畢業(yè)論文U型連接件模具設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 . PAGE48 / NUMPAGES48 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）中文題目U型連接件模具設(shè)計(jì)英文題目Stamping die design of U type connection系別：光電與機(jī)電工程系年級(jí)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其制動(dòng)化姓名：吳永昌學(xué)號(hào)：092012125指導(dǎo)教師：立慶職稱：閩南理工學(xué)院教務(wù)處制20 年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信聲明書(shū)本人重聲明：在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作中嚴(yán)格遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)；我所提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立研究、撰寫(xiě)的成果，設(shè)計(jì)（論文）中所引用他人的文字、研究成果，均已在設(shè)計(jì)（論文）中加以說(shuō)明；在本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中未剽竊、抄

2、襲他人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和成果，未篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)（論文）和資料若有不實(shí)之處，本人愿承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。學(xué)生簽名： 年 月 日結(jié)構(gòu)連接件的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)摘 要結(jié)構(gòu)連接件的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)是通過(guò)工件的工藝分析，包括材料分析、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析，從而確定工藝方案為落料沖孔模。落料沖孔復(fù)合模采用倒裝式復(fù)合模，擋料銷和導(dǎo)料銷來(lái)定位，彈性卸料板卸料。計(jì)算該零件的材料利用率，畫(huà)排樣圖，計(jì)算了沖裁力和彎曲力，選擇合適的壓力機(jī)。最后，對(duì)模具刃口尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)與計(jì)算，確定模具具體尺寸形狀。在設(shè)計(jì)過(guò)程中除了用二維圖來(lái)表達(dá)模具的各零部件外，還采用三維立體造型來(lái)形象直觀地表達(dá)模具的結(jié)構(gòu)與裝配方式。關(guān)鍵詞：落料；彎

3、曲；沖孔；復(fù)合模；模具結(jié)構(gòu)Stamping processand and diedesign of Structure with the connectorAbstractHood stamping technology and die design is through the analysis of the Structure with the connector, including the material analysis, the product structure shape analysis to determine the process program for blanki

4、ng punching die. Blanking punching die adopt composite inversion type composite modulus, block material pin and guide pin to locate, elastic material unloading board discharging. Calculating the components of the material utilization, painting arrangement, calculated the figure cutting force and ben

5、ding strength, choose the right press. Finally, the size of the mould design and calculation to determine the dimensions, mould shape. In the design process in addition to express with two-dimensional diagram of the mould parts, but also USES the three-dimensional modelling to image directly express

6、 the mould structure and assembly method. Key words: blank；bend；punch；compound die；die structureTOC o 1-3 h u 目錄TOC o 1-3 h u TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc8462 第1章 緒 論7 HYPERLINK l _Toc7055 第2章 設(shè)計(jì)題目12 HYPERLINK l _Toc12941 第3章 工藝分析13 HYPERLINK l _Toc15043 3.1 技術(shù)分析13 HYPERLINK l _Toc22661 3.1.1 沖裁的結(jié)

7、構(gòu)工藝性13 HYPERLINK l _Toc16962 3.1.2 彎曲的結(jié)構(gòu)工藝性14 HYPERLINK l _Toc18796 3.2 經(jīng)濟(jì)分析15 HYPERLINK l _Toc32376 3.2.1 沖壓件成本分析16 HYPERLINK l _Toc30887 3.2.2 降低制造成本的措施17 HYPERLINK l _Toc4944 3.3 結(jié)構(gòu)連接件的工藝分析18 HYPERLINK l _Toc26661 3.3.1 材料19 HYPERLINK l _Toc31208 3.3.2 零件結(jié)構(gòu)19 HYPERLINK l _Toc22477 3.3.3 尺寸精度19 HY

8、PERLINK l _Toc30913 第4章 制定工藝方案20 HYPERLINK l _Toc18798 4.1 工藝方案的分析20 HYPERLINK l _Toc21113 4.1.1 修邊余量20 HYPERLINK l _Toc17679 4.1.2 計(jì)算毛坯尺寸20 HYPERLINK l _Toc1880 4.1.3 確定彎曲次數(shù)（采用查圖法）21 HYPERLINK l _Toc26828 4.2 工藝方案的確定21 HYPERLINK l _Toc10290 第5章 工藝計(jì)算23 HYPERLINK l _Toc26797 5.1 材料排樣與材料利用率的計(jì)算23 HYPER

9、LINK l _Toc28011 5.1.1 材料排樣的選用原則23 HYPERLINK l _Toc6953 5.1.2 確定板料規(guī)格和裁料方式23 HYPERLINK l _Toc942 5.2 沖壓力的計(jì)算與設(shè)備的選擇25 HYPERLINK l _Toc17394 5.2.1 落料25 HYPERLINK l _Toc548 5.2.2 彎曲25 HYPERLINK l _Toc17727 5.2.3 沖孔25 HYPERLINK l _Toc21190 5.2.4 沖壓設(shè)備的選擇25 HYPERLINK l _Toc30173 5.3 模具壓力中心的計(jì)算29 HYPERLINK l

10、_Toc30977 5.4 模具刃口尺寸和公差確定30 HYPERLINK l _Toc31754 5.4.1 坯料沖裁間隙的確定31 HYPERLINK l _Toc6269 5.4.2 落料刃口尺寸的計(jì)算31 HYPERLINK l _Toc12715 5.4.3 彎曲工序工作部分的尺寸與間隙32 HYPERLINK l _Toc15617 5.4.4 沖孔刃口尺寸的計(jì)算33 HYPERLINK l _Toc28435 第6章 模具結(jié)構(gòu)合理性分析34 HYPERLINK l _Toc4750 6.1 模具結(jié)構(gòu)圖34 HYPERLINK l _Toc6456 6.2 模具的工作過(guò)程38 HY

11、PERLINK l _Toc5979 第7章 模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39 HYPERLINK l _Toc30274 7.1 彈性元件的設(shè)計(jì)39 HYPERLINK l _Toc24205 7.1.1 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算39 HYPERLINK l _Toc9174 7.1.2 卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算40 HYPERLINK l _Toc29161 7.2 模架的選擇40 HYPERLINK l _Toc9366 7.3 工作零件的設(shè)計(jì)41 HYPERLINK l _Toc4557 7.3.1 凹模刃口的結(jié)構(gòu)型式確定41 HYPERLINK l _Toc26272 結(jié) 論43 HYPERLINK l _

