畢業(yè)論文（設(shè)計）底座沖壓工藝分析及模具設(shè)計

1、誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。 本人簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：底座沖壓工藝分析及模具設(shè)計系部： 機械工程系 專業(yè)： 材料成型及控制工程 學(xué)號： 112021140 學(xué)生： 指導(dǎo)教師含職稱： 講師 1課題意義及目標1通過畢業(yè)設(shè)計能夠穩(wěn)固所學(xué)的各類根底知識、初步掌握沖壓模具設(shè)計的流程，熟練掌握使用各類工具書籍.2通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生初步到達工程師所具備的根本素質(zhì)。2主要任務(wù)1完成沖壓件的工藝性分析工藝分析、工藝方案確定、工藝計算2進行沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)

2、計 及模具工作局部尺寸計算等3制定模具典型零件加工的工藝規(guī)程4完成模具總裝配圖及模具主要零件圖的繪制5編寫模具畢業(yè)設(shè)計論文3主要參考資料( 1 丁松聚. 冷沖模設(shè)計M.北京：機械工業(yè)出版社，2021.( 2 ) 李天佑. 冷沖模圖冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1998.( 3 ) 王孝培. 沖壓設(shè)計資料M.北京：機械工業(yè)出版社，2004.( 4 ) 王芳. 冷沖模設(shè)計指導(dǎo)M.北京：機械工業(yè)出版社，2005.( 5 )陳錫棟.周小玉 實用模具技術(shù)手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，1997.4進度安排設(shè)計論文各階段名稱起 止 日 期1開題報告2工藝分析及計算3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算4繪制圖紙及編寫設(shè)計說明書

3、5畢業(yè)辯論2021年6月中下旬5工件圖1工件名稱：底座 2市場批量：大批量 3材料：Q235鋼5零件圖如下：審核人： 2021 年 12 月 15 日底座沖壓工藝分析及模具設(shè)計摘 要：本次設(shè)計為底座沖壓工藝分析及模具設(shè)計，通過分析零件的加工需要沖孔、落料、彎曲。考慮到零件較薄，批量較大，選用復(fù)合模加彎曲模的工藝方案。利用我們所學(xué)的知識，到達學(xué)以致用。首先，對底座做全面的研究。內(nèi)容有：結(jié)構(gòu)分析、零件精度、工序安排。合理的排樣，可降低本錢，選用適宜的方案。工藝的分析計算內(nèi)容包括合理的方案和工序安排，根據(jù)零件計算沖壓力，選擇適宜的壓力機。模具刃口的選擇和計算，選擇適宜的凸凹模間隙可以提高模具壽命，刃

4、口的精度保證了，那么零件精度保證。根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和工作過程分析選用適宜的標準件，完成裝配圖。最后進行校核模具高度和壓力機校核，以滿足實際生產(chǎn)需求。關(guān)鍵詞：底座；沖壓工藝；沖孔；落料；彎曲Stamping process analysis and mould design of substructureAbstract：This design is for stamping process analysis and mould design of substructure. Based on component analysis, it can be found that components

5、molding involves three processes: punching, blanking, and bending. This requires a design of the compound die and bending die to realize component production, considering the parts thinner, the batch is bigger. The mould design should be easy to understand according to our knowledge so we can have a

6、 systematic grasp of what we have leaned and put them into application.First, it conducted an overall study of the base. The study contains structure analysis, available accuracy and reasonability of process arrangement. A proper layout can lower the cost and choose a suitable solution. The process

7、analysis and calculation include selecting a reasonable solution and process arrangement, in order to determine corresponding punching machine based on the pressure the mould needs calculated from the component. A proper gap between the punch die can improve mould durability according to the selecti

8、on and calculation of mould edge, guaranteeing the parts precision. According to the structure design and working process to choose the right standard parts and complete the assembly drawing. The final step is to calibrate mould height for a standard mould carrier, followed by calibration of punchin

9、g machine to meet requirements for actual production.Keywords: Substructure; Punching process; Punching; Blanking; Bending目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc421129184 1 前言. PAGEREF _Toc421129184 h 1 HYPERLINK l _Toc421129185 1.1 沖壓加工概述 PAGEREF _Toc421129185 h 1 HYPERLINK l _Toc421129186 1.2 沖壓技術(shù)的開展

10、PAGEREF _Toc421129186 h 1 HYPERLINK l _Toc421129187 1.2.1 沖壓工藝理論的進展 PAGEREF _Toc421129187 h 2 HYPERLINK l _Toc421129188 1.2.2 沖壓生產(chǎn)自動化方面 PAGEREF _Toc421129188 h 2 HYPERLINK l _Toc421129189 1.2.3 模具技術(shù)方面 PAGEREF _Toc421129189 h 2 HYPERLINK l _Toc421129190 2 零件的工藝性分析 PAGEREF _Toc421129190 h 3 HYPERLINK

11、l _Toc421129191 2.1 零件的精度等級 PAGEREF _Toc421129191 h 3 HYPERLINK l _Toc421129192 2.2 零件結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc421129192 h 4 HYPERLINK l _Toc421129193 2.3 材料及厚度 PAGEREF _Toc421129193 h 4 HYPERLINK l _Toc421129194 3 確定工藝方案 PAGEREF _Toc421129194 h 5 HYPERLINK l _Toc421129195 3.1 工藝方案確實定原那么 PAGEREF _Toc421129195

12、 h 5 HYPERLINK l _Toc421129196 3.2 工序性質(zhì) PAGEREF _Toc421129196 h 5 HYPERLINK l _Toc421129197 3.3 工藝方案確實定及模具的選擇 PAGEREF _Toc421129197 h 5 HYPERLINK l _Toc421129198 4 毛坯尺寸確實定及相關(guān)計算 PAGEREF _Toc421129198 h 6 HYPERLINK l _Toc421129199 4.1 毛坯尺寸及相對彎曲半徑的計算 PAGEREF _Toc421129199 h 6 HYPERLINK l _Toc421129200

