑性變形、形成有一定角度形狀零件的沖壓工序。彎曲工序可以用模具在普通壓力機(jī)上進(jìn)行，也可以在專用的彎曲機(jī)上或彎曲設(shè)備上進(jìn)行。具有良好的工藝性的彎曲件，不僅能簡(jiǎn)化彎曲工藝過(guò)程和模具設(shè)計(jì)，而且能夠提高彎曲件的精度和節(jié)省材料。具有良好工藝性的彎曲件，不僅能簡(jiǎn)化彎曲故意過(guò)程和模具設(shè)計(jì)，而且能提高彎曲件精度和節(jié)省材料。彎曲件的工藝性可以從最小彎曲半徑，彎曲件直邊高度，彎曲件孔邊距離，增添工藝孔，槽和轉(zhuǎn)移彎曲線，連接帶和定位工藝孔，彎曲件的精度等幾個(gè)方面進(jìn)行分析：由零件圖2-1所示，小角板

35、屬于板材彎曲。內(nèi)彎曲半徑是R2 mm，彎曲角度成90º，彎邊長(zhǎng)55mm，符合彎曲的工藝性要求，彎曲零件的孔離彎曲線大于要求的最小距離，彎曲時(shí)不會(huì)發(fā)生孔變形，具有良好的彎曲工藝性，足以達(dá)到制件精度質(zhì)量要求。2.3.2模具結(jié)構(gòu)方案的確定彎曲零件常見的模具結(jié)構(gòu)有以下幾種。如圖2.11所示： 圖2.11 彎曲模結(jié)構(gòu)方案示意圖鑒于本零件的實(shí)際要求，及相關(guān)的定位和精度要求，以上幾種方案圖難于保證。故采用如下圖V件彎曲模結(jié)構(gòu)方案如圖2.12所示： 圖2.12 V件彎曲模結(jié)構(gòu)方案示意圖由于是單邊彎曲，彎曲時(shí)坯料容易偏移，但可以利用坯料上的孔為定位孔配合定位銷進(jìn)行定位。2.3.3有關(guān)工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算校正

36、彎曲力按下面的公式近似計(jì)算： F校=Aq式中F校校正彎曲力，F(xiàn)校為N； A校正部分投影面積；A為mm2； q單位校正力，q為MPa，查手冊(cè)取p=50MPa?？梢运愕茫篈=80x55+35x30-(20/2)2=5136 mm2 F校=Aq=5136x50=256800 N =256.8 KN自由彎曲力可按下式計(jì)算： F自=0.6Kbt2b/（r+t）式中F自自由彎曲力，F(xiàn)自為N； b彎曲件寬度，b為mm； t彎曲件厚度，t為mm； r彎曲件的內(nèi)彎曲半徑，r為mm； b材料的強(qiáng)度極限，bMPa； K安全系數(shù)，一般取K=1.3?？梢运愕茫?F自=0.6Kbt2b/（r+t）=0.6×1.

37、3×80×22×460/（2+2）=28.7 KN頂件力可按下式計(jì)算： F=0.8 F自式中F自自由彎曲力，F(xiàn)自為N； F頂件力，F(xiàn)為N。可以算得： F=0.8 F自=0.8×28.7=22.96 KN工藝壓力P= F校+F+ F自=256.8+22.96+28.7=308.46 KN 2.3.4小角板彎曲件的回彈1） 壓彎過(guò)程并不完全是材料的塑性變形過(guò)程，其彎曲部位還存在著彈性變形。彎曲工件從模具中取出后，由于彈性變形的恢復(fù)，使工件的彎角和彎曲半徑發(fā)生變化，所以被彎曲零件的形狀與模具的性質(zhì)不完全一致，這種現(xiàn)象稱為回彈。回彈的大小通常用角度回彈量和曲率回

38、彈來(lái)表示。2） 影響回彈的因素（1）材料的力學(xué)性能 角度回彈量及曲率回彈量與材料的屈服點(diǎn)s成正比，與彈性模量E成反比。（2）材料的相對(duì)彎曲半徑R/t 當(dāng)其他條件相同時(shí)，R/t值越小，則： /與/也越小。（3）彎曲工件的形狀 一般彎制U形工件要比彎制V形工件的回彈量要小。（4）模具間隙 在彎曲U形工件時(shí)，凸模與凹模之間的間隙越小，則回彈量越?。籞/2<t 時(shí)，可能產(chǎn)生負(fù)回彈。（5）校正彎曲時(shí)的較正力 校正力小，回彈量大，增加校正力可減小回彈量。3） 回彈量的確定由于影響角度回彈量數(shù)值的因素較多，而各種因素又互相影響，理論分析計(jì)算較復(fù)雜，且不夠精確，所以在一般的情況下，設(shè)計(jì)模具時(shí)對(duì)回彈量的確

39、定大多按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，計(jì)算后在實(shí)際試模中再進(jìn)行修正。只有當(dāng)彎曲工件的圓角半徑R（5-8）t時(shí)，計(jì)算才近似正確。當(dāng)R <（5-8）t 時(shí)，工件的彎曲半徑一般變化不大，只考慮角度回彈。本零件的R=2，遠(yuǎn)小于（5-8）t=10-16 mm,只考慮角度回彈量，查角度回彈的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值表可得：=1.5 º4） 減小回彈量的措施 彎曲加工必然要發(fā)生回彈現(xiàn)象。如前所述，回彈大小與彎曲的方法及模具的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，要完全消除回彈是極其困難的，消除回彈常用的方法有補(bǔ)償法和校正法。 補(bǔ)償法 補(bǔ)償法要預(yù)先估算或試驗(yàn)出工件彎曲后的回彈量，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，使工件的變形超出原設(shè)計(jì)的變形，沖壓回彈后得到所需要的形狀

