沖壓彎曲件沖壓模具設(shè)計論文

1、摘要.PAGE IV. 沖壓彎曲件沖壓模具設(shè)計 摘 要隨著中國工業(yè)不斷地開展，模具行業(yè)也顯得越來越重要。本文針對支架彎曲件的沖裁工藝性和彎曲工藝性，分析比較了成形過程的三種不同沖壓工藝單工序、復合工序和連續(xù)工序，確定用一幅級進模完成落料、沖孔和一幅單工序模完成彎曲的工序過程。介紹了支架彎曲件冷沖壓成形過程，經(jīng)過對支架的批量生產(chǎn)、零件質(zhì)量、零件構(gòu)造以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能為前提，將其確定為沖壓件，用沖壓方法完成零件的加工，且簡要分析了坯料形狀、尺寸，排樣、裁板方案，沖壓工序性質(zhì)、數(shù)目和順序確實定，進展了工藝力、壓力中心、模具工作局部尺寸及公差的計算，并設(shè)計出模具。還具體分析了

2、模具的主要零部件如沖孔凸模、落料凸模、卸料裝置、彎曲凸模、墊板、凸模固定板等的設(shè)計與制造，沖壓設(shè)備的選用，凸凹模間隙調(diào)整和編制一個重要零件的加工工藝過程。列出了模具所需零件的詳細清單，并給出了合理的裝配圖。通過充分利用現(xiàn)代模具制造技術(shù)對傳統(tǒng)機械零件進展構(gòu)造改良、優(yōu)化設(shè)計、優(yōu)化工藝方法能大幅度提高生產(chǎn)效率，這種方法對類似產(chǎn)品具有一定的借鑒作用。關(guān)鍵詞：支架，模具設(shè)計，級進模，沖孔落料，彎曲StampingBendingStamping Mold DesignABSTRACTWith Chinas industrial developing constantly, mold industry is

3、 being more and more important.Based on the stent bending blanking process and bending process, parative analysis of the process of forming three different stamping process (single processes, ple* processes and continuous processes) confirm pletion of the blanking, punching and a single procedure pl

4、eted the bending modulus processes. On the cover of the cold bending stents， right after the cover of the mass production, quality ponents, and the use of structural ponents of the analysis, research, in line with lower performance prerequisite to the identification of stampings, Stamping method use

5、d to plete the processing ponents, and a brief analysis of the blank shape, size, layout, the conference board, stamping processes in nature, number and sequence determination. For the process, the center of pressure, the die size and the tolerance of the calculation, design mold. Also analyzes the

6、mold of the main ponents (such as mould, punch hole punch, unloader device, punch, plate, bending plate etc) design and manufacturing, stamping equipment selection, punch-gap adjustment and establishment of a vital parts machining process. Die requirements set out a detailed list of parts, and gives

7、 a reasonable assembly. By fully utilizing modern manufacturing technology to mold traditional mechanical parts for structural improvements, design optimization, process optimization methods can greatly enhance production efficiency, the method of similar products have some reference.KEY WORDS: sten

8、ts，mold design，progressive die，punching blanking,bending前言. 目錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc295062711前言 PAGEREF _Toc295062711 h 1HYPERLINK l _Toc295062712第1章對加工零件的工藝分析 PAGEREF _Toc295062712 h 5HYPERLINK l _Toc2950627131.1零件分析 PAGEREF _Toc295062713 h 5HYPERLINK l _Toc2950627151.1.1 沖壓件的工藝分析 PAGEREF

9、_Toc295062715 h 5HYPERLINK l _Toc2950627161.1.2 分析比較和確定工藝方案 PAGEREF _Toc295062716 h 6HYPERLINK l _Toc2950627171.1.3 彎曲件的工藝分析 PAGEREF _Toc295062717 h 7HYPERLINK l _Toc295062718第2章沖裁模 PAGEREF _Toc295062718 h 8HYPERLINK l _Toc2950627192.1 沖壓模具的工藝分析與設(shè)計計算 PAGEREF _Toc295062719 h 8HYPERLINK l _Toc29506272

10、02.2 工作力的計算 PAGEREF _Toc295062720 h 10HYPERLINK l _Toc2950627212.2.1 落料力 PAGEREF _Toc295062721 h 10HYPERLINK l _Toc2950627222.2.2 沖孔力 PAGEREF _Toc295062722 h 10HYPERLINK l _Toc2950627232.2.3 卸料力 PAGEREF _Toc295062723 h 11HYPERLINK l _Toc2950627242.2.4 推料力 PAGEREF _Toc295062724 h 11HYPERLINK l _Toc29

11、50627252.2.5 沖側(cè)刃缺口的力 PAGEREF _Toc295062725 h 12HYPERLINK l _Toc2950627262.2.6總沖壓力 PAGEREF _Toc295062726 h 12HYPERLINK l _Toc2950627272.3 確定模具壓力中心 PAGEREF _Toc295062727 h 12HYPERLINK l _Toc2950627282.4確定凸、凹模刃口尺寸 PAGEREF _Toc295062728 h 15HYPERLINK l _Toc2950627292.4.1 沖孔局部 PAGEREF _Toc295062729 h 16H

12、YPERLINK l _Toc2950627302.4.2 落料局部 PAGEREF _Toc295062730 h 17HYPERLINK l _Toc2950627312.5 成型零部件的構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc295062731 h 18HYPERLINK l _Toc295062732沖孔凸模構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc295062732 h 18HYPERLINK l _Toc295062733沖孔凸模構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc295062733 h 19HYPERLINK l _Toc295062734凹模構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc295062734