12、Toc20016 致 44 HYPERLINK l _Toc29465 參考文獻(xiàn)45第1章 緒 論作為一個(gè)即將畢業(yè)的材料專業(yè)模具方向?qū)W生來(lái)說(shuō)，年專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，為以后從事沖壓模具設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)在校時(shí)了解模具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)也是很有必要的,它有助于我們把握自己的學(xué)習(xí)方向，不斷提高自己的專業(yè)素養(yǎng)。近年中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)。各行各業(yè)高速發(fā)展，帶動(dòng)了模具市場(chǎng)的持續(xù)高速發(fā)展。模具市場(chǎng)中最大的板塊是汽車。汽車工業(yè)經(jīng)歷了2002年和2003年連續(xù)兩年“井噴式”發(fā)展之后，2004年產(chǎn)量和銷售量分別增長(zhǎng)14.11%和15.5%，發(fā)展仍很快，模具市場(chǎng)中第二大板塊是電子與信息產(chǎn)業(yè)。該產(chǎn)業(yè)今年來(lái)一直高速運(yùn)營(yíng)，年

13、增長(zhǎng)率達(dá)20%以上。中國(guó)的玩具、自行車、微波爐分別占全世界市場(chǎng)份額的70%、60%和50%。中國(guó)的影印機(jī)、個(gè)人電腦、電視機(jī)和空調(diào)器分別占全世界市場(chǎng)份額的2/3、2/5和1/3。冰箱也已占了20%。這些產(chǎn)品制造業(yè)都是模具的大用戶。在此形勢(shì)之下，中國(guó)的模具工業(yè)高速發(fā)展是必然所趨。 隨著中國(guó)加入WTO，在機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存中，中國(guó)模具工業(yè)面臨的形勢(shì)是機(jī)遇大于挑戰(zhàn)。因而，一方面是模具的進(jìn)出口高速發(fā)展，另一方面是外資大量涌入中國(guó)的模具行業(yè)。外資大量涌入中國(guó)模具行業(yè)產(chǎn)生兩方面效應(yīng)。一是外資不僅帶來(lái)資金，也帶來(lái)了技術(shù)與市場(chǎng)；二是外資企業(yè)在市場(chǎng)中處于優(yōu)勢(shì)地位，給國(guó)民族工業(yè)帶來(lái)了很大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。這兩方面效應(yīng)都促使中

14、國(guó)模具工業(yè)的快速發(fā)展，包括模具產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量、品種和水平。近年來(lái)，國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策也一直把模具列為支持的產(chǎn)品，把模具工業(yè)列為需要扶持的行業(yè)。正確的產(chǎn)業(yè)政策產(chǎn)生了正確的引導(dǎo)作用，也促進(jìn)模具工業(yè)的快速發(fā)展和模具市場(chǎng)的繁榮昌盛。一 我國(guó)模具市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在600億至650億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004年國(guó)模具進(jìn)口總值達(dá)到600多億，同時(shí)，有近200個(gè)億的出口），2005年模具產(chǎn)值超過(guò)600億元，模具與模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年900

15、0多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2005年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有80%的模具需要更換。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的20%之多。 模具的服務(wù)面非常廣闊，因此模具的品種也十分繁雜。由于用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和美觀的要求，近年來(lái)隨著塑料制品和壓鑄件使用越來(lái)越多，塑料模和壓鑄模的產(chǎn)量也一年大于一年，其在模具總量中的比例也在逐年提高。2001年至2004年四年間，塑料模和壓鑄模在模具總量中的比例分別提高了約2個(gè)和約0.6個(gè)百分點(diǎn)。由于高速公路的快速發(fā)展，橡膠輪胎的子午化率不斷提高，因而近年來(lái)子午線輪胎模具

16、發(fā)展很快。揭陽(yáng)和膠東半島是子午線輪胎模具最為集中的地區(qū)，一些企業(yè)的子午線輪胎模具年銷售額已超過(guò)1億元，有的已超過(guò)2億元，形成了一定的規(guī)模效應(yīng)。 模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具的基礎(chǔ)，可縮短生產(chǎn)周期、降低成本和提高質(zhì)量，因此近年來(lái)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率不斷提高，產(chǎn)量也就不斷增加?，F(xiàn)在，年銷售額億元以上的模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)企業(yè)已有不少，最大的已超過(guò)10億元。模具標(biāo)準(zhǔn)件的品種也不斷增加，質(zhì)量也進(jìn)一步提高。但是由于生產(chǎn)模具標(biāo)準(zhǔn)件的門坎較低，因而小規(guī)模的私營(yíng)企業(yè)很多，其中有些企業(yè)生產(chǎn)條件十分簡(jiǎn)陋，原材料采購(gòu)也不把關(guān)，過(guò)多地在成本和價(jià)格上打算盤，致使產(chǎn)品質(zhì)量下降，既影響模具質(zhì)量，又對(duì)市場(chǎng)造成沖擊，在模具市場(chǎng)上發(fā)出了一些不協(xié)調(diào)

17、的音符。 質(zhì)量、周期、價(jià)格、服務(wù)，是模具銷售的四大要素。在目前的模具市場(chǎng)中，周期越來(lái)越重要。模具材料不斷漲價(jià)，工資不斷上升，模具價(jià)格總體上卻是不漲反降，因此模具生產(chǎn)企業(yè)利潤(rùn)空間被壓縮。為了生存與發(fā)展，近年模具企業(yè)更加注重技術(shù)進(jìn)步和管理改善。這些也都促進(jìn)了模具市場(chǎng)的健康發(fā)展。由于中低檔模具競(jìng)爭(zhēng)加劇，中高檔模具市場(chǎng)空間相對(duì)較大，因此，不斷提高模具產(chǎn)品的技術(shù)含量，已是許多模具企業(yè)的共同目標(biāo)。這樣，大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等技術(shù)含量高的中高檔模具的發(fā)展速度自然也就快于模具行業(yè)的總體發(fā)展速度。從而促進(jìn)了模具市場(chǎng)的產(chǎn)品和技術(shù)結(jié)構(gòu)向著合理化方向發(fā)展，致使模具市場(chǎng)更加繁榮。省是我國(guó)目前的模具第一大省，以三資企

18、業(yè)為主體的模具市場(chǎng)，目前約占我國(guó)模具產(chǎn)值的四成以上。以私營(yíng)企業(yè)為主體的省模具生產(chǎn)名列我國(guó)第二。和，近年來(lái)模具生產(chǎn)發(fā)展相當(dāng)快，市場(chǎng)份額正逐年增長(zhǎng)。、近年的發(fā)展情況也比較好，而西部和中部地區(qū)的大多數(shù)省份，其發(fā)展速度就相對(duì)慢一些?？偲饋?lái)說(shuō)，珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲是我國(guó)模具市場(chǎng)發(fā)展最為集中的兩區(qū)。2005年我國(guó)經(jīng)濟(jì)總體上仍保持著高速發(fā)展的走勢(shì)，模具主要用戶行業(yè)的發(fā)展速度大都能達(dá)到15%以上。因此，2005年我國(guó)模具市場(chǎng)的增長(zhǎng)率也在15%以上，也就是說(shuō)，2005年我國(guó)模具的總產(chǎn)值超過(guò)600億元人民幣。用一句話來(lái)概括我國(guó)模具市場(chǎng)的近況，那就是“平穩(wěn)向上，產(chǎn)需兩旺”?！笆晃濉逼陂g（20062010年）我國(guó)