13、4.2 排樣及相關(guān)計算 PAGEREF _Toc421129200 h 6 HYPERLINK l _Toc421129201 4.2.1 搭邊值確實定 PAGEREF _Toc421129201 h 7 HYPERLINK l _Toc421129202 4.2.2 送料步距和條料寬度確實定 PAGEREF _Toc421129202 h 7 HYPERLINK l _Toc421129203 4.2.3 材料利用率的計算 PAGEREF _Toc421129203 h 8 HYPERLINK l _Toc421129204 4.3 沖壓力的計算和壓力機的選定 PAGEREF _Toc421

14、129204 h 8 HYPERLINK l _Toc421129205 4.3.1 沖壓力的計算 PAGEREF _Toc421129205 h 8 HYPERLINK l _Toc421129206 4.3.2 卸料力、推件力和頂件力的計算 PAGEREF _Toc421129206 h 9 HYPERLINK l _Toc421129207 4.4 壓力中心確實定 PAGEREF _Toc421129207 h 9 HYPERLINK l _Toc421129208 4.5 初選壓力機 PAGEREF _Toc421129208 h 10 HYPERLINK l _Toc42112920

15、9 5 復(fù)合模模具刃口計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計和標準件的選用 PAGEREF _Toc421129209 h 11 HYPERLINK l _Toc421129210 5.1 沖孔凸模和凹模尺寸的計算 PAGEREF _Toc421129210 h 11 HYPERLINK l _Toc421129211 5.2 落料凸凹模尺寸的計算 PAGEREF _Toc421129211 h 12 HYPERLINK l _Toc421129212 5.3 落料凹模的設(shè)計及技術(shù)要求 PAGEREF _Toc421129212 h 13 HYPERLINK l _Toc421129213 5.3.1 凹模的設(shè)計 P

16、AGEREF _Toc421129213 h 13 HYPERLINK l _Toc421129214 5.3.2 凹模的技術(shù)要求 PAGEREF _Toc421129214 h 14 HYPERLINK l _Toc421129215 5.3.3 凹模的墊板 PAGEREF _Toc421129215 h 14 HYPERLINK l _Toc421129216 5.4 沖孔凸模的設(shè)計 PAGEREF _Toc421129216 h 15 HYPERLINK l _Toc421129217 5.5 凸凹模的設(shè)計 PAGEREF _Toc421129217 h 18 HYPERLINK l _

17、Toc421129218 5.6 定位零件20 HYPERLINK l _Toc421129219 5.6.1 送料放向的控制20 HYPERLINK l _Toc421129220 5.6.2 送料步距的控制21 HYPERLINK l _Toc421129221 5.7 結(jié)構(gòu)零件與裝配21 HYPERLINK l _Toc421129222 5.7.1 卸料裝置 PAGEREF _Toc421129222 h 21 HYPERLINK l _Toc421129223 5.7.2 推件裝置 PAGEREF _Toc421129223 h 23 HYPERLINK l _Toc42112922

18、4 5.7.3 模架 PAGEREF _Toc421129224 h 24 HYPERLINK l _Toc421129225 5.7.4 模柄的選擇 PAGEREF _Toc421129225 h 25 HYPERLINK l _Toc421129226 5.7.5 其他標準件的說明 PAGEREF _Toc421129226 h 26 HYPERLINK l _Toc421129227 5.7.6 復(fù)合模裝配圖 PAGEREF _Toc421129227 h 26 HYPERLINK l _Toc421129228 6 彎曲工藝分析及計算 PAGEREF _Toc421129228 h 2

19、8 HYPERLINK l _Toc421129229 6.1 工藝分析及工藝方案 PAGEREF _Toc421129229 h 28 HYPERLINK l _Toc421129230 6.2 彎曲模主要設(shè)計計算 PAGEREF _Toc421129230 h 28 HYPERLINK l _Toc421129231 6.2.1 毛坯展開計算 PAGEREF _Toc421129231 h 28 HYPERLINK l _Toc421129232 6.2.2 回彈值確實定 PAGEREF _Toc421129232 h 28 HYPERLINK l _Toc421129233 6.2.3

20、最小彎曲半徑確實定 PAGEREF _Toc421129233 h 28 HYPERLINK l _Toc421129234 6.2.4 彎曲力的計算 PAGEREF _Toc421129234 h 29 HYPERLINK l _Toc421129235 6.2.5 彎曲時的頂件力和卸料力 PAGEREF _Toc421129235 h 29 HYPERLINK l _Toc421129236 6.3 壓力機確實定30 HYPERLINK l _Toc421129237 7 彎曲模的計算31 HYPERLINK l _Toc421129238 7.1 凸凹模圓角半徑與凹模的深度31 HYPE

21、RLINK l _Toc421129239 7.1.1 凸模圓角半徑r凸31 HYPERLINK l _Toc421129240 7.1.2 凹模圓角半徑r凹31 HYPERLINK l _Toc421129241 7.2 凸凹模的間隙32 HYPERLINK l _Toc421129242 7.3 彎曲凹模和凹寬度尺寸的計算32 HYPERLINK l _Toc421129243 8 彎曲模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計34 HYPERLINK l _Toc421129244 8.1 第一部彎曲凹模的設(shè)計34 HYPERLINK l _Toc421129245 8.2 彎曲凸模的設(shè)計36 HYPERLINK