13、 h 19HYPERLINK l _Toc2950627352.6 模具的整體設(shè)計 PAGEREF _Toc295062735 h 20HYPERLINK l _Toc295062736選擇模具構(gòu)造形式 PAGEREF _Toc295062736 h 20HYPERLINK l _Toc295062737操作方式 PAGEREF _Toc295062737 h 20HYPERLINK l _Toc295062738模架類型 PAGEREF _Toc295062738 h 21HYPERLINK l _Toc295062739定位方式的選擇 PAGEREF _Toc295062739 h 21H

14、YPERLINK l _Toc295062740卸料和出料方式的選擇 PAGEREF _Toc295062740 h 21HYPERLINK l _Toc295062741導向方式選擇 PAGEREF _Toc295062741 h 21HYPERLINK l _Toc295062742定位零件設(shè)計 PAGEREF _Toc295062742 h 21HYPERLINK l _Toc295062743導料板設(shè)計 PAGEREF _Toc295062743 h 21HYPERLINK l _Toc295062744卸料板設(shè)計 PAGEREF _Toc295062744 h 22HYPERLINK

15、 l _Toc2950627452.6.10墊板設(shè)計 PAGEREF _Toc295062745 h 23HYPERLINK l _Toc295062746模柄選擇 PAGEREF _Toc295062746 h 24HYPERLINK l _Toc295062747凸模固定板的設(shè)計 PAGEREF _Toc295062747 h 25HYPERLINK l _Toc295062748導柱導套選擇 PAGEREF _Toc295062748 h 26HYPERLINK l _Toc295062749模座選擇 PAGEREF _Toc295062749 h 26HYPERLINK l _Toc2

16、95062750螺釘、銷釘?shù)倪x用 PAGEREF _Toc295062750 h 27HYPERLINK l _Toc295062751裝配圖設(shè)計 PAGEREF _Toc295062751 h 27HYPERLINK l _Toc295062752模架的選取 PAGEREF _Toc295062752 h 27HYPERLINK l _Toc295062753沖壓設(shè)備的選擇 PAGEREF _Toc295062753 h 28HYPERLINK l _Toc295062754第3章彎曲模 PAGEREF _Toc295062754 h 29HYPERLINK l _Toc2950627553

17、.1沖壓零件的工藝分析 PAGEREF _Toc295062755 h 29HYPERLINK l _Toc2950627563.2模具構(gòu)造 PAGEREF _Toc295062756 h 29HYPERLINK l _Toc2950627573.3必要的計算 PAGEREF _Toc295062757 h 29HYPERLINK l _Toc295062758彎曲力的計算 PAGEREF _Toc295062758 h 30HYPERLINK l _Toc295062759彈頂器的計算 PAGEREF _Toc295062759 h 31HYPERLINK l _Toc295062760回彈

18、量確實定 PAGEREF _Toc295062760 h 31HYPERLINK l _Toc295062761彎曲凸模的圓角半徑 PAGEREF _Toc295062761 h 31HYPERLINK l _Toc295062762彎曲凹模的圓角半徑及其工作局部的深度 PAGEREF _Toc295062762 h 31HYPERLINK l _Toc295062763彎曲凸模和凹模之間的間隙 PAGEREF _Toc295062763 h 32HYPERLINK l _Toc295062764彎曲凸模和凹模寬度尺寸的計算 PAGEREF _Toc295062764 h 32HYPERLIN

19、K l _Toc2950627653.4模具總體設(shè)計 PAGEREF _Toc295062765 h 33HYPERLINK l _Toc295062766凹模構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc295062766 h 33HYPERLINK l _Toc295062767凸模構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc295062767 h 34HYPERLINK l _Toc295062768定位板構(gòu)造設(shè)計 PAGEREF _Toc295062768 h 34HYPERLINK l _Toc295062769模柄選擇 PAGEREF _Toc295062769 h 35HYPERLINK l _Toc

20、295062770模架的選取 PAGEREF _Toc295062770 h 35HYPERLINK l _Toc295062771銷釘?shù)倪x用 PAGEREF _Toc295062771 h 36HYPERLINK l _Toc295062772壓力機的選取 PAGEREF _Toc295062772 h 36HYPERLINK l _Toc295062773裝配圖設(shè)計 PAGEREF _Toc295062773 h 37HYPERLINK l _Toc295062774第4章模具制造技術(shù)要求 PAGEREF _Toc295062774 h 38HYPERLINK l _Toc29506277

21、54.1外表粗糙度及標準 PAGEREF _Toc295062775 h 38HYPERLINK l _Toc2950627764.2加工精度 PAGEREF _Toc295062776 h 39HYPERLINK l _Toc295062777尺寸偏差 PAGEREF _Toc295062777 h 39HYPERLINK l _Toc295062778形位公差 PAGEREF _Toc295062778 h 39HYPERLINK l _Toc295062779配合要求 PAGEREF _Toc295062779 h 39HYPERLINK l _Toc295062780結(jié)論 PAGERE

22、F _Toc295062780 h 41HYPERLINK l _Toc295062781辭 PAGEREF _Toc295062781 h 42HYPERLINK l _Toc295062782參考文獻 PAGEREF _Toc295062782 h 43HYPERLINK l _Toc295062783外文資料翻譯 PAGEREF _Toc295062783 h 45. 前言冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生別離或塑性變形，從而獲得所需要零件俗稱沖壓件或沖件的一種壓力方法。因為它通常是在壓力機室溫狀態(tài)下進展加工，所以稱為冷沖壓。冷沖壓生產(chǎn)過程的主要特征是依靠沖模和沖壓