19、模具市場(chǎng)的發(fā)展速度可能比“十五”期間慢一些，但預(yù)計(jì)年平均增長(zhǎng)率也會(huì)達(dá)到兩位數(shù)，其最大可能是10%12%，這一預(yù)計(jì)速度應(yīng)該說(shuō)是比較保守的。在我國(guó)模具行業(yè)的“十一五”規(guī)劃中，還有幾個(gè)項(xiàng)目的具體發(fā)展目標(biāo)如下：骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)信息化管理，通過(guò)ISO9000等質(zhì)量管理體系認(rèn)證；大型、精密、復(fù)雜等技術(shù)含量高的中高檔模具的比例從目前的約30%提高到2010年的40%；國(guó)產(chǎn)模具國(guó)市場(chǎng)占有率目前不足80%，2010年時(shí)要達(dá)到85%以上；模具出口額2010年時(shí)以10億美元為目標(biāo)；模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率從目前的45%提高到2010年時(shí)的60%、模具的商品化程度從目前的45%左右提高到2010年時(shí)的55%。二 模具技術(shù)

20、的發(fā)展趨勢(shì)模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化精密化模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以與由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔(如塑封模已達(dá)到一模幾百腔)使模具日趨大型化。隨著零件微型化，以與模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求(如多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原來(lái)的5m提高到23m，今后有些模具加工精度公差要求 在1m以下，這就要求發(fā)展超精加工?？焖俳?jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時(shí)代，到下一個(gè)世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均 要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)具越來(lái)越引起人們的重視。例如，研制

21、各種超塑性材料(環(huán)氧、聚脂等)制作或其中填充金屬粉末、玻璃纖維等的簡(jiǎn)易模具；中、低 熔點(diǎn)合金模具、噴涂成型模具、快速電鑄模、瓷型精鑄模、瓷型吸塑模、疊層模與快速 原型制造模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將進(jìn)一步發(fā)展。快換模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外， 采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高。模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種，發(fā)展和完善

22、聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。現(xiàn)在，全面普與CAD/CAM/CAE技術(shù)已基本成熟。由于模具 CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是微機(jī)的普與應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普與模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡(jiǎn)化。在普與推廣模具CAD/CAM技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)抓住機(jī)遇，重點(diǎn)扶持國(guó)產(chǎn)模具

23、軟件的開(kāi)發(fā) 和應(yīng)用。 加大技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度。應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用圍。對(duì)于已普與了模具CAD/CAM技術(shù)的一批以家電行業(yè)代表的企業(yè)來(lái)說(shuō)，應(yīng)積極做好模具CAD/CAM技術(shù)的深化應(yīng)用工作，即開(kāi)展企業(yè)信息化工程，可從CAPP,PDM，CIMS,VR逐步深化和提高。模具高速掃描與數(shù)字化系統(tǒng)將發(fā)揮更大的作用英國(guó)雷尼紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國(guó)200多家模具廠點(diǎn)得到應(yīng)用，取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕牡哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短的研制制造周期。如RENSCAN200快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床與加工中心上， 用雷尼紹的SP2-1掃描測(cè)頭實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采

24、集，控制核心是雷尼紹TRACECUT軟件，可自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工等程序與不同格式的CAD數(shù)據(jù)。用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。該公司又推出了CYCLON高速掃描機(jī)，這是一臺(tái)獨(dú)立工作的專門用來(lái)掃描的設(shè)備，不占用加工機(jī)床的工作時(shí)間。其掃描速度最高可達(dá)3m/min，大大縮短了模具制造周期，另外，其數(shù)據(jù)采集速度比RENSCAN200快，定時(shí)探針接觸力小，因此可以用非常細(xì)的探針，用來(lái)掃描細(xì)小的模具和細(xì)微的特征表面 ，擴(kuò)大模具生產(chǎn)的品種圍。由于模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、定電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大作用。模具研磨拋光將向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展模具表面的精加工是模具加工中未

25、能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，我國(guó)目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率低(約占整個(gè)模具制造周期的1/3)，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國(guó)模具加工 向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光的自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢(shì)。日本已研制了數(shù)控 研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具研磨拋光的自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢(shì)。日本已研制了 數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三給曲面模具研磨拋光的自動(dòng)化。另外，由于模具型腔形狀復(fù)雜，任何 一種研磨拋光方法都有一定局限性。應(yīng)注意發(fā)展特種研磨與拋光、如擠壓衍磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光以與復(fù)合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質(zhì)量。 模具自動(dòng)

26、加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國(guó)外已出現(xiàn)了模具自動(dòng)加工系統(tǒng)。這也是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征：多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。第2章 設(shè)計(jì)題目 該設(shè)計(jì)零件為一結(jié)構(gòu)連接件，其用途為一電氣結(jié)構(gòu)組件中的單元連接件，材料為10鋼板，料厚為0.8，使用量較大，下圖為該零件的結(jié)構(gòu)圖。外形周邊的形狀需按工序順序的多個(gè)不同工位上分割沖切，而工序順序排列不當(dāng)易影響沖件與載體的連接強(qiáng)度。圖2.1 制件圖第3章 工藝分析工件的工藝性是指工件對(duì)沖壓加工工藝的適應(yīng)性，它是從沖壓加工角度對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出

27、的工藝要求。工藝分析就是要判斷產(chǎn)品在技術(shù)上能否保質(zhì)，保量地穩(wěn)定生產(chǎn)，在經(jīng)濟(jì)上是否有效益。因此，沖壓工藝就是對(duì)產(chǎn)品的沖壓工藝方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的可行性分析。良好的工藝性體現(xiàn)在材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而壽命長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單方便。3.1 技術(shù)分析3.1.1 沖裁的結(jié)構(gòu)工藝性 （1）沖裁件的外形或孔應(yīng)避免尖銳的清角，在各直線或曲線的連接處，除屬于無(wú)廢料沖裁或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)外，宜有適當(dāng)?shù)膱A角，其半徑的最小值如表1所示：表3-1 沖裁件圓角半徑的最小值（2）沖裁件的孔與孔之間、孔與邊緣之間的距離不應(yīng)過(guò)小，其許可值見(jiàn)圖2。（3）用普通沖裁模沖制的零件，其斷面與零件表面并不垂直，并有明顯