22、l _Toc421129246 8.3 凸凹模的設(shè)計37 HYPERLINK l _Toc421129247 8.4 零部件的設(shè)計及標準件的選用38 HYPERLINK l _Toc421129248 8.4.1 定位零件 PAGEREF _Toc421129248 h 38 HYPERLINK l _Toc421129249 8.4.2 卸料和推件裝置39 HYPERLINK l _Toc421129250 8.5 模架40 HYPERLINK l _Toc421129251 8.6 其他標準件的說明41 HYPERLINK l _Toc421129252 8.7 彎曲模裝配圖41 HYPE

23、RLINK l _Toc421129253 9 總結(jié)43 HYPERLINK l _Toc421129254 參考文獻 PAGEREF _Toc421129254 h 45 HYPERLINK l _Toc421129255 致 謝451 前言1.1 沖壓加工概述 冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生別離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法1。冷沖模又稱為板料加工，是塑性加工的方法之一，在機械制造和金屬加工領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。在冷沖壓加工中，冷沖模就是沖壓加工所用的工藝設(shè)備。一般來說理論高于實際，我們從現(xiàn)實出發(fā)，設(shè)計零部件來到達我們自己的要求，但是有些零件我

24、們可進行電腦模擬，但是無法完成生產(chǎn)，說到本次設(shè)計我們可以設(shè)計先進的零件，但是沒有與之相應(yīng)的工藝來加工，我們的設(shè)計就是徒勞的，沒有意義的，是我發(fā)實現(xiàn)的。在進行沖壓加工時，首先是壓力機將充壓力傳遞給模具，模具通過相應(yīng)的動作將力作用于毛坯或半成品的不同形狀、大小的輪廓，使其產(chǎn)生相應(yīng)的變形。模具的工作局部扮演著重要的角色，它不但與毛坯相互作用使毛坯產(chǎn)生塑性變形，而且能利用模具的工作局部對毛坯的作用，實現(xiàn)對其產(chǎn)生塑性變形進行控制，到達沖壓成型的目的。 冷沖壓工藝加工零件的特點：耗、高效、低本錢“一模一樣、質(zhì)量穩(wěn)定、高一致性可加工薄壁、復(fù)雜零件易于實現(xiàn)機械化和自動化板料有良好的沖壓成型性能，但是模具本錢高

25、，且有磨損冷沖壓工序的分類，通常將冷沖壓分為五個根本的工序：1、沖裁2、彎曲 3、拉伸4、成型5、立體壓制1。每一種工序又有多種加工方法，以滿足各種沖壓加工的要求。由于冷沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等不同，其沖壓方法多種多樣，但概括起來可分為別離工序和變形工序兩大類1。別離工序是將沖壓件或毛坯沿一定的輪廓相互別離1；變形工序是在材料不產(chǎn)生破壞的前提下使毛坯發(fā)生塑性變形，形成所需要的形狀及尺寸的制品。 1.2 沖壓技術(shù)的開展 在過去的幾十年中，沖壓生產(chǎn)開展迅猛，尤其在相關(guān)學(xué)科和技術(shù)成果的相互融合下，進一步促進沖壓技術(shù)的開展，在以下幾個方面取得了成果。1.2.1 沖壓工

26、藝理論的進展傳統(tǒng)塑性力學(xué)分析方法在適當簡化應(yīng)力與應(yīng)變分析根底上，可概略地完成沖壓工藝設(shè)計所必須的工藝計算，但不夠準確。隨著有限元理論的開展，可以對某個具體的沖壓成形過程中毛坯的應(yīng)力與應(yīng)變進行分析與計算，得到相應(yīng)的力學(xué)與變形有關(guān)的工藝參數(shù)4，將成為沖壓分析的重要手段1.2.2 沖壓生產(chǎn)自動化方面沖壓自動化不僅可以很大程度的提高勞動生產(chǎn)率，減少沖壓加工設(shè)備的數(shù)量，減少勞動力的人數(shù)，改善工人的勞動條件，降低危險指數(shù)，還能降低本錢，獲得更大的效益，而且能夠有效地保證沖壓生產(chǎn)過程中的人身平安，促進工業(yè)的開展和社會的進步，從根本上改變沖壓生產(chǎn)面貌4。與早期的沖壓生產(chǎn)自動化相比，現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)自動化形式更多、

27、針對范圍更廣，無論是小型零件的大批量生產(chǎn)還是大批量生產(chǎn)中型沖壓件以及大型零件的大批量生產(chǎn)都有相應(yīng)的合理的自動化模式。隨著社會的開展，理論和技術(shù)的進步，沖壓生產(chǎn)自動化必定不斷深入開展，并且已成為沖壓生產(chǎn)的一種開展趨勢。1.2.3 模具技術(shù)方面沖壓加工離不開模具，模具技術(shù)對沖壓技術(shù)水平有很大影響。模具技術(shù)包括模具設(shè)計、模具制造和模具材料與熱處理三個方面4。模具設(shè)計與制造方面，已成功地應(yīng)用了電子計算機技術(shù)、CAD/CAM方法，使模具技術(shù)有很大提高。模具對材料的要求較高，目前為止我們已經(jīng)有了相當成熟優(yōu)質(zhì)沖模合金鋼和硬質(zhì)合金，此外人們還正在不斷的研究，努力突破已有的材料，來到達更好的性能，例如陶瓷已能成

28、功進行硬質(zhì)薄合金板材的沖裁。2 零件的工藝性分析 零件圖如圖2-1所示 圖2-1零件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性1。是評價零件設(shè)計優(yōu)劣的重要指標。零件的結(jié)構(gòu)與零件的生產(chǎn)加工密切相關(guān)，是零件設(shè)計，安排生產(chǎn)工序的重要依據(jù)。零件的工藝性直接影響零件的形狀、尺寸、生產(chǎn)效率。因此對零件進行工藝分析是十分必要的。 2.1 零件的精度等級 零件未標注精度，按IT14設(shè)計，一般的沖壓加工就能滿足，在零件的設(shè)計和加工的過程中均按IT14級，所加工的零件能夠滿足要求。2.2 零件結(jié)構(gòu) 該零件對于落料形狀簡單，可實現(xiàn)少無廢料排樣，節(jié)省材料。對于橢圓孔可以直接沖孔完成。查9表2-6有材料最小彎曲半徑為1.0t