23、設(shè)備完成加工，便于實現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率很高，操作簡便。對于普通壓力機，每臺每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件沖壓件，而高速沖床每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件甚至幾千件以上沖壓件。冷沖壓所獲得的零件一般無需進展切削加工，因而是一種節(jié)省能源、節(jié)省原材料的無或少切削加工方法。由于冷沖壓所用原材料多是外表質(zhì)量好的板料或帶料，沖件的尺寸公差由沖模來保證，所以尺寸穩(wěn)定、互換性好。冷沖壓產(chǎn)品壁薄、質(zhì)量輕、剛性好，可以加工成形狀復雜的零件，小到鐘表的秒針、大到汽車縱梁、覆蓋件等。但由于沖模制造一般是單件小批量生產(chǎn)，精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集型產(chǎn)品，制造本錢高。因而，冷沖壓生產(chǎn)只有在大批量的情況下才能獲得較高的經(jīng)濟效應(yīng)。綜上所述，

24、冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨到的特點，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門都越來越多采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如機械制造、車輛生產(chǎn)、航空航天、電子、電器、輕工、儀表及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當大，不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工，大大提高了生產(chǎn)率，降低了本錢?？梢哉f，如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率、提高質(zhì)量、降低本錢，進展產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。隨著科學技術(shù)的進步和社會的開展，產(chǎn)品對模具的要求愈來愈高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計與制造方法已經(jīng)不能

25、適應(yīng)產(chǎn)品及時代更新的需要。特別是90年代以來，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加，對產(chǎn)品質(zhì)量、樣式和外觀提出新的要求，使模具需求量增加，對模具的質(zhì)量要求也越來越高，模具技術(shù)直接影響直接造業(yè)的開展，產(chǎn)品更新?lián)Q代和產(chǎn)品競爭力。因此迅速提高模具的技術(shù)水平已成為當務(wù)之急。隨著近代工業(yè)的開展，冷沖壓技術(shù)得到迅速開展。1.冷沖壓工藝方面研究和推廣應(yīng)用旨在提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低本錢和擴大沖壓工藝應(yīng)用圍的各種沖壓技術(shù)開展的重要趨勢。目前，國外涌現(xiàn)并迅速用于生產(chǎn)的沖壓先進工藝有精細沖壓、柔性膜成形、超塑性成形、無模多點成形、爆炸和電磁等高能成形、高效精細沖壓技術(shù)以及冷擠壓技術(shù)等等。這些沖壓先進技術(shù)在實際生產(chǎn)中已經(jīng)

26、取得良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。精細沖壓既是提高沖壓件精度的有效方法，又是擴大沖壓加工圍的重要途徑。目前精細沖裁的精度可達IT6IT7,板料厚度可達25mm。精沖方法不但可以沖裁，還可以成形精細彎曲、拉深、翻邊、冷擠、壓印和沉孔等。2. 沖模設(shè)計和制造方面沖模是實現(xiàn)沖模生產(chǎn)的根本條件。目前在沖模設(shè)計與制造上，有兩種趨勢應(yīng)給與足夠的重視。(1)模具構(gòu)造與精度正朝著兩方面開展一方面為了適應(yīng)高速、自動、精細、平安等大批量自動化生產(chǎn)的需要，沖模正朝著高效、精細、長壽命、多工位、多功能方向開展；另一方面，為適應(yīng)市場上產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速的要求，各種快速成型方法和簡易經(jīng)濟沖模的設(shè)計與制造業(yè)得到迅速開展。高效、精細、多

27、功能、長壽命多工位級進模和汽車覆蓋件沖模的設(shè)計制造水平代表了現(xiàn)代沖模技術(shù)水平。我國能夠設(shè)計制造出機電一體化的，到達國際先進水平的高效、精細、長壽命、多工位級進模，工作零件精度到達25m,步距精度到達23m，總壽命到達1億模次以上；我國汽車工業(yè)，已具備中檔轎車成套覆蓋件沖模生產(chǎn)能力，并在汽車試制和小批量生產(chǎn)中應(yīng)用高強度樹脂澆注成形覆蓋件沖模，縮短試制周期，降低本錢，加速了新車型的開發(fā)。(2)模具設(shè)計與制造的現(xiàn)代化計算機技術(shù)、信息技術(shù)等先進技術(shù)在模具技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，是模具技術(shù)設(shè)計制造水平發(fā)生了深刻的革命性的變化。目前最為突出的是模具CAD/CAM/CAE。當今世界模具工業(yè)格局是以日、美及歐洲

28、各工業(yè)化國家作為世界模具技術(shù)開展的領(lǐng)頭羊，占據(jù)了世界模具的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代化的設(shè)計方法和先進的模具制造設(shè)備，特別是最近幾年這些國家把CAD/CAM系統(tǒng)作為模具工業(yè)開展的臂翼，開展的勢頭如日中天。模具技術(shù)的飛速開展，模具CAD/CAM因其技術(shù)先進以迅速開展和廣泛應(yīng)用，它的技術(shù)經(jīng)濟效果是傳統(tǒng)模具設(shè)計制造方法所不能比較的，具體有以下特點：1縮短了模具的生產(chǎn)周期。2.高模具質(zhì)量。3.顯著降低生產(chǎn)效率。4.CAD/CAM技術(shù)將技術(shù)人員繁多的計算繪圖和NC編程中解放出來使其產(chǎn)生更多的創(chuàng)造性勞動?，F(xiàn)代模具制造和模具工業(yè)與傳統(tǒng)模具業(yè)比較起來有新的特點：1.生產(chǎn)率高現(xiàn)代模具生產(chǎn)率比傳統(tǒng)模具高的多，其主要原

