支撐板沖壓模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)PAGEPAGE36目錄緒論： 21.零件工藝分析 101.1零件工藝分析 101.2工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型 122沖壓毛坯排樣設(shè)計(jì) 132.1毛坯尺寸計(jì)算 132.2排樣設(shè)計(jì) 143沖裁工藝計(jì)算 183.1沖裁力的計(jì)算 183.2壓力中心的計(jì)算 183.3沖模封閉高度的確定及壓力機(jī)的選擇 183.4刃口尺寸計(jì)算 224彎曲成型模工藝設(shè)計(jì) 244.1彎曲件工序安排 244.2工藝力的計(jì)算 244.3沖壓設(shè)備選擇 245翻邊模工藝設(shè)計(jì) 265.1翻邊力的計(jì)算 265.2翻邊設(shè)備的確定 265.3凸凹模圓角半徑的計(jì)算 275.4翻遍間隙的設(shè)計(jì) 275.5凸凹模寬度尺寸的計(jì)算 286凸模、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 296.1凸模： 296.2凹模： 307模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì) 317.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 317.2凹模鑲塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 337.3凹模套板的設(shè)計(jì) 348翻孔模工藝設(shè)計(jì) 368.1圓孔翻邊 368.2圓孔翻邊力的計(jì)算 368.3翻邊凸，凹模之間的間隙 368.4翻邊凸模的分類(lèi) 369設(shè)計(jì)校核 379.1凸模的強(qiáng)度校核 379.2螺栓的強(qiáng)度校核 379.3壓力機(jī)裝模高度的校核 38畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 39致謝 40參考文獻(xiàn) 41緒論：我國(guó)沖壓模具的發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國(guó)已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國(guó)古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就在世界領(lǐng)先。1953年，長(zhǎng)春第一汽車(chē)制造廠在中國(guó)首次建立了沖模車(chē)間，該廠于1958年開(kāi)始制造汽車(chē)覆蓋件模具。我國(guó)于20世紀(jì)60年代開(kāi)始生產(chǎn)精沖模具。在走過(guò)了漫長(zhǎng)的發(fā)展道路之后，目前我國(guó)已形成了300多億元（未包括港、澳、臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，下同。）各類(lèi)沖壓模具的生產(chǎn)能力。我國(guó)沖壓模具無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車(chē)的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡(jiǎn)單沖模，已趨供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料，2004年我國(guó)沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元，其中出口0.75億美元，約合6.2億元。根據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，2004年我國(guó)共進(jìn)口沖壓模具5.61億美元，約合46.6億元。從上述數(shù)字可以得出2004年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)總規(guī)模約為266.6億元。其中國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總需求為260.4億元，總供應(yīng)約為213.8億元，市場(chǎng)滿足率為82%。在上述供求總體情況中，有幾個(gè)具體情況必須說(shuō)明：一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技術(shù)含量較低的中低檔模具，因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場(chǎng)滿足率低于沖壓模具總體滿足率，這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn)，而技術(shù)含量低的中低檔模具市場(chǎng)滿足率要高于沖壓模具市場(chǎng)總體滿足率；二是由于我國(guó)的模具價(jià)格要比國(guó)際市場(chǎng)低格低許多，具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力，因此其在國(guó)際市場(chǎng)的前景看好，2005年沖壓模具出口達(dá)到1.46億美元，比2004年增長(zhǎng)94.7%就可說(shuō)明這一點(diǎn)；三是近年來(lái)港資、臺(tái)資、外資企業(yè)在我國(guó)發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無(wú)確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能計(jì)入上述數(shù)字之中。當(dāng)前沖壓模具發(fā)展呈現(xiàn)的三大特點(diǎn)模具與壓力機(jī)是決定沖壓模具質(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率的兩個(gè)關(guān)鍵因素。