29、即1x1=1mm,彎曲圓角半徑都較最小彎曲半徑大，不易產(chǎn)生裂紋，可一次彎曲成形。零件為對稱彎曲，使彎曲時受力平衡，毛坯不易產(chǎn)生滑動。故該零件有良好的沖壓工藝性。2.3 材料及厚度工件的材料為Q235鋼，材料的厚度為0.8mm, 查【1】表2-3屈服點s=235，伸長率=22%，抗剪強度=304-373，b=432-461。Q235鋼的塑性、韌性、抗剪和抗切性能好，既能夠冷加工也能熱加工，正火和冷加工后的切削加工性能較好，流線也較為均勻，能夠很好的完成零件的加工，焊接性能優(yōu)良，回火后回火脆性小，但是Q235鋼的淬透性和淬硬性均較差，淬火的作用不大。因此Q235鋼用來制造受力不大、韌性高的零件且要

30、在受力后變形較小的零件，如汽車車身、貯器等。Q235在低受力的范圍內(nèi)有很好的性能，能完成要求不高的零件的加工，根據(jù)以上分析知Q235有很好的沖壓工藝性能，能很好的完成沖孔、落料和彎曲，完成零件的加工3 確定工藝方案3.1 工藝方案確實定原那么【1】。確定工序數(shù)量的根本方法：首先要保證索要生產(chǎn)零件的質(zhì)量；其次要保證零件易于加工，用最簡單、最直接的工序來加工零件，保證加工的效率；最后要考慮經(jīng)濟因素，減少不必要的工序或者合并工序，以降低加工的本錢，獲得更大的效益。3.2 工序性質(zhì)有零件圖可知，該零件的加工涉及到落料、彎曲和沖孔工序。3.3 工藝方案確實定及模具的選擇方案一：先落料，再沖孔，最后彎曲。

31、采用三套單工序模，分別完成三道工序。方案二：沖孔落料一起完成，最后彎曲。采用的是一套沖孔落料復(fù)合模具和一套彎曲模具，來完成三道工序。方案三：沖孔落料彎曲一起完成。采用的一套級進模，在不同的工位來完成不同的工序。 采用方案一時，模具的結(jié)構(gòu)比擬簡單，壽命較長，但是工序較為分散，生產(chǎn)率低，操作不平安，需要模具壓力機和操作的人員比擬多，勞動量大，占用的設(shè)備比擬多。采用方案二需要兩套模具，工序比擬集中，占用的設(shè)備和人員比擬少，生產(chǎn)效率高，易于批量生產(chǎn)，易清理廢料，操作方便。采用方案三時只需要一套模具，生產(chǎn)效率高，但是模具比擬復(fù)雜，送進操作不方便，模具不易修復(fù)?？紤]零件形狀尺寸精度、模具本錢、生產(chǎn)批量等多

32、方面因素，決定將沖孔落料工序組合在一起，即選擇以上方案二。選用方案二來，即一套復(fù)合模具和一套彎曲模具來加工零件。 4 毛坯尺寸確實定及相關(guān)計算4.1 毛坯尺寸及相對彎曲半徑的計算相對彎曲半徑R/t= =2.25，查文獻平【2】由零件分析知，該零件屬于四直角彎曲件，又由于這類零件變薄不嚴重，斷面畸變較少，可按中性層展開長度等于毛坯長度的方法來計算， 圖4-1毛坯的總長度為L=L1+L2+L3+L4+L5+(r1+r2+r3+r4)+ (x1+x2+x3+x4)t 有零件圖可知L1=12.2 L2=5.2 L3= 36 L4=5.2 L5=12.2 r1=r2=r3=r4=2 x1=x2=x3=x

33、4零件的總長度為L=12.2+5.2+36+5.2+12.2+(2+2+2+2)+ 0.4625+0.4526+0.4625)由計算得知，加工底座需要長度為85.6826mm，寬度為20mm的毛坯，并經(jīng)過彎曲工序來加工成所需要的零件。4.2 排樣及相關(guān)計算沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法稱為排樣。排樣合理就能用同樣的材料沖出更多的零件來，降低材料消耗。大批量生產(chǎn)時，材料的費用一般占沖裁本錢的60%以上。因此材料的經(jīng)濟利用是一個重要的問題，特別是對貴重的有色金屬。排樣的合理性很重要，不合理的排樣不僅將導(dǎo)致坯料的浪費，材料的利用率低，加大生產(chǎn)的本錢，而且影響沖裁件的質(zhì)量，如在生產(chǎn)的過程不平行金

34、屬流線，將導(dǎo)致材料的性能下降，零件達不到所需的要求。模具結(jié)構(gòu)，送料方向以及模具的壽命，零件的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)的平安性等和排樣也密切相關(guān)。排樣的意義就在于保證用最低的材料消耗和最高的勞動生產(chǎn)率得到合格的零件。4.2.1 搭邊值確實定有零件圖可知該零件尺寸不大，且外形比擬簡單，所以采用有廢料直排的排樣方式，查【2】表3-10得，材料為Q235，材料的厚度t=0.8, 矩形的邊長L50,查的a=2,a1=1.5。4.2.2 送料步距和條料寬度確實定條料在模具上每次送進的條料長度稱為送料步距簡稱步距或進距。每個步距可以沖出一個零件，也可以沖出幾個零件。工藝方案中確定的方案為復(fù)合模，在一個送料步距內(nèi)生產(chǎn)一