29、因是現(xiàn)代模具有多工位，多腔?；蚨喙δ堋＠?，高生產(chǎn)率進級模有50多個2位，橡膠鞋模有18個2位。一套多功能模具除了沖壓成形外,還承當裝配,鉚接等組裝任務(wù)，可直接生產(chǎn)組合件。2.精度高現(xiàn)代模具要求精度比傳統(tǒng)模具高出一個數(shù)量級。工位級進模精沖模精細塑料模精度已達0.003mm甚至更高。一些高精度尤其是那些全拼嵌壽命長。長壽命模具是保證高沖壓設(shè)備實現(xiàn)高生產(chǎn)效率的根本條件，現(xiàn)代沖模壽命一般在500萬次以上。硬質(zhì)合金模具壽命可達2-6千萬次，注塑模40-60萬件，壓鑄模50-100萬件，而傳統(tǒng)模具壽命只有現(xiàn)代模具的1/5或1/10。3.型腔形狀和模具構(gòu)造復雜隨著人們對產(chǎn)品形狀，尺寸精度，及整體性生產(chǎn)率等

30、要求的提高，以及許多新材料新工藝的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代模具的型腔構(gòu)造更復雜。綜合以上特征，我們可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代模具工業(yè)，以成為一種獨立的工業(yè)體系。模具的標準化，專業(yè)化水平高，具備模具標準化和優(yōu)質(zhì)模具材料的生產(chǎn)與供給系統(tǒng)。另外技術(shù)人才和資本密集。模具以從傳統(tǒng)勞動密集型轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)密集型。人才密集型和資本密集型的產(chǎn)業(yè)。技術(shù)密集型表達在模具的CAD/CAM，而先進的設(shè)計手段和設(shè)備必然需要高素質(zhì)的專業(yè)人才，從而形成人才密集型。同時產(chǎn)業(yè)高也是現(xiàn)代模具的一個重要標志。但是要在模具生產(chǎn)中實現(xiàn)CIMS，還需經(jīng)過一段時間。但隨著CAD/CAM集成化技術(shù)的開展和廣泛應(yīng)用，以及相關(guān)高新技術(shù)的開展，在不久的將來全盤化，自動化CI

31、MS必將在模具生產(chǎn)中實現(xiàn)。使模具技術(shù)，及至整個人類模具技術(shù)實現(xiàn)新的飛越。 縱觀整個現(xiàn)代模具技術(shù)的開展，我們可以看出模具制造技術(shù)總是向著高，新方向開展，并且伴隨有人工轉(zhuǎn)向自動化方向開展。總而言之，模具設(shè)計與制造將會徹底的擺脫主要依靠人工的生產(chǎn)方法，這樣才能使模具制造更合理化，構(gòu)造更簡化，精度更高，為將來各行業(yè)的開展提供新的活力。第1章 標題 . 第1章 對加工零件的工藝分析1.1零件分析零件簡圖如圖1-1所示：圖1-1 零件圖1.1.1 沖壓件的工藝分析1、材料：Q235-A鋼為普通碳素構(gòu)造鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性，主要用于工程構(gòu)造和受力較小的機械零件。綜合評適合沖裁加工。2、工

32、件構(gòu)造：工件形狀比較簡單，孔邊距大于凸凹模允許的最小壁厚a=6，故可以考慮采用連續(xù)沖壓工序。3、尺寸精度：零件圖上未注公差，屬于自由公差，按IT14級確定工件尺寸的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 4、結(jié)論：可以沖裁該工件是典型的沖裁件，其特點是工件尺寸不大，且上下左右對稱，材料強度不高，由于工件尺寸沒有明顯角標注，故屬于一般沖裁件。沖裁件剪斷面的外表粗糙度經(jīng)查表得為50Ra/mm，需要采用IT12級的沖裁模，便可滿足零件的精度要求，模具制造精度為IT10級。該工件外形整體呈梯形，且上下左右對稱。由所給工件圖可以看出，工件上有四個圓孔，圓直徑為8mm，兩半圓弧半徑為8 mm。該零件形狀較

33、簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的。沖裁件所能到達的經(jīng)濟精度為IT12IT13。將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可以認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其他尺寸標注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用級進沖裁模進展落料沖孔加工和單工序模進展彎曲成形。1.1.2 分析比較和確定工藝方案從零件的構(gòu)造特點以及沖壓變形特點來看，該零件沖壓工序性質(zhì)有沖孔、落料、兩種。根據(jù)工序性質(zhì)可能的組合情況，該零件可能的沖壓方案有：該工件包括沖孔、落料兩個根本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料-沖孔復合沖壓。采用復合模生產(chǎn)。方案三：

34、沖孔-落料連續(xù)沖壓。采用連續(xù)模生產(chǎn)。方案一模具構(gòu)造簡單，但需兩道工序兩副模具，本錢高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，模具強度較差，制造難度大，同時落料、沖孔需要很大的沖裁力，這樣就必須使用大的沖壓設(shè)備，造成能量的浪費，同時模具各局部的強度、剛度難保證。并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，操作不方便。如果凸凹模積存有廢料，則對凸凹模的脹形力就會增加，而容易脹裂刃口，為平安起見，應(yīng)防止凸凹模積存廢料。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，將零件構(gòu)造的外形分解為簡單形狀的凸?；虬寄＃诓煌の簧戏植街鸫螞_壓，提高了模具強度