先進(jìn)的壓力機(jī)只有配備先進(jìn)的模具，才能充分發(fā)揮作用，取得良好效益。模具的發(fā)展方向?yàn)椋?1)充分運(yùn)用IT技術(shù)發(fā)展模具設(shè)計(jì)、制造。用戶對(duì)壓力速度、精度、換模效率方面不斷提高的要求，促進(jìn)了模具的發(fā)展。車(chē)身外形和發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)的兩個(gè)關(guān)鍵部件，汽車(chē)車(chē)身模具特別是大中型覆蓋件模具，其技術(shù)密集體現(xiàn)當(dāng)代模具技術(shù)水平，是車(chē)身制造技術(shù)的重要組成部分。車(chē)身模具設(shè)計(jì)和制造約占汽車(chē)開(kāi)發(fā)周期三分之二的時(shí)間，成為汽車(chē)換型的主要制約因素。目前，世界上汽車(chē)的改新?lián)Q代一般約需48個(gè)月，而美國(guó)僅需30個(gè)月，這主要得益于在模具業(yè)中應(yīng)用了CAD/CAE/CAM技術(shù)和三維實(shí)體汽車(chē)覆蓋件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件。另外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了可靠的信息載體，實(shí)現(xiàn)了異地設(shè)計(jì)和異地制造。同時(shí)，虛擬制造等IT技術(shù)應(yīng)用，也將推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展。(2)縮短金屬成形模具的試模時(shí)間。當(dāng)前，主要發(fā)展液壓高速試驗(yàn)壓力機(jī)和拉伸機(jī)械壓力機(jī)，特別是在機(jī)械壓力機(jī)上的模具試驗(yàn)時(shí)間可減少80%，具有巨大的節(jié)省潛力。這種試模機(jī)械壓力機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是采用多連桿拉伸壓力機(jī)，它配備數(shù)控液壓拉伸墊，具有參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)記憶功能。(3)車(chē)身制造中的沖壓模具發(fā)展迅速。在自動(dòng)沖床上用級(jí)進(jìn)沖裁?；蚪M合沖模加工轉(zhuǎn)子、定子板，或者應(yīng)用于插接件作業(yè)，都是眾所周知的沖壓技術(shù)。近些年來(lái)，級(jí)進(jìn)組合沖載模在車(chē)身制造中開(kāi)始得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，用級(jí)進(jìn)模直接卷材加工成型零件和拉伸件，加工零件也越來(lái)越大，省去了用多工位壓力機(jī)和成套模具生產(chǎn)所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運(yùn)輸?shù)群罄m(xù)工序。級(jí)進(jìn)組合壓模已在美國(guó)汽車(chē)工業(yè)中普遍應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，模具成本低，不需要板料剪切，與多位壓力機(jī)上使用的階梯模相比，節(jié)約30%。但是，級(jí)進(jìn)組合沖模技術(shù)的應(yīng)用受拉伸深度、導(dǎo)向和傳輸?shù)膸Р倪吘壊牧媳砻嬗不南拗?，主要用于拉伸深度比較淺的簡(jiǎn)單零件，因此不能完全替代多工位壓力機(jī)，絕大多數(shù)零件應(yīng)優(yōu)先考慮在多工位壓力機(jī)上加工。沖壓的基本工序及模具沖壓--是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓模具--在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱(chēng)為冷沖壓模具（俗稱(chēng)冷沖模）。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素，如圖所示：沖壓三要素沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單件小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高（約占產(chǎn)品成本的10%～30%）的特點(diǎn)。所以，只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大的情況下，沖壓成形加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。沖壓加工因制件的形狀、尺寸和精度的不同，所采用的工序也不同。根據(jù)材料的變形特點(diǎn)可將冷沖壓工序分為分離工序和成形工序兩類(lèi)。分離工序——是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限σb以后，使坯料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離。分離工序主要有剪裁和沖裁等。成形工序——是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到屈服極限σs，但未達(dá)到強(qiáng)度極限σb，使坯料產(chǎn)生塑性變形，成為具有一定形狀、尺寸與精度制件的加工工序。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊、旋壓等。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個(gè)主要特征分類(lèi)：１．根據(jù)工藝性質(zhì)分類(lèi)沖裁模沿封閉或敞開(kāi)的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。