28、區(qū)域性特征。采用合理使用間隙沖裁模沖制的零件，光亮區(qū)域約占斷面厚度的30%；凹模側(cè)有明顯的塌角，凸模側(cè)有高度不小于0.05mm的毛刺；外形有一定程度的拱曲。沖裁件的這些特征是普通沖裁加工條件決定的。選用沖裁工藝時(shí)，必須考慮零件的這些特征。（4）凡產(chǎn)品圖紙上未注公差的尺寸均屬于未注公差尺寸。在計(jì)算凸模和凹模時(shí)，沖壓件未注公差尺寸的極限偏差數(shù)值通常按GB1800-79IT14級(jí)。圖3.1 孔邊距的最小值3.1.2 彎曲的結(jié)構(gòu)工藝性（1）彎曲件的形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、對(duì)稱。對(duì)稱彎曲件在圓周方向上的變形是均勻的，模具加工也容易，其工藝性最好。其它形狀的彎曲件，應(yīng)盡量避免急劇的輪廓變化。（2）彎曲件各部分尺寸

29、比例要恰當(dāng)。盡量避免設(shè)計(jì)寬凸緣和深度大的彎曲件，因?yàn)檫@類工件需要較多的彎曲次數(shù)。如果工件空腔不深，但凸緣直徑很大，制造也很費(fèi)勁。工件凸緣的外廓最好與彎曲部分的輪廓形狀相似；如果凸緣的寬度不一致，僅彎曲困難，還要添加工序，還需放寬切邊余量，增加金屬消耗。（3）彎曲件的圓角半徑要合適。彎曲件的圓角半徑，應(yīng)盡量大些，以利于成形和減少?gòu)澢螖?shù)。應(yīng)滿足R1t，R22t，R33t，否則，應(yīng)增加整形工序。如增加一次整形工序，其圓角半徑可取R1（0.10.3）t，R2（0.10.3）t。（4）彎曲件厚度的不均勻現(xiàn)象要考慮彎曲件由于各處變形不均勻，上下壁厚變化可達(dá)1。2t至0.75t。多次彎曲的工件外壁上或帶凸

30、緣彎曲件的凸緣表面，應(yīng)允許有彎曲過(guò)程中所產(chǎn)生的印痕。除非工件有特殊要求時(shí)才采用整形或趕形的方法來(lái)消除這些印痕。（5）彎曲件的尺寸精度不宜要求過(guò)高彎曲件的制造精度包括直徑方向的精度和高度方向的精度。在一般情況下，彎曲件的精度不應(yīng)超過(guò)表（3）、表（4）和表（5）中所列數(shù)值。產(chǎn)品圖上的尺寸應(yīng)注明必須保證外部尺寸或是腔尺寸，不能同時(shí)標(biāo)注外形尺寸。（6）彎曲件上的孔位布置彎曲件上的孔位布置要合理，應(yīng)設(shè)置在與主要結(jié)構(gòu)面 (凸緣面) 同一平面上，或使孔壁垂直于該平面，以便沖孔與修邊同時(shí)在一道工序中完成。表3-2 彎曲件直徑的極限偏差（單位：mm）材料厚度彎曲件直徑的基本尺寸d材料厚度彎曲件直徑的基本尺寸d附

31、 圖505010010030050501001003000.50.60.81.01.21.50.120.150.200.250.300.350.200.300.300.350.400.300.400.500.602.02.53.04.05.06.00.400.450.500.600.700.800.500.600.700.800.901.000.700.800.901.001.101.20注：彎曲件外形要求取正偏差，形要求取負(fù)偏差。（7）彎曲件的尺寸精度一般不高于IT13級(jí)，如果要求尺寸精度高于IT13級(jí)，則需要增加校形工序。3.2 經(jīng)濟(jì)分析所謂經(jīng)濟(jì)性，就是以最小的耗費(fèi)取得最大的經(jīng)濟(jì)效果。也就

32、是生產(chǎn)中的“最小最大”原則。在沖壓生產(chǎn)中，保證產(chǎn)品質(zhì)量，完成產(chǎn)品數(shù)量、品種計(jì)劃的前提下，產(chǎn)品成本越低，說(shuō)明企業(yè)經(jīng)濟(jì)效果越大。表3-3 彎曲件高度的極限偏差（單位：mm）料厚度彎曲件高度的基本尺寸h附 圖1818303050508080120112233445560.50.60.70.80.60.70.80.90.70.80.91.01.20.91.01.11.21.51.81.11.31.51.82.02.2表3-4 帶凸緣彎曲件高度的極限偏差（單位：mm）材料厚度彎曲件高度的基本尺寸h附 圖1818303050508080120112233445560.30.40.50.60.40.50.6

33、0.70.50.60.70.80.80.60.70.80.91.01.10.70.80.91.01.11.23.2.1 沖壓件成本分析產(chǎn)品成本受產(chǎn)量的影響較大，特別是沖壓生產(chǎn)尤為突出。在一定條件下，企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量的增減，將會(huì)引起成本中某些費(fèi)用的變化，其結(jié)果使得成本發(fā)生波動(dòng)。為此可將產(chǎn)品成本分為固定費(fèi)用和變動(dòng)費(fèi)用兩部分。固定費(fèi)用是指在一定時(shí)期和一定產(chǎn)量圍，它的總額不隨產(chǎn)量變動(dòng)而變動(dòng)，它是維持生產(chǎn)能力而基本不變的費(fèi)用。例如模具、設(shè)備折舊費(fèi)，加工費(fèi)中的固定工資部分和各種經(jīng)費(fèi)等。但是單位固定費(fèi)用，也就是分?jǐn)傇诿總€(gè)產(chǎn)品上的固定費(fèi)用卻是可變的。即單位固定費(fèi)用與產(chǎn)量成反比例變化。變動(dòng)費(fèi)用是指它的總額隨產(chǎn)量

34、的增減而成比例增減。例如產(chǎn)品直接耗用的原材料費(fèi)、外購(gòu)件費(fèi)、外協(xié)件加工費(fèi)等等。但就產(chǎn)品單位費(fèi)用而言，變動(dòng)費(fèi)用則基本不變。上述可知，沖壓件生產(chǎn)成本是由固定費(fèi)和可變費(fèi)這兩部分組成的，所以只要設(shè)法降低固定費(fèi)用或可變費(fèi)用，都能使生產(chǎn)成本降低，利潤(rùn)增加?？梢?jiàn)企業(yè)要提高經(jīng)濟(jì)效益，就要在降低成本上下功夫。3.2.2 降低制造成本的措施降低產(chǎn)品成本，包括增產(chǎn)、節(jié)約兩個(gè)方面。增產(chǎn)可降低產(chǎn)品成本中的固定費(fèi)用，相對(duì)地減少消耗，節(jié)約便能直接降低消耗，它們都是降低成本的重要途徑。沖壓件的成本包括材料費(fèi)、加工費(fèi)、模具費(fèi)等項(xiàng)。因此，降低成本，就是要降低以上各項(xiàng)費(fèi)用。以下討論降低成本的措施。沖壓生產(chǎn)中，工藝合理化是降低成本的有