35、和模具壽命，操作方便，工件精度也能滿足要求。由于工件和孔廢料都可由壓力機臺下排出，操作方便平安，生產(chǎn)效率高，同時連續(xù)模上如果沒有彈性彈簧和橡皮卸料裝置，就能在高速沖床上進展連續(xù)沖壓，而復合模是有困難的。可以利用已沖的孔進展導正銷定位，從而保證了工件的精度。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。1.1.3 彎曲件的工藝分析本工件在沖孔落料的根底上，只需一尺彎曲即可成型，確定工藝方案為一次彎曲。彎曲部位為底部四個角，。并且為中批量生產(chǎn)，采用一次彎曲連續(xù)進展。第3章 標題. PAGE 8. 第2章 沖裁模2.1 沖壓模具的工藝分析與設(shè)計計算1、排樣設(shè)計與計算排樣是否合理，經(jīng)濟型

36、是否好,可用材料利用率來衡量。材料利用率是指零件的實際面積與材料面積的百分比。.要提高材料利用率，主要應(yīng)從減少工藝廢料著手，即設(shè)計合理安排方案，選擇適宜的板料規(guī)格及合理的裁料法廢料沖制小件。在不影響料頭，料尾，利用廢料沖制小件。在不影響設(shè)計要求的情況下，改善零件構(gòu)造。本工件可采用連續(xù)排樣方案，如圖1-2所示：圖1-2排樣圖為節(jié)約材料，應(yīng)合理確定搭邊值.查表取搭邊，。計算沖壓件一個進距的材料利用率： 2-1式中：一個布局零件沖裁件面積，；一個布局所需毛坯面積，；條料寬度，；送料進距，；1送料步距:式中 平行于送料方向的沖裁件的寬度；沖裁件之間的搭邊值；=90+2=92=150.52送料寬度:當導

37、料板板之間有側(cè)壓裝置時或用手將條料貼近單邊導料板或兩個導正銷時，條料寬度按下式計算： 2-2式中 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸；沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊；板料剪裁時的下偏差；當條料在無側(cè)壓裝置的料板之間送料時，條料寬度按下式計算：式中沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸；沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊；板料剪裁時的下偏差；條料與導料板之間的間隙；2、條料利用率:3、整個板料的利用率 2-3式中 :條料或整個板料上實際沖裁的零件數(shù)；條料或板料長度；條料或板料寬度；一個零件的實際面積。選取的鋼板可計算2.2 計算沖壓力沖裁一個零件的周邊長度外輪廓周邊長度：孔周邊長度：根據(jù)沖裁力的計算公式2.2.1 落料

38、力 2-4 其中：K刃口磨損，間隙波動，料厚等因素設(shè)置的平安系數(shù)，取1.3；沖裁力，單位為N沖裁周邊，單位為mm材料抗剪強度，單位為Mpa材料厚度，單位為mm2.2.2 沖孔力 2-5 其中：刃口磨損，間隙波動，料厚等因素設(shè)置的平安系數(shù)，取1.3；沖裁力，單位為N沖裁周邊，單位為mm材料抗剪強度，單位為Mpa材料厚度，單位為mm 2.2.3 卸料力 2-6 其中： 落料力，單位為N；卸料力系數(shù)，其值為0.020.06 經(jīng)查表得2.2.4 推料力 2-7其中：沖裁力，單位為N；推料力系數(shù)，其值為0.030.07；經(jīng)查表得 凹模刃口高度取6mm，則2.2.總沖壓力所以可選用規(guī)格為630KN可傾斜式

39、壓力機。該模具采用固定卸料和下出料方式。2.3 確定模具壓力中心沖裁時沖裁力的合力作用點稱為壓力中心，在設(shè)計模具時，要求模具的模柄中心一般情況下也是凹模的幾何中心與壓力中心重合，對于要求不高或沖裁力較小間隙較大的模具，壓力中心不允許超出模柄投影面積圍，否則產(chǎn)生偏載，使模具導向局部偏斜，影響凸凹模間隙，加速模具磨損，降低制件質(zhì)量和模具壽命，造成嚴重后果。確定壓力中心就是為了合理確實定模具構(gòu)造。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點。按比例畫出排樣圖,選定坐標系*Oy。如圖2-3所示：圖2-3 解析法解壓力中心圖壓力中心的計算：所以壓力中心-19.34,6.4故模具壓力中心在模柄的投影

40、圍之，故符合要求。2.4確定凸、凹模刃口尺寸凸、凹模刃口尺寸精度決定的合理與否，直接影響沖裁件的尺寸精度及合理間隙值能否保證，也關(guān)系到模具的本錢和使用壽命。1、保證沖出合格的零件；2、保證模具有一定的使用壽命；3、考慮沖模制造修理方便、降低本錢。因此，計算凸、凹模的刃口尺寸是一項重要的工作。計算沖模凸、凹模刃口尺寸的依據(jù)為：1沖裁變形規(guī)律，即落料件尺寸與凹模刃口尺寸相等，沖孔尺寸與凸模刃口尺寸相等。2零件的尺寸精度。3合理的間隙值。4.磨損規(guī)律，如圓形件凹模尺寸磨損后變大，凸模磨損后變小，間隙磨損后變大。5.沖模的加工制造方法。2.4.1 沖孔局部 2-9查表得間隙值 ：=0.246mm =0