彎曲模使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。拉深模是把板料毛坯制成開(kāi)口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。成形模是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。２．根據(jù)工序組合程度分類(lèi)單工序模在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。復(fù)合模只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。級(jí)進(jìn)模（也稱(chēng)連續(xù)模）在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。模具未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)1、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，以及由于高效率生產(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，以及模具結(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5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差要求在1μm以下，這就要求發(fā)展超精加工。2、多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展新型多功能復(fù)合具是在多工位級(jí)進(jìn)?；A(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。一套多功能模具除了沖壓成形零件外，還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過(guò)這種多勸能模具生產(chǎn)出來(lái)的不再是單個(gè)零件，而是成批的組件。如觸頭與支座的組件，各種小型電機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件等。3、快速經(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、陶瓷型精鑄模、陶瓷型吸塑模、疊層模及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?？鞊Q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。4、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)展和完善聯(lián)銷(xiāo)網(wǎng)，保證供貨迅速。5、模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進(jìn)的表面處理技術(shù)將進(jìn)一步受重視在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20%～30%之間，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。對(duì)于模具鋼來(lái)說(shuō)，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來(lái)高速鋼冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質(zhì)的問(wèn)題。其碳化物微細(xì)，組織均勻，沒(méi)有材料方向性，因此它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長(zhǎng)年使用尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。特別對(duì)形狀復(fù)雜的沖件及高速?zèng)_壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。這種鋼材還適用于注射成型漆加玻璃纖維或金屬粉末的增強(qiáng)塑料的模具，如型腔、形芯、澆口等主要部件。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時(shí)間亦是重要方向。模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法，即擴(kuò)滲如：滲碳、滲氮、滲硼、滲鉻、滲釩外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昴貴、工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。6、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，全面普及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)的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普及模具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。在普及推廣模具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)時(shí)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。對(duì)于已普及了模具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,PDMCIMS,VR，逐步深化和提高。