35、力手段，一般在制定新產(chǎn)品工藝時(shí)進(jìn)行。當(dāng)產(chǎn)量發(fā)生變化，模具壽命短或因事故發(fā)生損壞時(shí)，由于更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)而改變模具時(shí)，以與變更設(shè)備等生產(chǎn)條件發(fā)生變化時(shí)，要重新討論（研究）產(chǎn)品工藝。由于工藝的合理化能降低模具費(fèi)、節(jié)約加工工時(shí)降低材料費(fèi)等，所以必然降低零件總成本。在制定工藝時(shí)，工序的分散與集中是比較復(fù)雜的問(wèn)題。它取決于零件的批量、結(jié)構(gòu)（形狀）、質(zhì)量要求、工藝特點(diǎn)等。對(duì)于板材沖壓件，一般說(shuō)來(lái)，在大批量生產(chǎn)情況下，應(yīng)當(dāng)盡量把工序集中起來(lái)，采用復(fù)合或連續(xù)模進(jìn)行沖壓，很小的零件，適合于復(fù)合或連續(xù)沖壓加工，這樣既提高了生產(chǎn)率，又能安全生產(chǎn)。復(fù)合模對(duì)于大的零件也是適合的，因?yàn)橐桓贝蟮膹?fù)合模，有時(shí)比兩副同樣大小的單工

36、序模的費(fèi)用低，而小批量生產(chǎn)時(shí)，則以采用單工序模分散沖壓為宜。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，集中到一副模具上的工序數(shù)量不宜太多，對(duì)于復(fù)合模，一般為23個(gè)工序，最多4個(gè)工序，對(duì)于連續(xù)模，集中的工序數(shù)可以多些。產(chǎn)量較大時(shí)，采用多件同時(shí)沖壓，可使模具費(fèi)、材料費(fèi)和加工費(fèi)降低，同時(shí)有利于成形表面拉力均勻化。左右對(duì)稱成形時(shí)，不僅可使變形均勻，改善受力狀況，同時(shí)還降低了成本。自動(dòng)化生產(chǎn)，從安全和降低成本兩個(gè)方面來(lái)看，將成為沖壓加工的發(fā)展方向。今后不僅大批量生產(chǎn)中采用自動(dòng)化，在小批量生產(chǎn)中也可采用自動(dòng)化生產(chǎn)。在大批量生產(chǎn)中采用自動(dòng)化時(shí)，雖然模具費(fèi)用較高，但生產(chǎn)率高，產(chǎn)量大，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的模具折舊費(fèi)和加工費(fèi)卻比單件小批生產(chǎn)時(shí)

37、要低。從生產(chǎn)安全性考慮，在小批量多品種生產(chǎn)中采用自動(dòng)化也是可取的，但自動(dòng)化的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，急待研究。在自動(dòng)化生產(chǎn)中，降低成本的手段是高速化。與高速化并行的是多列化，這樣可以降低加工費(fèi)用和提高材料利用率。為實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)的高速化，需要相應(yīng)解決噪音振動(dòng)和延長(zhǎng)模具壽命問(wèn)題。高速壓力機(jī)要求足夠的剛度和精度，一般以閉式雙點(diǎn)結(jié)構(gòu)為宜，為減少噪音和振動(dòng)，傾向于鑄鐵機(jī)身，而且運(yùn)動(dòng)部件要現(xiàn)動(dòng)平衡。為延長(zhǎng)模具壽命，可采用高壽命的新材料，如硬質(zhì)合金模具和模具表面強(qiáng)化處理。在沖壓生產(chǎn)中，工件的原材料費(fèi)占制造成本的60%,左右，所以節(jié)約原材料，利用廢料具有非常重要的意義。提高材料利用率是降低沖壓件制造成本的重要措施之一。特別

38、是材料單價(jià)高的工件，必須慎重研究。降低材料費(fèi)的方法如下：（1）在滿足零件強(qiáng)度和使用要求的情況下，減少材料厚度。（2）降低材料單價(jià)。（3）改進(jìn)毛坯形狀，合理排樣。（4）減少搭邊，采用少?gòu)U料或無(wú)廢料排樣。（5）對(duì)稱壓制。（6）組合排樣。3.3 結(jié)構(gòu)連接件的工藝分析3.3.1 材料U形連接件的材料為10鋼，屬于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有較好的可沖壓性能。未經(jīng)退火的10鋼的力學(xué)性能如下： 抗剪強(qiáng)度 304373MPa 抗拉強(qiáng)度b 432461MPa 屈服點(diǎn)s 253 MPa 伸長(zhǎng)率10 2125%3.3.2 零件結(jié)構(gòu)本U形連接件采用0.8mm普通碳素結(jié)構(gòu)鋼板沖壓而成，可保證足夠的強(qiáng)度和剛度。3.3.3 尺寸

39、精度零件圖上所有未標(biāo)注公差的尺寸，屬于自由尺寸，可按IT14確定工件尺寸的公差。第4章 制定工藝方案工藝方案的容是確定沖裁件的工藝方案，主要包括確定工序數(shù)，工序組合和工序順序的安排，應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案，再根據(jù)工件的批量、形狀等多方面的因素全面考慮，綜合分析，選取一種較為合理的沖壓方案。4.1 工藝方案的分析U形連接件的形狀表明，它為彎曲件，所以彎曲為基本工序。底部上3個(gè)小孔由沖孔工序來(lái)完成。彎曲件的毛坯尺寸與彎曲次數(shù)，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定。4.1.1 修邊余量在不變薄的彎曲中，材料厚度雖有變化，但其平均直徑與毛坯原始厚度十分接近。因此毛坯展開(kāi)尺寸可根據(jù)毛坯面積等于彎曲件面積的原則