35、個零件。送料步距h按【2】公式h=D+a1式中：D平行于送料方向的沖裁件寬度mm； a1沖裁件之間的搭邊值mm計算。條料寬度B按【2】的公式b=(D+2a+)0-式中：D沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸mm； a沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊mm； 板料剪裁時的下偏差mm計算。查【2】表2-13得由上面的計算得知D=85.6836mm,a=2mm 即條料寬度b0=(85.6836+22+0.5) 00排樣圖如下列圖所示 圖4-2 排樣圖4.2.3 材料利用率的計算一個進料布步距材料的利用率，公式按【2】1=100%式中：F為沖裁件的面積mm2 n1為一個進料步距沖件數(shù) b 為條料寬度mm h為送料進

36、距mm即 1=100%=88.38%4.3 沖壓力的計算和壓力機的選定4.3.1 沖壓力的計算平刃口模具的沖裁時，按文獻【1】的公式F=Lt進行計算式中：F沖裁力Nt材料的厚度mmL沖裁件的周長mm材料的剪切強度Mpa刃口鈍化、間隙不均勻等實際因素的考慮，以及所選材料力學(xué)性能的不均勻、材料的厚度不一致波動等因素，必須考慮一個平安系數(shù)，來保證加工的順利進行，因此應(yīng)按下式計算 F沖=Ltb,其中1.3為平安系數(shù)。 查文獻【1】表2-3得Q235鋼b的取值范圍為432-461Mpa,取b=450Mpa，即 F沖220+86.683676KN4.3.2 卸料力、推件力和頂件力的計算 按文獻【1】的公式

37、進行318、319、320，卸料力、推件力和頂件力的計算卸料力F卸=K卸F沖N推件力F推=nK推F沖(N)頂件力F頂=K頂F沖N查表2-8得K卸=0.04、K推= 0.0055、K頂=0.06，即 F卸F推=1F頂考慮到零件比擬薄，會選用彈性卸料方式和上出料方式的沖裁模，此時需要的總的壓力為F總= F沖+ F卸+ F頂即總的壓力F總4.4 壓力中心確實定 模具的壓力中心就是沖裁力合力的作用點【1】。沖模的壓力中心應(yīng)盡可能與模柄軸線以及壓力機的滑塊中心線重合，以使模具能夠平穩(wěn)的運動，減小零件因承受偏心載荷的磨損，從而提高模具的壽命。由于工件是長方形，兩邊的小孔對稱分布，圓心也在長方形短邊的中線上

38、，故該工件壓力中心為坯料中心。如下圖，壓力中心就在帶孔長方形的中心處。即X=0，Y=0 圖4-34.5 初選壓力機在冷沖模設(shè)計中，一般情況下，壓力機的公稱壓力應(yīng)大于或等于成形工藝力和輔助工藝力總和，以保證零件的順利加工，從滿足沖壓力的要求來看，暫選公稱壓力為100KN的壓力機，其壓力機的主要參數(shù):公稱壓力： 100KN滑塊行程： 60mm最大閉合高度： 180mm閉合高度調(diào)節(jié)量： 50mm工作臺尺寸： 360240mm工作臺孔尺寸： 130mm模柄孔尺寸直徑滑高3050mm工作臺厚度： 50mm5 復(fù)合模模具刃口計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計和標準件的選用5.1 沖孔凸模和凹模尺寸的計算 1沖裁間隙分析沖裁間

39、隙是指沖裁凸模和凹模之間工作局部的尺寸之差。即Z=D凹D凸，凸模、凹模間隙對沖裁工藝力、沖裁件質(zhì)量以及模具壽命都有很大的影響。故設(shè)計模具時間隙的選擇一定要合理。在沖裁過程中，由于材料的彎曲變形，使的凸模和凹模端面與板料的接觸寬度僅限制在刃口附近，垂直的壓力主要集中在刃口局部1。因此設(shè)計與制造新模具時要采用最小合理間隙Zmin。2確定合理間隙。依據(jù)經(jīng)驗是確定合理間隙的一個重要的方法法，但是經(jīng)驗的積累時間較長，考慮設(shè)計的時間，經(jīng)驗確定的方法不適宜。理論計算是確定合理間隙的一個很好的方法，但是計算過程復(fù)雜，經(jīng)常很長時間的開展，前人已經(jīng)總結(jié)了一些合理的數(shù)據(jù)，在這里我們選擇查表的方法來確定數(shù)據(jù)。對于要求

40、較高的零件我們會選擇小些的合理間隙，以保證零件的精度要求。對于零件的精度要求不高的零件，可以適中選用較大的合理間隙。因此要選用合理的沖裁間隙。圖5-1 沖孔凸模俯視圖查閱參考文獻Zmin=0.06=2Cmin,Zmax=0.10=2Cmax查【2】表2-5得凸凹模的制造公差凸=-0.020，凹=+0.020。為了保證新沖模的間隙小于最大的合理間隙2 Cmax，凸模和凹模制造公差必須保證|凸|+|凹|2Cmax -2Cmin【2】。2Cmax -2Cmin=0.10-0.06=0.04 |凸|+|凹|=0.04 滿足 |凸|+|凹|=2Cmax -2Cmin，能滿足分別法的要求，故采用分別法制造

41、模具刃口。零件圖未標注公差，按IT14級，查文獻【3】=0.3，查【2】磨損系數(shù)為0.75。刃口尺寸的計算按【2】式2-5直徑方向： d凸=d+x0 -凸d凹= (d+x+2Cmin)+ 凹 0 伸長方向：d凸伸長= d凸+伸長量d凹伸長= d凹+伸長量式中d為凸模的直徑x為磨損系數(shù)零件的公差d凸凸模的直徑d凹凹模的直徑d凸伸長伸長方向凸模的直徑d凹伸長伸長方向凹模的直徑凸凸模的制造公差凹凹模的制造公差直徑方向：d凸=d+x0 -凸=(5+0.750.3)d凹= (d+x+2Cmin)+ 凹 0 =(5+0.750.3+0.06)+0.02 0+0.02 0伸長方向：d凸伸長= d凸d凹伸長=