7、模具高速掃描及數(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)控銑床及加工中心上，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)的加工等程序及不同格式的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(zhuān)門(mén)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)的品種范圍。由于模具掃描系統(tǒng)已在汽車(chē)、摩托車(chē)、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。由于本次設(shè)計(jì)為沖壓模具設(shè)計(jì)在此要特別列出沖模的發(fā)展方向——沖壓工藝與模具的發(fā)展方向：1.成形工藝與理論的研究近年來(lái)，沖壓成形工藝有很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓見(jiàn)件的精度日趨精確，生產(chǎn)率也有極大提高，正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的、新的發(fā)展水平。前幾年的精密沖壓主要市是指對(duì)平板零件進(jìn)行精密沖裁，而現(xiàn)在，除了精密沖裁外還可兼有精密彎曲、拉深、壓印等，可以進(jìn)行復(fù)雜零件的立體精密成形。過(guò)去的精密沖裁只能對(duì)厚度為5~8mm以下的中板或薄板進(jìn)行加工，而現(xiàn)在可以對(duì)厚度達(dá)25mm的厚板實(shí)現(xiàn)精密沖裁，并可對(duì)σb>900MPa的高強(qiáng)度合金材料進(jìn)行精沖。由于引入了CAE，沖壓成形已從原來(lái)的對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過(guò)程的模擬與分析，以實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在沖壓毛坯設(shè)計(jì)方面也開(kāi)展了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以對(duì)排樣或拉深毛坯進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。此外，對(duì)沖壓成形性能和成形極限的研究，沖壓件成形難度的判定以及成形預(yù)報(bào)等技術(shù)的發(fā)展，均標(biāo)志著沖壓成形以從原來(lái)的經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析階段開(kāi)始走上由沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)階段，使沖壓成形走向計(jì)算機(jī)輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。2.沖壓加工自動(dòng)化與柔性化為了適應(yīng)大批量、高效率生產(chǎn)的需要，在沖壓模具和設(shè)備上廣泛應(yīng)用了各種自動(dòng)化的進(jìn)、出料機(jī)構(gòu)。對(duì)于大型沖壓件，例如汽車(chē)覆蓋件，專(zhuān)門(mén)配置了機(jī)械手或機(jī)器人，這不僅大大提高了沖壓件的生制件質(zhì)和生產(chǎn)率，而且也增加了沖壓工作和沖壓工人的安全性。在中小件的大批量生產(chǎn)方面，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用多工位級(jí)進(jìn)模、多工位壓力機(jī)或高速壓力機(jī)。在小批量多品種生產(chǎn)方面，正在發(fā)展柔性制造系統(tǒng)（FMS），為了適應(yīng)多品種生產(chǎn)時(shí)不斷更換模具的需要，已經(jīng)成功地發(fā)展了一種快速換模系統(tǒng)，現(xiàn)在，換一副大型的沖壓模具，僅需6~8分鐘即可完成。此外，近年來(lái)，集成制造系統(tǒng)（CIMS）也正被引入沖壓加工系統(tǒng)，出現(xiàn)了沖壓加工中心，并且使設(shè)計(jì)、沖壓生產(chǎn)、零件運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、品質(zhì)檢驗(yàn)以及生產(chǎn)管理等全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。3.為了滿足制件更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批量小的發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展了一些新的成形工藝(如高能成形和旋壓等)、簡(jiǎn)易模具（如軟模和低熔點(diǎn)合金模等）、通用組合模具和數(shù)控沖壓設(shè)備等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既適合大量生產(chǎn)，也同樣適用于小批生產(chǎn)。4.不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果例如，研制高強(qiáng)度鋼板，用來(lái)生產(chǎn)汽車(chē)覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度.選題背景隨著汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展，相應(yīng)的汽車(chē)零部件座需求數(shù)量也在逐年增加，而當(dāng)前汽車(chē)零部件有很多是從國(guó)外進(jìn)口，這在無(wú)形之中就加大了汽車(chē)的制造成本。