40、來(lái)確定。由于材料的各項(xiàng)異性以與彎曲時(shí)金屬流動(dòng)條件的差異，為了保證U形連接件的尺寸，必須留出修邊余量，在計(jì)算毛坯尺寸時(shí)，必須計(jì)入修邊余量，修邊余量的數(shù)值可查表6。彎曲件高度h=16mm，查表6知修邊余量，h=2mm。表4-1 無(wú)凸緣彎曲件的修邊余量（單位：mm）工件高度h工件的相對(duì)高度h/d附 圖0.50.80.81.61.62.52.541010202050501001001501502002002502501.01.22345671.21.62.53.856.37.58.51.523.356.5891022.54681011124.1.2 計(jì)算毛坯尺寸在不變薄彎曲中，雖然在彎曲過(guò)程中坯料的厚

41、度發(fā)生一些變化。在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，可以不計(jì)坯料的厚度變化，概略地按彎曲前后坯料的面積相等的原則進(jìn)行坯料尺寸的計(jì)算。由于金屬的流動(dòng)性和材料的各向異性，毛坯彎曲后，工件邊口不齊。一般情況彎曲后都要修邊，因此在計(jì)算毛坯時(shí)，必須把修邊余量計(jì)入工件。根據(jù)制件圖可知，該彎曲件r/t=0.5/0.8=0.6250.5，屬于無(wú)圓角半徑彎曲，查表可求的其毛坯展開(kāi)尺寸。L=15.5+16.3+0.4/2+37+0.42=454.1.3 確定彎曲次數(shù)（采用查圖法）先在圖5確定彎曲次數(shù)與半成品尺寸線圈中橫坐標(biāo)上找到相當(dāng)毛坯直徑45mm的點(diǎn)，從此點(diǎn)作一垂線。再?gòu)目v坐標(biāo)上找到相當(dāng)于工件直徑38mm的點(diǎn)，并由此點(diǎn)作水平線，與垂

42、線相交。根據(jù)交點(diǎn)，便可決定彎曲次數(shù)，如交點(diǎn)位于兩斜線之間，應(yīng)取較大的次數(shù)。該端蓋可一次彎曲成形。于是，該端蓋的全部單工序有落料、沖孔、彎曲（整形），共計(jì)三道工序。4.2 工藝方案的確定在沖壓工藝性分析的基礎(chǔ)上，找出工藝與模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與難點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況提出各種可能的沖壓工藝方案，容包括工序性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序與組合方式等。有時(shí)同一種沖壓零件也可能存在多個(gè)可行的沖壓工藝方案，通常每種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備占用情況、模具制造的難易程度和壽命高低、生產(chǎn)成本、操作方便與安全程度等方面進(jìn)行綜合分析、比較，確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案。 初步分析可以知道U形連接件的沖壓成

43、形需要多道工序:落料、沖孔、彎曲,因而制定合理的成形工藝方案十分重要?？紤]到生產(chǎn)批量大,因此制定應(yīng)在生產(chǎn)合格零件的基礎(chǔ)上,盡量提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本.要提高生產(chǎn)效率,就應(yīng)該盡量復(fù)合能復(fù)合的工序,但復(fù)合程度太高,模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且各零件在動(dòng)作時(shí)要求相互不干涉,準(zhǔn)確可靠.這就要求模具的制造應(yīng)有較高的精度,從而模具的制造成本也就提高了,制造周期延長(zhǎng),維修不如單工序模簡(jiǎn)便.因此U形連接件的沖壓成形主要有以下幾種工藝方案:方案一:(1)落料 (2)沖孔 (3)彎曲方案二:(1)落料沖孔復(fù)合模 (2)彎曲方案三:落料、彎曲、沖孔復(fù)合模方案一復(fù)合程度低,模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試容易,但生產(chǎn)道次多、生產(chǎn)效率

44、低不適合大批量生產(chǎn)。方案三與方案二的主要區(qū)別是采用落料、彎曲、沖孔復(fù)合工序.由于采用落料、彎曲、沖孔復(fù)合模,即可在一次沖壓行程中完成,生產(chǎn)效率提高一倍,節(jié)省了人力、電力和工序間的搬運(yùn)工作,但卻增加了模具的設(shè)計(jì)費(fèi)與制造費(fèi)用。綜上所述,可以考慮采用方案二，落料沖孔復(fù)合，然后彎曲。 圖4.1 確定彎曲次數(shù)與半成品尺寸線圈第5章 工藝計(jì)算5.1 材料排樣與材料利用率的計(jì)算排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣在于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。在沖壓工作中，沖壓件材料消

45、耗費(fèi)用可達(dá)總成本的60%75%，每降低1%的沖壓廢料，將會(huì)使成本降低0.4%0.5%。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在成批和大量生產(chǎn)中，沖壓零件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬(wàn)件，甚至數(shù)百萬(wàn)件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效果更為突出。5.1.1 材料排樣的選用原則（1）沖裁小工件或某種工件需要窄帶料時(shí)，應(yīng)沿板料順長(zhǎng)方向進(jìn)行排樣，符合材料規(guī)格與工藝要求。（2）沖裁彎曲件毛坯時(shí)，應(yīng)考慮板料的軋制方向。（3）沖件在條（帶）料上的排樣，應(yīng)考慮沖壓生產(chǎn)率、沖模耐用度、沖模結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單和操的方便與安全等。5.1.2 確定板料規(guī)格和裁料方式根據(jù)條料的寬度尺寸，選擇合適的板料規(guī)格，使剩余的邊料越小越好。該零件寬度用料為48m

46、m，以選擇1400mm1500mm0.8mm的板料規(guī)格為宜。表5-1 搭邊a和側(cè)搭邊a1材料消耗工藝定額一板料上總的材料利用率5.2 沖壓力的計(jì)算與設(shè)備的選擇5.2.1 落料沖裁時(shí)，工件或廢料從凸模上取下來(lái)的力叫卸料力，從凹模將工件或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力，逆沖裁方向頂出的力叫頂件力。目前多以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：采用平刃口凸模和凹模沖裁時(shí)，沖裁力F0=Lt 式中，L沖裁件周長(zhǎng)（）T材料厚度（）材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）考慮沖裁厚度不一致，模具刃口的磨損、凸凹模間隙的波動(dòng)、材料性能的變化等因素，實(shí)際沖裁力還須增加30%。故F沖=1.3F0=1.3 Lt。F沖=1.3F0=1.3 Lt =1.