41、.360mm 查表得凸、凹模制造公差： =-0.020mm =+0.020mm 查表取因數(shù)：=0.5校核：故能滿足加工時：2.4.2 落料局部工件如圖2-4所示：圖2-4 工件圖落料凹模根本尺寸計算如下： 2-10查表的間隙值=0.360mm =0.246mm校核：查表可得：故可計算得：2.5 成型零部件的構(gòu)造設(shè)計沖孔凸模構(gòu)造設(shè)計沖規(guī)則圓形孔的凸模，采用臺階式。尺寸標注如圖1-5所示：圖2-5 沖 孔 凸 模沖孔凸模構(gòu)造設(shè)計落料的凸模采用直通式，其尺寸標注如圖2-6所示：圖2-6 落 料 凸 模2.5.3凹模構(gòu)造設(shè)計考慮到本例為中批生產(chǎn), 凹模的刃口形式，應(yīng)采用刃口強度較高的凹模。凹模的外形尺

42、寸,按式H=Kb和c=1.52H式中b沖裁件的最大外形尺寸； K系數(shù)，考慮板料厚度的影響；可得:H=0.2890=25.2mmc取1.2H=30.2mm，即取凹模厚度為32mm.符合要求.尺寸標注如圖2-7所示：圖2-7 凹模2.6 模具的整體設(shè)計選擇模具構(gòu)造形式?jīng)_壓時，條料從右邊送入，用始用擋料銷限位，上模下行時，沖孔凸模先將四個孔沖出。松開場用擋料銷，條料繼續(xù)向左送進，由三角型塊擋料，這時已沖出四個孔移至落料工位上。上模再次下行，完成外形落料，與此同時，在沖孔工位的條料上又沖出四個孔。落料凸模上裝有導正銷，落料時導正銷先進入工件的孔定位，用以控制步距和提高孔與落料外形的位置精度。操作方式?jīng)_

43、壓時，條料從右邊送入，用始用擋料銷限位，上模下行時，沖孔凸模先將四個孔沖出。松開場用擋料銷，條料繼續(xù)向左送進，由三角型塊擋料，這時已沖出四個孔移至落料工位上。上模再次下行，完成外形落料，與此同時，在沖孔工位的條料上又沖出四個孔。落料凸模上裝有導正銷，落料時導正銷先進入工件的孔定位，用以控制步距和提高孔與落料外形的位置精度。2.6.3模架類型由于在沖孔落料過程中有偏心載荷，且材料幅度相對較大，可靠性有好故采用對角導柱式模架2.6.4定位方式的選擇因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用一個三角形擋料塊初定距，導正銷精定距。而第一件的沖壓位置由始用擋

44、料銷控制。2.6.5卸料和出料方式的選擇因為工件料厚為2mm，采用固定卸料板。又因為是連續(xù)模生產(chǎn)，所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。2.6.6導向方式選擇采用對角導柱模架。因為對角導柱模架的特點是導向裝置在兩對角，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機導向準確，不會造成上模歪斜，導向裝置和凸、凹模都不易磨損，從而不影響模具壽命。2.6.7定位零件設(shè)計落料凸模下部設(shè)置兩個導正銷，導正應(yīng)在卸料板壓緊板料之前完成導正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面lmm ，導正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導正銷導正局部與導正孔采用H7/h6配合。導正銷導正局部的高度h與料厚t及

45、導正孔有關(guān)，一般取h=(0.81.2)t，料薄時取大值，導正孔大時取大值，也可查有關(guān)沖壓資料。2.6.8導料板設(shè)計導料板的側(cè)與條料接觸，外側(cè)與凹模齊平，導料板與條料之間的間隙一側(cè)取2mm，一側(cè)取6mm，這樣就可確定了導料板的寬度，導料板的厚度取10mm。導料板采用45鋼制作，熱處理硬度為4045HRC。如圖2-8所示：圖 2-8導 料 板2.6.9卸料板設(shè)計當卸料板僅起卸料作用時，凸模與卸料板的雙邊間隙取決于板料厚度，一般在之間，板料薄時取小值；板料厚時取大值。當固定卸料板兼起導板作用時，一般按H7/h6配合制造，但應(yīng)保證導板與凸模之間間隙小于凸、凹模之間的沖裁間隙，以保證凸、凹模的正確配合。

46、固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，當沖裁板料較厚大于0.5mm、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件時，一般采用固定卸料裝置。卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸一樣，厚度為8mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4348HRC。如圖2-9所示：圖2-9卸 料 板2.6.10墊板設(shè)計墊板主要用于承受沖擊力，墊板相對于固定板稍有移動不會影響正常工作，墊板上只有螺釘、銷釘過孔螺釘、銷釘穿過墊板故稱過孔，孔徑比穿過的螺釘、銷釘?shù)闹睆酱?mm，孔距與固定板上的一樣。墊板的加工無特殊要求。材料為45鋼，淬火4348HRC。尺寸一般與固定板一樣，尺寸為315mm200mm，厚度為10mm。如圖2-10所示

47、：圖2-10 墊 板2.6.11模柄選擇采用壓入式模柄，它與模座孔采用過渡配合H7/m6、H7/h6。這種模柄可較好保證軸線與上模座的垂直度。適用于各種中、小型沖模，生產(chǎn)中最常見。模柄材料通常采用Q235或A5鋼，其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線垂直度不應(yīng)超過0.02:100。如圖2-11所示：圖2-11模 柄2.6.12凸模固定板的設(shè)計將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬ξ恢脡喝牍潭ê螅鳛橐粋€整體安裝在上模座或下模座上。模具中最常見的是凸模固定板，固定板分為圓形固定板和矩型固定板兩種，主要用于固定小型的凸模和凹模。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸一樣，但還應(yīng)考