42、 d凹+0.02 05.2 落料凸凹模尺寸的計算 刃口尺寸的計算，按【2】公式A凹模=A-X/4 對于寬為20的尺寸 ，按【2】公式A凹模=+0.13 0+0.13 0 對于寬為的尺寸 ，按【2】公式A凹模=+0.22 0+0.22 0凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其雙面間隙為2Cmin -2Cmax ，即5.3 落料凹模的設(shè)計及技術(shù)要求5.3.1 凹模的設(shè)計 落料件為長方形，由此可知，凹模的外形選擇為長方形，查【1】可知凹模厚度 H=kb凹模壁厚 C=1.5-2H式中b沖裁件的最大外形尺寸 K85.68=18.85mm，取H=19mm19=30mm圖5-2凹模的形式如上圖所示凹模的周界L=85.

43、68+30B=20+302=80即凹模的周界為L80。表5-1落料凹模加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的圓形棒料在鋸床上切斷。2鍛造將棒料鍛造成較大的矩形毛坯，其尺寸為150mm85mm24mm。3退火4粗銑80mm20mm，并且保證上下外表與側(cè)面保持垂直。5精銑精銑上下平面至19.20mm，并銑銷側(cè)面且保持與上下外表垂直6鉗工劃線 劃出各孔徑中心線以及凹模型孔輪廓尺寸線；鉆孔 鉆螺紋孔及銷孔；攻螺紋。7銑孔銑出落料凹模的矩形臺階孔，并在刃口孔處留0.2mm的研磨余量。8熱處理淬火 使硬度到達HRC60-62。9平面磨磨上下兩平面至19mm。10鉗工研磨刃口內(nèi)壁達要求。11平面磨磨凹

44、模使其尺寸到達要求。5.3.2 凹模的技術(shù)要求凹模一般采用螺釘和銷釘固定在下模座上，在材料的選擇方面，凹模和凸模的材料一般是一樣的，選用Cr12MoV,其熱處理硬度要略高于凸模，硬度到達60-64HRC。m。5.3.3 凹模的墊板 墊板通常是裝在固定板與上模座或下模座，它的作用是防止沖裁時凸模壓壞上模座【1】80mm8mm,材料選用45鋼，熱處理硬度取43-48HRC。圖5-3表5-2墊板加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床上切斷，其尺寸為133mm97mm15mm。2粗銑銑出墊板外形至130mm94mm12mm，并且保證上下外表與側(cè)面垂直。3鉗工劃線 劃出各圓孔的中心線；鉆

45、孔 鉆出各圓孔并保存一定的加工余量。4精銑精銑墊板外形及各孔，對于精度要求不高的孔精銑至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。5熱處理淬火 硬度：HRC43-486磨磨上下兩平面及各孔至精度要求。7鉗工裝配5.4 沖孔凸模的設(shè)計凸模的形式有兩種，即直通式凸模和臺階式凸?！?】。臺階式凸模加工容易，固定更加容易，故在這里選擇臺階式凸模凸模的固定形式如圖4-3所示。凸模的長度為L=A+H1+H2,式中H1凸模固定板的厚度mmH2落料凹模中的長度(mm)A空心墊塊的厚度(mm) 圖5-4 凸模固定板的形式為 圖5-5凸模固定板的厚度定位H1L=A+H1+H2=19mm+20mm+16mm=55mm。

46、凸模的材料的選擇：模具的刃口存在較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力，因此要有較高的硬度和適當?shù)捻g性，材料選用Cr12MoV,其熱處理的硬度要到達58-60HRC。m。凸模的材料的性能要求比擬高，因此凸模強度一般不需要進行校核，只有在凸模很小、細長比大以及板料很厚、強度很大時才進行校核，在本次的設(shè)計中凸模是在標準中選取的故不必進行強度上的校核。表5-3沖孔凸模加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料圓形棒料鍛件：1460mm。2熱處理退火3車車一端面，車外圓至12mm；調(diào)頭車另一端面，長度至56mm。車外圓，車出凸模的外形并保存1mm的余量。4熱處理淬火，硬度至HRC58-60。5磨削磨外形至精度

47、要求。6精加工鉗工精修刃口7檢驗8鉗工裝配圖5-680mm8mm。墊板加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床上切斷，其尺寸為133mm97mm15mm。2粗銑銑出墊板外形至130mm94mm12mm，并且保證上下外表與側(cè)面垂直。3鉗工劃線 劃出各圓孔的中心線；鉆孔 鉆出各圓孔并保存一定的加工余量。4精銑精銑墊板外形及各孔，對于精度要求不高的孔精銑至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。5熱處理淬火 硬度：HRC43-486磨磨上下兩平面及各孔至精度要求。7鉗工裝配圖5-75.5 凸凹模的設(shè)計在復(fù)合模中，定有一個凸凹模，來同時完成沖孔和落料，凸凹模的外形尺寸決頂沖件的外形尺寸。凸

48、模的形式如圖4-5所示。凸凹模的厚度L的大小取決于凸凹模固定板的尺寸，卸料板的尺寸以及彈性原件的尺寸，凸凹模的長度為L=A+H1+H2式中H1凸凹模固定板的厚度mmH2卸料板的厚度(mm)A-彈性原件的厚度 其中H1=12mm, H2=20mm,A=5mm,即凸凹模的長度為L=12mm+20mm+5mm=37mm凸凹模的技術(shù)要求：m。材料選在為Cr12MoV，硬度到達60-64HRC。表5-4落料、沖孔凸凹模的加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的圓形棒料在鋸床上切斷。2鍛造將棒料鍛造成長方體毛坯,其尺寸為102mm36mm41mm。3退火4粗銑銑出凸凹模外形，并保存2mm的加工余量。5