47、30.8310MPa =44.49KNF卸、F推、F頂是由壓力機(jī)和模具的卸料、頂件裝置獲得。影響這些力的因素主要有材料的力學(xué)性能、材料的厚度、模具的間隙、凸凹模表面粗糙度、零件形狀和尺寸以與潤(rùn)滑情況。實(shí)際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：F卸=K卸F沖 F推=K推F沖 查表8知，卸料力、推件力的系數(shù)K卸=0.05，K推=0.055。因而F卸=0.0544.49KN=2.22KNF推=0.05544.49KN=2.45KN表5-2 卸料力、推件力、頂件力的系數(shù)5.2.2 彎曲 該彎曲件為U形彎曲U形彎曲件的計(jì)算式F1=0.7KBt2b/R+t式中 F1自由彎曲力 B彎曲件寬度 T彎曲件材料厚度 R彎曲

48、半徑b 材料抗拉強(qiáng)度 K安全系數(shù)F1=0.71.32920.80.8230/0.5+0.8=49295.14N5.2.3 沖孔 沖孔時(shí)的力可依照前面落料時(shí)計(jì)算。則復(fù)合?？偟臎_壓力F+=17.144+1.942KN =19.086KN5.2.4 沖壓設(shè)備的選擇壓力機(jī)類型的選擇沖壓設(shè)備的選擇是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要容，它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等一系列重要問(wèn)題。沖壓設(shè)備的選擇包括兩個(gè)方面：類型與規(guī)格。首先，應(yīng)根據(jù)所要完成工序的工藝性質(zhì)，批量大小，工件的幾何尺寸和精度等選定壓力機(jī)類型。沖壓生產(chǎn)中常用的是曲柄壓力機(jī)和液壓機(jī)，它們?cè)谛阅芊矫娴谋容^見(jiàn)表12。對(duì)于中小

49、型沖裁件、彎曲件或淺彎曲件多用具有C形床身的開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。雖然開(kāi)式壓力機(jī)的剛度差，并且由于床身的變形而破壞了沖模的間隙分布，降低了沖模的壽命和裁件的質(zhì)量。但是，它卻具有操作空間三面敞開(kāi)，操作方便，容易安裝機(jī)械化的附屬設(shè)備和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，目前仍是中小件生產(chǎn)的主要設(shè)備。所以本模具采用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。壓力機(jī)規(guī)格的確定在壓力機(jī)的類型選定之后，應(yīng)根據(jù)變形力的大小，沖壓件尺寸和模具尺寸來(lái)確定壓力機(jī)的規(guī)格。在復(fù)合沖壓中，工序力的計(jì)算和其它復(fù)雜的加工過(guò)程一樣，可按時(shí)間分為若干階段分別計(jì)算。求出某階段所完成各種工藝力的總和與該階段的輔助負(fù)荷，二者相加即為該階段的工序力。 表5-3 曲柄壓力機(jī)和液壓機(jī)的比較為

50、安全起見(jiàn)，防止設(shè)備的過(guò)載，可按公稱壓力F壓（1.61.8）F總的原則選取壓力機(jī)。壓力機(jī)滑塊行程大小，應(yīng)保證成形零件的取出和方便毛坯的放進(jìn)。在沖壓工藝中，彎曲和彎曲工序一般需要較大的行程。對(duì)于彎曲工序所用壓力機(jī)的行程，至少應(yīng)為成品零件高度的兩倍以上，一般取2.5倍。壓力機(jī)的裝模高度是指滑塊處于下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下表面到工作墊板上表面的距離。模具的閉合高度是指工作行程終了時(shí)，模具上模座上表面與下模座下表面之間的距離。壓力機(jī)的閉合高度是裝模高度與墊板厚度之和。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長(zhǎng)度是可以調(diào)節(jié)的，也就是說(shuō)壓力機(jī)的裝模高度是可以調(diào)整的。設(shè)計(jì)模具、時(shí)，必須使模具的閉合高度介于壓力機(jī)的最大裝模高度與最小裝

51、模高度之間。工作臺(tái)面和滑塊底面尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，并還留有安裝固定模具的余地。一般壓力機(jī)臺(tái)面應(yīng)大于模具底座尺寸5070mm以上。工作臺(tái)和滑塊的形式應(yīng)充分考慮沖壓工藝的需要必須與模具的打料裝置，出料裝置與卸料裝置等的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。在壓力機(jī)的滑塊和工作臺(tái)上安裝一副或數(shù)副模具，加工時(shí)上、下模要有正確的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這是一切沖壓工藝的共同要求。壓力機(jī)的精度主要包括工作臺(tái)面的平面度、滑塊下平面的平面度、工作臺(tái)面與滑塊下平面的平行度、滑塊行程同工作臺(tái)面的垂直度與滑塊中心孔同滑塊行程的平行度等。壓力機(jī)精度的高低對(duì)沖壓工序有很大的影響。精度高，則沖壓件質(zhì)量也高，沖模的使用壽命長(zhǎng)。反之，壓力機(jī)精度低，不僅沖壓件

52、質(zhì)量低，且模具壽命短。例如若滑塊行程與工作臺(tái)的垂直度差，將導(dǎo)致上、下模的同軸度降低，沖模刃口易損傷。壓力機(jī)的精度對(duì)沖裁加工的影響較之其它加工工序明顯。參照開(kāi)式壓力機(jī)基本參數(shù)（GB/T14347-1993）可選取公稱壓力為250KN的開(kāi)式固定臺(tái)壓力機(jī)。該壓力機(jī)與模具設(shè)計(jì)有關(guān)系的參數(shù)為：公稱壓力：250KN滑塊行程：200最大閉合高度：500閉合高度調(diào)節(jié)量：150工作臺(tái)尺寸：1250800工作臺(tái)板厚度：150模柄孔尺寸：30080工作臺(tái)孔尺寸：6256255.3 模具壓力中心的計(jì)算為了保證壓力機(jī)和模具正常地工作，必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊。心線相重合，否則在沖壓時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)滑塊歪斜，引

53、起凸、凹模間隙不均和導(dǎo)向零件加速磨損，造成刃口和其它零件的損壞，甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌磨損，影響壓力機(jī)精度。形狀簡(jiǎn)單而對(duì)稱的工件，如圓形，其沖裁時(shí)的壓力中心與工件的幾何中心重合。在此兩套模具的壓力中心都取在三個(gè)2.5的孔的對(duì)稱中心上。5.4 模具刃口尺寸和公差確定5.4.1 坯料沖裁間隙的確定沖裁間隙是直接關(guān)系到?jīng)_件斷面質(zhì)量、尺寸精度、模具壽命和力能消耗的重要工藝參數(shù)。沖裁間隙數(shù)值，主要與材料牌號(hào)、供應(yīng)狀態(tài)和厚度有關(guān)，但由于各種沖壓件對(duì)其斷面質(zhì)量和尺寸精度的要求不同，以與生產(chǎn)條件的差異，在生產(chǎn)實(shí)踐中就很難有一種統(tǒng)一的間隙數(shù)值，而應(yīng)區(qū)別情況，分別對(duì)待，在保證沖件斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，使模具