48、慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。固定板材料一般采用Q235或A3。凸模固定板的型孔位置應(yīng)與凹模型孔位置一致，型孔尺寸與凸模成0.01mm的雙邊過盈，保證板平面與凸模的中心線有良好的垂直度，上下平面磨平，與凸模安裝孔的軸線垂直，基準面的外表粗糙度為Ra=1.6m0.8m，另一非基準面可適當降低要求。為保證安裝固定牢靠，固定板要有足夠厚度，設(shè)計中取凸模固定板厚度為25mm。外形尺寸與卸料板外形尺寸一致。螺釘銷釘孔位置要與其他板件的一致。如圖2-12所示：圖2-12凸 模 固 定 板2.6.13導柱導套選擇導柱和導

49、套一般采用過盈配合H7/r6分別壓入下模座和上模座的安裝孔中。導柱、導套之間采用間隙配合，其配合尺寸必須小于沖裁間隙。導柱、導套一般選用20鋼制造。為了增加外表硬度和耐磨性，應(yīng)進展外表滲碳處理，滲碳后的淬火硬度為5862HRC。2.6.14模座選擇模座一般分為上、下模座，其形狀根本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機滑塊和工作臺連接，傳遞壓力。因此，必須十分重視上、下模座的強度和剛度。模座因強度缺乏會產(chǎn)生破壞；如果剛度缺乏，工作時會產(chǎn)生較大的彈性變形，導致模具的工作零件和導向零件迅速磨損，這是常見的卻又往往不為人們所重視的現(xiàn)象。在選用和設(shè)計時應(yīng)注意如下幾點：(1

50、盡量選用標準模架，而標準模架的型式和規(guī)格就決定了上、下模座的型式和規(guī)格。如果需要自行設(shè)計模座，則圓形模座的直徑應(yīng)比凹模板直徑大3070mm，矩形模座的長度應(yīng)比凹模板長度大4070mm，其寬度可以略大或等于凹模板的寬度。模座的厚度可參照標準模座確定，一般為凹模板厚度的1.01.5倍，以保證有足夠的強度和剛度。對于大型非標準模座，還必須根據(jù)實際需要，按鑄件工藝性要求和鑄件構(gòu)造設(shè)計規(guī)進展設(shè)計。(2所選用或設(shè)計的模座必須與所選壓力機的工作臺和滑塊的有關(guān)尺寸相適應(yīng)，并進展必要的校核。比方，下模座的最小輪廓尺寸，應(yīng)比壓力機工作臺上漏料孔的尺寸每邊至少要大4050mm。(3模座材料一般選用HT200、HT2

51、50，也可選用Q235、Q255構(gòu)造鋼，對于大型精細模具的模座選用鑄鋼ZG35、ZG45。(4模座的上、下外表的平行度應(yīng)到達要求，平行度公差一般為4級。(5上、下模座的導套、導柱安裝孔中心距必須一致，精度一般要求在0.02mm以下；模座的導柱、導套安裝孔的軸線應(yīng)與模座的上、下平面垂直，安裝滑動式導柱和導套時，垂直度公差一般為4級。(6模座的上、下外表粗糙度為Ra1.6 0.8m，在保證平行度的前提下，可允許降低為Ra3.21.6m。2.6.15螺釘、銷釘?shù)倪x用螺釘用于固定零件，而銷釘則起定位作用，螺釘要盡量在被固定件的外形輪廓附近均勻分布，銷釘要盡量對角分布。螺釘和銷釘都是標準件，設(shè)計模具時按

52、標準件選用即可。本設(shè)計中螺釘全部用六角頭螺釘，銷釘全部為圓柱銷釘。上 模 座 6個六角螺釘： GB 70-86 M1070 2個圓柱銷釘： 銷 GB 119-86 A850下 模 座 6個六角螺釘： GB 70-86 M1080 4個銷釘： 銷 GB 119-86 A8702.6.16裝配圖設(shè)計如圖2-13所示的模具總裝配圖，圖2-13落料沖孔裝配圖2.6.17模架的選取模架選用適用中等精度,中尺寸沖壓件的三導柱模架。模架具體數(shù)據(jù)如下：上模座： L/mmB/mmH/mm31520045GB-T 2855.1-90 HT200下模座： L/mmB/mmH/mm = 31520050GB-T 28

53、552-90 HT200導柱1： d/mmL/mm40180 GB-T2861.1導套1： d/mmL/mmD/mm=4018043 GB-T2861.6導 柱2： d/mmL/mm35180 GB-T2861.1導套2： d/mmL/mmD/mm=3518043 GB-T2861.62.6.18沖壓設(shè)備的選擇選用開式雙柱可傾式壓力機J23-63,其局部參數(shù)如下：公稱壓力： 630KN滑塊行程： 130mm行程次數(shù)： 50次/min連桿調(diào)節(jié)長度： 80mm最大裝模高度： 280mm裝模高度調(diào)節(jié)量： 65mm工作臺尺寸前后左右： 480mm710mm模柄孔尺寸直徑深度： 5070mm機身可最大傾

54、斜角： 30 立柱間距離： 350mm墊板厚度： 80mm墊板孔徑： 250mm電動機功率： 5.5KW 第3章 彎曲模圖3-1 工 件 圖3.1沖壓零件的工藝分析本工件在前面沖孔落料的根底上，只需一尺彎曲即可成型，確定工藝方案為一次彎曲。彎曲部位為底部四個角，。并且為中批量生產(chǎn)，采用一次彎曲連續(xù)進展。3.2模具構(gòu)造工件在彎曲工程中極易滑動，必須采取定位措施，采用定位板來進展定位。3.3必要的計算3.3.1彎曲力的計算1、形自由彎曲力計算有公式 3-1式中： 沖壓行程完畢時的自由彎曲力； K平安系數(shù)，一般去K=1.3； b彎曲件的寬度mm； t彎曲材料的厚度mm； r彎曲件的彎曲半徑mm；材料