49、精銑精銑凸凹模外形，并保存0.5mm的加工余量。6鉗工劃線 劃出落料凹?？讖街行木€；鉆孔 鉆落料凹?？撞⒘粲幸欢ǖ募庸び嗔?。7鏜孔鏜出落料凹模的圓形洞孔，并在刃口處保存0.2mm的研磨余量。8熱處理淬火 使硬度到達HRC60-62。9平面磨磨零件外形到達精度要求。10鉗工磨刃口達要求。11檢驗12鉗工裝配 圖5-8凸凹模固定板：其固定凸凹模的作用。m。材料選在為45鋼，硬度到達43-48HRC圖5-980mm8mm,材料選用45鋼，熱處理硬度取43-48HRC圖5-105.6 定位零件5.6.1 送料放向的控制條料的送料方向一般都要靠導(dǎo)料板或?qū)Я箱N送進，以防止送偏，在這里考慮到模具的結(jié)構(gòu)，選擇

50、導(dǎo)料銷來保證送料方向。5.6.2 送料步距的控制零件的厚度較薄，模架的結(jié)構(gòu)為正裝復(fù)合模，在這里選擇固定擋料銷，來保證一個送料步距內(nèi)完成一個零件的沖裁。 圖5-11其中固定擋料銷的主要參數(shù)為D=8,d=4,h=2,L=85.7 結(jié)構(gòu)零件與裝配5.7.1 卸料裝置沖裁件是厚度小于1.5mm的板料，故要有壓料的作用，以使沖裁件較為平整，應(yīng)選用彈性卸料裝置。此卸料裝置由彈性原件、卸料螺釘和卸料板組成，彈性原件一般是聚氨酯橡膠或者是彈簧，考慮到板料較薄，應(yīng)選用橡膠。圖5-12選用D=16，d=6.5，H=12，D1=21。即聚氨酯彈性體1612。卸料螺釘?shù)拈L度根據(jù)墊板，凸凹模固定板和卸料板來確定。卸料板

51、的材料選擇為45；熱處理硬度：HRC4348。表5-5卸料板加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床上切斷，其尺寸為150mm85mm12mm。2粗銑80mm10mm，并且保證上下外表與側(cè)面垂直。3鉗工劃線 劃出各圓孔和中間矩形孔的中心線；鉆孔 鉆出各圓孔。4粗銑銑出中間的矩形孔。5精銑精銑卸料板外形及各孔，對于精度要求不高的孔精銑至要求，其余孔留有0.2mm的研磨余量。6鉗工攻螺紋 加工出各螺紋。7熱處理淬火 硬度：HRC43-488磨磨上下兩平面及各孔至精度要求。9鉗工裝配圖5-135.7.2 推件裝置頂件裝置選用頂件裝置，彈性頂件裝置一般裝于下模，可以頂出工件以及壓平工件，

52、保證零件的平整性【2】。推件板的材料選擇為45；熱處理硬度：HRC4348。圖5-14表5-6推件板加工工藝規(guī)程序號工序名工序內(nèi)容1備料用扎制的板料在鋸床上切斷，其尺寸為80mm26mm30mm。2粗銑銑出推件板外形并保存1mm的加工余量。3鉗工劃線 劃出各圓孔的中心線；鉆孔 鉆出各圓孔。4精銑精銑推件板外形及各孔，并留有0.2mm的研磨余量。5熱處理淬火 硬度：HRC43-486磨磨上下兩平面及各孔至精度要求。7鉗工裝配圖5-155.7.3 模架模架是整副模具的骨架，模架的全部零件都固定在它上面，并承受沖擊過程的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機工作

53、臺面上。上下模座之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持著精確位置，以引導(dǎo)凸模運動，保證沖裁過程中的間隙均勻1。模架現(xiàn)已標準件，并由模座及導(dǎo)向裝置組成，其中模座是指上下模座，導(dǎo)向裝置是指導(dǎo)柱和導(dǎo)套。模架的形式較為多樣，例如后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模具等?？紤]到零件的厚度比擬薄，不能有偏心載荷，兩側(cè)的導(dǎo)柱必須左右對稱，應(yīng)選用中間導(dǎo)柱模架，上下模板的材料為HT200，需熱處理到達一定的硬度，導(dǎo)柱導(dǎo)套的材料為導(dǎo)柱導(dǎo)套采用20鋼，為了增加外表硬度和耐磨性，應(yīng)進行外表滲碳處理，滲碳后的淬火硬度為5862HRC。圖5-1680mm滿足160100的模架。上模座為 160mm100mm下模座為 160mm100mm導(dǎo)柱為

54、25mm導(dǎo)套為 25mm85mm模架的閉合高度為H 140-170mm 對于沖裁模，模架的閉合高度H的計算公式為：HH1H2H3H4H5H6式中 H為模具閉合高度；H1為上模座的厚度；H2為下模座的厚度；H3為上墊板的厚度；H4為圓凸模的長度；H5為凸凹模的高度；H6為下墊板的厚度；為凸模刃口進入凹模刃口的深度，一般去=0.51mm，此處取=帶入數(shù)據(jù)得模具的閉合高度為H=167mm.小于壓力機的最大閉合高度180mm，因此壓力機復(fù)合要求。導(dǎo)套的形狀為 為a形導(dǎo)套，如圖4-10所示 圖5-17同樣導(dǎo)套也選擇a形導(dǎo)套，導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合形狀如圖4-11所示圖5-18技術(shù)要求：導(dǎo)柱和導(dǎo)套一般采用過盈配合