54、壽命最高。沖裁斷面應(yīng)平直、光潔、圓角小；光亮帶應(yīng)有一定的比例，毛刺較小，沖裁件表面應(yīng)盡可能平整，尺寸應(yīng)在圖樣規(guī)定的公差圍之。影響沖裁件質(zhì)量的因素有：凸、凹模間隙值大小與其分布的均勻性，模具刃口鋒利狀態(tài)，模具結(jié)構(gòu)與制造精度、材料性能等。其中，間隙值大小與分布的均勻程度是主要因素。沖裁件的尺寸精度是指沖裁件實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值，差值越小，精度越高。該差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)于凸?；虬寄３叽缰睿悄＞弑旧淼闹圃炱?。沖裁件對(duì)于凸模或凹模尺寸的偏差。主要是由于沖裁過(guò)程中，材料受到拉伸、擠壓、彎曲等作用而引起的變形，在工件脫模后產(chǎn)生的彈性恢復(fù)造成的。偏差值可能是正的，也可能是負(fù)的。

55、影響這一偏差值的因素主要是凸、凹模間隙。當(dāng)間隙值較大時(shí)，材料受拉伸作用增大，沖裁完畢后，因材料的彈性恢復(fù)，沖件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而沖孔件的孔徑則大于凸模尺寸；當(dāng)間隙較小時(shí)，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，而沖孔件的孔徑則變小。沖裁件的尺寸變化量的大小還與材料性能、厚度、軋制方向、沖件形狀等因素有關(guān)。模具制造精度與模具刃口狀態(tài)也會(huì)影響沖裁件質(zhì)量。沖裁模具的壽命是以沖出合格制品的沖裁次數(shù)來(lái)衡量的，可再分為兩次刃磨間的壽命與全磨損后總的壽命。在沖裁過(guò)程中，模具刃口處所受的壓力非常大使模具刃口和板材的接觸面之間出現(xiàn)局部附著現(xiàn)象，產(chǎn)生附著磨損，其磨損量與接觸壓力、相對(duì)滑動(dòng)距離

56、成正比，與材料屈服強(qiáng)度成反比。它被認(rèn)為是模具磨損的主要形式。當(dāng)間隙減小時(shí)，接觸壓力(垂直力、側(cè)壓力、摩擦力)會(huì)增大，摩擦距離增長(zhǎng)，摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，導(dǎo)致模具磨損加劇，使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象還會(huì)引起刃口的壓縮疲勞破壞，使之崩刃。間隙過(guò)大時(shí)板料彎曲拉伸相對(duì)增加，使模具刃口端面上的正壓力增大，容易產(chǎn)生崩刃或產(chǎn)生塑性變形，使磨損加劇。可見(jiàn)間隙過(guò)小與過(guò)大都會(huì)導(dǎo)致模具壽命降低。因此，間隙合適或適當(dāng)增大模具問(wèn)隙，可使凸、凹模側(cè)面與材料間摩擦減小，并減緩間隙不均勻的不利因素，從而提高模具壽命。增大間隙可以降低沖裁力，而小間隙則使沖裁力增大。當(dāng)間隙合理時(shí)，上下裂紋重合，最大剪切力較小。而小間隙時(shí)，材料所受力矩

57、和拉應(yīng)力減小，壓應(yīng)力增大，材料不易產(chǎn)生撕裂，上下裂紋不重合又產(chǎn)生二次剪切，使沖裁力、沖裁功有所增大；增大間隙時(shí)材料所受力矩與拉應(yīng)力增大，材料易于剪裂分離，故最大沖裁力有所減小，如對(duì)沖裁件質(zhì)量要求不高，為降低沖裁力、減少模具磨損，傾向于取偏大的沖裁間隙。查沖裁模初始雙面間隙表知：落料、沖孔模刃口始用間隙Zmin=0.22，ZMAX=0.26。5.4.2 落料刃口尺寸的計(jì)算在確定沖模凸模和凹模工作部分尺寸時(shí)，必須遵循以下幾項(xiàng)原則：（1）根據(jù)落料和沖孔的特點(diǎn)，落料件的尺寸取決于凹模尺寸，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來(lái)保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸，故沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸，用

58、增大凹模尺寸來(lái)保證合理間隙。（2）根據(jù)刃口的磨損規(guī)律，刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取接近或等于工件的最大極限尺寸。（3）考慮工件精度與模具精度間的關(guān)系，在選擇模具刃口制造公差時(shí)，既要保證工件的精度要求，又能保證有合理的間隙數(shù)值。一般沖模精度較工件精度高23級(jí)。查表取凸凹模制造公差查表得：凸=0.030、凹=0.045，凸凹模采用分開(kāi)加工的方法，查表得：X=0.5 對(duì)于長(zhǎng)度尺寸12得：=-0.020 =+0.020由表2-30 查得：x=0.75=（a+x)=(12+0.750.1)=12.075=(a+x+) =(12+0.750

59、.1+0.05)=12.125對(duì)于長(zhǎng)度尺寸45得：=-0.020 =+0.020由表2-30 查得：x=0.75=（a+x)=(45+0.750.1)=45.075=(a+x+) =(45+0.750.1+0.05)=45.125對(duì)于寬度尺寸22=(b+x) =(22+0.750.12)=22.09=(b+x+) =(22+0.750.12+0.050)=22.14對(duì)于寬度尺寸91.93=(b+x) =(91.93+0.750.12)=92.02=(b+x+) =(91.93+0.750.12+0.050)=92.075.4.3 彎曲工序工作部分的尺寸與間隙凸模和凹模的間隙彎曲模間隙是指單面間

60、隙。間隙的大小對(duì)彎曲力、彎曲件的質(zhì)量、彎曲模的壽命都有影響。若Z值太小，凸緣區(qū)變厚的材料通過(guò)間隙時(shí)，校直與變形的阻力增加，與模具表面間的摩擦、磨損嚴(yán)重，使彎曲力增加，零件變薄嚴(yán)重，甚至拉破，模具壽命降低。間隙小時(shí)得到的零件側(cè)壁平直而光滑，質(zhì)量較好，精度較高。間隙過(guò)大時(shí)，對(duì)毛坯的校直和擠壓作用減小，彎曲力降低，模具的壽命提高，但零件的質(zhì)量變差，沖出的零件側(cè)壁不直。因此彎曲模的間隙值也應(yīng)合適，確定Z時(shí)要考慮壓邊狀況、彎曲次數(shù)和工件精度等。其原則是：既要考慮板料本身的公差，又要考慮板料的增厚現(xiàn)象，間隙一般都比毛坯厚度略大一些。采用壓邊彎曲時(shí)其值可按下式計(jì)算： Z/2=1.1t=0.88則彎曲模的間隙