55、的強度極限Mpa。有零件圖可知 b=20mm t=2mm r=2mm查表可知 =450Mpa故工件有兩處彎曲 故=16.38KN頂件力和卸料力值可近似去自由彎曲力的30%80%，即=0.30.8取0.5516380=9009N故自由彎曲時，=16.38+9.009=25.389KN2、形校正彎曲時的彎曲力有公式： 3-2式中： 校正彎曲時的彎曲力N； A校正局部的垂直投影面積； p單位面積上的校正力Mpa。經(jīng)計算得A=4267經(jīng)查表得p=100Mpa=426.7KN 校正彎曲時，可忽略頂件力和卸料力，即=426.7KN 綜上 按校正彎曲的力選擇適宜的壓力機。3.3.2彈頂器的計算彈頂器的作用是

56、將彎曲后的工件頂出凹模。由于所需的頂出力很小，在正常彎曲過程中，彈頂器的力不宜過大，應(yīng)當小于單邊的彎曲力，否則彈頂器將壓彎工件，使工件在直邊部位出現(xiàn)變形。選用橡膠聚氨酯彈性體。有零件圖可知：A=5867.119 t=2mm查表可知： 此力很小，遠小于單邊彎曲力，故符合要求，選用4010090的橡膠。3.3.3回彈量確實定時，彎曲半徑的回彈值不大，因此只考慮角度的回彈。查表可得3.3.4彎曲凸模的圓角半徑當彎曲件的相對彎曲半徑較小小于10時，凸模圓角半徑等于彎曲件的彎曲半徑，但必須大于最小彎曲圓角半徑經(jīng)查表可知材 為Q235的2mm的工件的最小相對彎曲半徑為0.4。由于，可取mm3.3.5彎曲凹

57、模的圓角半徑及其工作局部的深度凹模圓角半徑不能過小，否則彎矩的力臂減小，毛坯沿凹模圓角滑進時阻力增大，從而增加彎曲力，并使毛皮外表擦傷。對稱壓彎件兩邊的凹模圓角半徑應(yīng)一致，否則壓彎時毛坯會產(chǎn)生偏移。 生產(chǎn)中，按材料的厚度決定凹模圓角半徑： 由于材料t=2mm， 取彎曲凹模深度要適當。假設(shè)過小，則工件兩端的自由局部較長，彎曲零件回彈大，不平直。假設(shè)過大，則浪費模具材料，且需較大的壓力機行程。彎曲U形件時，假設(shè)彎邊高度不大，或要求兩邊平直，則凹模深度應(yīng)大于零件高度。如果彎曲件邊長較大，而對平直度要求不高時，可采用一局部工件彎曲之后不再凹模之。該工件彎曲邊長較大，故采用一局部工件彎曲之后不再凹模之。

58、經(jīng)查表可得：=20mm3.3.6彎曲凸模和凹模之間的間隙對于U形彎曲件，凸模和凹模之間的間隙值對彎曲件回彈、外表質(zhì)量和彎曲力均有很大的影響。間隙愈大，回彈增大，工件的誤差愈大；間隙過小，會使零件邊部壁厚減薄，降低凹模壽命。凸模和凹模單邊間隙Z一般可按下式計算： 3-3式中：Z彎曲模凸模和凹模的單邊間隙； t 材料厚度根本尺寸； 材料厚度的上偏差； c 間隙系數(shù)。當工件精度要求較高時，其間隙值應(yīng)適當減小，取。經(jīng)查表得：=0.15 c=0.05故計算的：Z=2.253.3.7彎曲凸模和凹模寬度尺寸的計算彎曲凸模和凹模寬度尺寸計算與工件尺寸的標注有關(guān)。一般原則是：工件標注外形尺寸則模具以凹模為標準間

59、，間隙取在凸模上。反之，工件標注形尺寸，則模具以凸模為基準件，間隙取在凹模上。當工件標注外形時，則： 3-4當工件標注形時，則： 3-5式中： 彎曲件寬度的尺寸公差； 、凸模和凹模的制造偏差，一般按IT9級選用。經(jīng)查表得：=1.2 =-0.074 =+0.074該工件采用標注形：經(jīng)計算得：3.4模具總體設(shè)計3.4.1凹模構(gòu)造設(shè)計如圖3-2所示：圖3-2 彎 曲 凹 模3.4.2凸模構(gòu)造設(shè)計如圖3-3所示：圖3-3 彎 曲 凸 模3.4.3定位板構(gòu)造設(shè)計如圖3-4所示：圖3-4 定 位 板3.4.4模柄選擇采用壓入式模柄，它與模座孔采用過渡配合H7/m6、H7/h6。這種模柄可較好保證軸線與上模

60、座的垂直度。適用于各種中、小型沖模，生產(chǎn)中最常見。模柄材料通常采用Q235或A5鋼，其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線垂直度不應(yīng)超過0.02:100。如圖3-5所示：圖3-5模柄3.4.5模架的選取模架選滑動中間導柱標準模架：下模座：GB-T 2855.1090HT200上模座：GB-T 2855.990HT200導柱1： d/mmL/mm25130 GB-T2861.1導套1： d/mmL/mmD/mm=258533GB-T2861.6導 柱2： d/mmL/mm28130 GB-T2861.1導套2： d/mmL/mmD/mm=288533 GB-T2861.6銷釘?shù)倪x用螺釘用于固定零件，而銷釘則