55、H7/r6分別壓入下模座和上模座的安裝孔中1。導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間采用間隙配合，其配合尺寸必須小于沖裁間隙。導(dǎo)柱導(dǎo)套進行裝配時，應(yīng)考慮到模具修磨后其閉合高度將減小的問題。導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低位置時，導(dǎo)柱的上端面為上模座頂面的距離不少于1015mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.51.0mm。5.7.4 模柄的選擇所謂的模柄是連接壓力機和模具的零件，分為剛性和浮動兩種。中、小型模具一般是通過模柄將上模固定在壓力機滑塊上。一般可參照壓力機模柄孔的尺寸來選擇模柄。壓力機模柄孔的尺寸為30，查文獻【9】在這里選擇剛性模柄，并采用A型螺紋式。形式如圖4-12所示。圖5-195.7.5 其他標準件的

56、說明1銷釘 銷釘主要對工件其起定位作用，防止零件發(fā)生錯移，銷釘本身承受切應(yīng)力，一般為兩個，且銷釘?shù)淖钚∨浜祥L度是銷釘直徑的2倍【1】。在這里選擇圓柱銷，2螺釘 螺釘?shù)淖饔檬蔷o固模具，主要承受拉應(yīng)力。常選用圓柱頭內(nèi)六角螺釘。選用如下列圖所示由前面的設(shè)計知，凹模的厚度為19mm, 應(yīng)選擇M6型號的螺釘。5.7.6 復(fù)合模裝配圖復(fù)合模要完成彎曲毛坯的沖裁。工作原理是隨著壓力機的下行帶動凸凹模下行，接觸板料，沖孔和落料兩個工序要同時進行，開始接觸時橡膠會被壓縮，凸凹模進入落料凹模的內(nèi)部，同時沖孔凸模進入凸凹模的內(nèi)部，同時完成沖孔和落料，在模具別離的過程中，橡膠會逐漸放松，壓縮卸料板完成卸料，落料后的廢

57、料要靠打桿來打下，人工取出。復(fù)合模裝配圖如5-14所示。圖5-206 彎曲工藝分析及計算6.1 工藝分析及工藝方案彎曲工藝分析：在前面零件的分析中已經(jīng)給出，該零件能夠彎曲且能夠滿足精度的要求，彎曲工藝方案:彎曲模的作用是對復(fù)合模加工出的半成品進行彎曲，完成零件，初步定彎曲方案為：彎曲出件。6.2 彎曲模主要設(shè)計計算6.2.1 毛坯展開計算毛坯的展開計算已經(jīng)在前面的零件分析中給出，在這里不在重復(fù)。彎曲所需要的毛坯為長度85.6826mm，寬度為20mm。6.2.2 回彈值確實定彎曲件的回彈變形由于外力去除后會恢復(fù)，出現(xiàn)彎曲件的形狀和模具形狀不一致的情況，影響彎曲件的形狀和尺寸，因此必須考慮材料的

58、回彈的影響【1】R/t=2.5，當R/t最小彎曲半徑，因此能夠彎成。6.2.4 彎曲力的計算彎曲力的影響因素比擬多，例如毛坯的尺寸，材料的力學(xué)性能等，因此理論計算難以精確，多采用經(jīng)驗公式或簡化的理論公式進行計算【1】。對U形接觸彎曲件來說，自由彎曲時的彎曲力式中：F沖壓行程結(jié)束時的自由彎曲力Bb彎曲件的寬度mmt彎曲件的厚度mmrp彎曲件的內(nèi)彎曲半徑mmb 材料的強度極限Mpa前面，b =450Mpa ,即=1872N校正彎曲的彎曲力FC=sq式中：FC校正彎曲力NS校正局部投影面積(mm2)q校正所需要單位壓力(Mpa)計算得校正彎曲的面積為1400mm2,查【2】3-11可知q=60Mpa

59、,即FC=sq=1400600=84KN6.2.5 彎曲時的頂件力和卸料力FQ=(0.3-0.8)F自，在這里取系數(shù)為0.5，即FQ自1872=936N6.3 壓力機確實定自由彎曲時壓力機的噸位F噸F自+FQ=1872+936=2808N校正彎曲時，可忽略頂件力和卸料力。即F機F枝=84KN，在冷沖模設(shè)計中，一般情況下，壓力機的公稱壓力應(yīng)大于或等于成形工藝力和輔助工藝力總和，從滿足沖壓力的要求來看，暫選公稱壓力為100KN的壓力機，其壓力機的主要參數(shù)：公稱壓力 100KN滑快行程 60mm最大閉合高度 180mm閉合高度調(diào)節(jié)量 50mm工作臺尺度 360mm240mm工作臺孔尺度 130mm模

60、柄孔尺度 30mm50mm工作臺厚度 30mm7 彎曲模的計算7.1 凸凹模圓角半徑與凹模的深度7.1.1 凸模圓角半徑r凸一般r凸等于彎曲件內(nèi)側(cè)彎曲半徑r。如果彎曲半徑較大，那么應(yīng)考慮回彈因素適當修正凸模圓角半徑【9】。假設(shè)r凸比擬小，那么可先彎成較大的圓角半徑，然走在采用整形工序進行整形。7.1.2 凹模圓角半徑r凹凹模的圓角半徑并不直接影響工作的尺寸，但r凹太小，會使零件在彎曲擠壓嚴重，材料的性能會發(fā)生破壞，會擦傷毛坯，使材料外表出現(xiàn)劃痕影響其工作的精度與質(zhì)量。r凹的選擇 t2mm r凹=3-6t,材料的厚度 t=0.8mm，查【1】表3-12凹模圓角半徑與凹模深度的對應(yīng)關(guān)系圖7-1由零