40、。如圖2-13所示修正凸模角度以補(bǔ)償回彈：圖2.13 補(bǔ)償法 校正法 校正法是在模具結(jié)構(gòu)上采取措施，讓校正壓力集中在彎曲角處，使產(chǎn)生一定的朔性變形，克服回彈。圖2.14 a,b 所示為彎曲校正力集中作用于彎曲圓角處圖2.14 校正法本零件采取校正法補(bǔ)償回彈量，?。篖=r+2t=6 mm，H=0.1t=0.2 mm。2.3.5彎曲模工作部分的設(shè)計(jì)1） 彎曲時(shí)凸模與凹模之間的間隙 彎曲V形件時(shí)，凸，凹模間隙是靠壓力機(jī)的閉合高度來(lái)控制的，不需要在模具結(jié)構(gòu)上確定間隙。2） 凸，凹模工作部分尺寸 按零件外形尺寸計(jì)算，模具以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上。B凹=（B-3/4 ）=（90-3/4 x0.14）0

41、-0.14=89.890-0.14 凸模尺寸B凸根據(jù)單面間隙Z/2 按凹模尺寸配做。3）模具圓角半徑和凹模的深度的確定 （1）凸模圓角半徑 一般來(lái)講，凸模圓角半徑等于或小于工件內(nèi)側(cè)的圓角半徑：R凸 = 2 mm (2) 凹模圓角半徑 凹模的圓角半徑并不直接影響工件的尺寸，但太小是會(huì)在彎曲時(shí)擦傷毛坯，使材料表面出現(xiàn)劃痕，太大回增加凹模深度。凹模半徑可查表2-16；表2.22 凹模圓角半徑與凹模深度對(duì)應(yīng)關(guān)系查表?。篟凹=10 mm l=30 mm2.3.6確定模具總體結(jié)構(gòu) 工件形狀簡(jiǎn)單，20可作彎曲時(shí)定位孔，定位銷釘直徑應(yīng)根據(jù)沖孔凸模尺寸確定。為了取件和壓料，設(shè)置頂件板。為了使頂板不產(chǎn)生橫向竄動(dòng)，

42、頂板應(yīng)與凹?；?，并用彈頂器產(chǎn)生壓料力和頂件力。（圖2-15）2.15 具有壓料頂板的彎曲模2.3.7主要模具零件的設(shè)計(jì)彎曲模標(biāo)準(zhǔn)零件的選用與前述復(fù)合模的原則一致，因而不在詳述。此處只簡(jiǎn)述模架標(biāo)準(zhǔn)的選用。1）凹模的設(shè)計(jì)工作部分圓角R凸=2mm。其他尺寸根據(jù)零件要求和安裝固定要求確定，材料可以選用Cr12MoV，熱處理硬度5563HRC。2）凸模的設(shè)計(jì)工作部分圓角R凹=10mm。其他尺寸根據(jù)零件要求和安裝固定要求確定，材料可以選用T10A，熱處理硬度5662HRC。（1）凸模固定板根據(jù)落料凹模尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，查手冊(cè)，應(yīng)該選用： 固定板250×200×2445鋼JB/T764

43、3.2-1994 材料：45鋼 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定（2） 凸模墊板根據(jù)落料凹模尺寸及冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，查手冊(cè)，應(yīng)該選用： 墊板250×200×645鋼JB/T7643.3-1994 材料：45鋼 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定3）模架設(shè)計(jì) 上模座根據(jù)零件尺寸查GB/T2851.5取200x200x45，材料可以選用Cr12MoV, 安裝固定按要求確定。 下模座根據(jù)零件尺寸查GB/T2851.6取200x200x55，材料可以選用HT400, 安裝固定按要求確定。 模柄選用旋入式模柄。根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用：表2.23 旋入式模柄摘自JB/T7

44、646.1-1994 模柄A50JB/T7646.1 材料：Q235 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定（4）導(dǎo)柱根據(jù)手冊(cè)查GB/T2861.6-81取A28h5x190。（5）導(dǎo)套根據(jù)手冊(cè)查GB/T2861.6-81取A28H6x100x110。4）定位裝置設(shè)計(jì) 定位銷 根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用適當(dāng)尺寸的銷：銷GB119-76 8h11x100銷GB119-76 8h11x50材料：35# 熱處理HRC28-38 壓料板尺寸根據(jù)零件要求和安裝固定要求確定，材料可以選用45#。 內(nèi)六角圓柱螺釘根據(jù)冷沖模標(biāo)準(zhǔn)，選用適當(dāng)尺寸的內(nèi)六角圓柱螺釘：螺釘GB65-85M10×552.3.8確定壓力機(jī)及模具的閉合高度的確定1）根據(jù)設(shè)計(jì)前面的計(jì)算，應(yīng)選取的壓力機(jī)公稱壓力為F壓機(jī)P= F校+F= 308.46 KN查有關(guān)資料可以選取壓力機(jī)型號(hào)為開式雙柱可傾壓力機(jī)JC23-35，其最大封閉 高度：280mm，封閉高度調(diào)節(jié)量： 60mm。2）模具的封閉高度H在以下范圍內(nèi)：Hmax -5mmH模 Hmin +10mm 275mmH模230mm 結(jié) 論本設(shè)計(jì)課題是小角板零件落料沖孔復(fù)合模及彎曲模設(shè)計(jì)。小角板零件結(jié)構(gòu)對(duì)稱，形狀簡(jiǎn)單。其制造過(guò)程包含落料沖孔和彎曲二道工序。利用落料沖孔復(fù)合模和彎曲模可得到的要求的制件。復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度較高，生產(chǎn)效率較