眾所周知，隨著我國(guó)加入WTO以后，國(guó)內(nèi)的各行各業(yè)都面臨著激烈的競(jìng)爭(zhēng)，尤其是汽車(chē)工業(yè)，而儀表盤(pán)骨架作為汽車(chē)的一部分，勢(shì)必也要面臨著挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化，降低汽車(chē)的制造成本，長(zhǎng)春旭陽(yáng)富維江森汽車(chē)座椅骨架有限公司從國(guó)外進(jìn)口了這種產(chǎn)品，為了配合長(zhǎng)春富維江森汽車(chē)座椅骨架有限公司的生產(chǎn)和為我國(guó)的汽車(chē)座椅的生產(chǎn)作出微薄的貢獻(xiàn)，所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我選擇了“右側(cè)固定板1沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)”這個(gè)具有實(shí)際意義的題目。1.零件工藝分析1.1零件工藝分析支撐板的各個(gè)工序過(guò)程都采取了沖壓的方法。那么，這里支撐板的工藝設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是對(duì)支撐板的沖壓工藝設(shè)計(jì)，也就是對(duì)它的沖壓工藝規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)又涉及到?jīng)_壓過(guò)程設(shè)計(jì)，沖壓工藝設(shè)計(jì)過(guò)程是沖壓件各加工工序的總和。它不僅包括沖壓產(chǎn)品所用到的沖壓加工基本工序，而且包括基本工序前的準(zhǔn)備工序，基本工序之間的輔助工序，基本工序完成后的后續(xù)工序，以及這些工序的先后次序排定與協(xié)調(diào)組合。由于沖壓工序過(guò)程的優(yōu)劣，決定了沖壓件制造技術(shù)的合理性，沖壓件的質(zhì)量和產(chǎn)品成本，故必須認(rèn)真進(jìn)行沖壓工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)。編制沖壓工藝規(guī)程需要考慮的問(wèn)題是多方面的，其中主要內(nèi)容有：沖壓件的工藝分析，沖壓工序的性質(zhì)，數(shù)量和順序，工件的定位及半成品尺寸，沖壓工序的復(fù)合與模具結(jié)構(gòu)形式以及沖壓設(shè)備的選擇等。沖壓件的工藝性分析：沖壓件的工藝性是指零件沖壓加工成型的難易程度。總的來(lái)說(shuō)沖壓加工工藝過(guò)程應(yīng)該包括備料—沖壓加工工序—必要的輔助工序—質(zhì)量，包裝的全過(guò)程，但一般情況下都比較注意沖壓加工工序這一過(guò)程。在沖壓時(shí)，通常加工一個(gè)零件需要的沖壓工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同一個(gè)零件，由于資金，設(shè)備以及工人的操作水平不同等內(nèi)在和外在的因素，再加上工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，那么，工件的工藝性的涵義也不可能完全一樣。保證材料消耗少，符合沖壓變形規(guī)律，供銷(xiāo)數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且有較長(zhǎng)的壽命，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便這才是一個(gè)比較好的工藝。我們進(jìn)行工藝性分析的主要目的在于弄清所要加工的零件的材料性能，形狀特點(diǎn)，尺寸大小，精度要求等是否符合沖壓工藝的要求。一般情況下，對(duì)壓件工藝性影響最大的是幾何形狀尺寸和精度要求。1.1.1（1）沖裁件外形不能有夾角，應(yīng)采用r>0.5t的圓角（r為圓角半徑），以便于模具加工，減少因?yàn)闊崽幚矶a(chǎn)生的應(yīng)力集中和提高模具壽命。（2）沖裁件應(yīng)避免有過(guò)長(zhǎng)的懸臂與狹糙結(jié)構(gòu)，沖壓工藝、及模具設(shè)計(jì)以防止因凸模過(guò)細(xì)沖裁時(shí)折斷。若零件需要這些形狀，其寬度要大于料厚的2倍，即b>2t。（3）盡量避免沖裁孔徑很小的孔1.1.2沖壓件的精度與模具結(jié)構(gòu)形式及其制造精度等因素有關(guān)。一般沖裁件的經(jīng)濟(jì)精度，尺寸公差，中心距公差，沖裁件的角度偏差以及裁斷面的近似粗糙度值。彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性1.1.3（1）彎曲時(shí)應(yīng)防止孔的變形,要求孔位于彎曲變形之外,當(dāng)材料厚度t<2mm時(shí),取L≥t,當(dāng)先壓彎后再?zèng)_孔,也可在彎曲線上沖工藝孔,以防防止孔在彎曲時(shí)變形。（2）彎曲件形狀應(yīng)盡量對(duì)稱(chēng),彎曲半徑左右一致,以避免壓彎的毛坯偏移。（3）增添工藝孔,槽和切口.在局部彎曲某一段邊緣時(shí),為防止材料在彎曲范圍內(nèi)發(fā)生裂紋,變形等弊病以及定位的需要,可在落料件上預(yù)先沖出工藝孔,工藝槽和工藝切口。1.1.4彎曲件的精度要求需要合理的考慮,因?yàn)樗c材料的性能,材料厚度公差,模具精度以及加工次數(shù)等因素有關(guān)。根據(jù)以上要求，我們初步制定出支撐板沖壓工藝的流程圖，在后面計(jì)算完工件的壓力和選定沖壓設(shè)備后我們將以沖壓工藝卡片和兩道主要工序的沖壓工序卡片的形式詳細(xì)的制定出支撐板的工藝流程，初步制定支撐板的工藝流程如下；圖1.11）材料：該沖裁件的材料是普通的碳素鋼，有較好的沖壓性能。2）零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，并且在邊緣部分有圓角，比較適合沖裁。3）尺寸精度：零件圖上所有未注公差的尺寸，屬自由尺寸，可按IT14級(jí)確定工件尺寸公差。1.2工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型該零件包括落料沖孔、壓彎、切口翻邊、翻孔4道工序，可以采用以下幾種工藝方案：⑴翻邊翻孔工藝分析：1）先翻邊，再翻孔，采用單工序模生產(chǎn)。2）翻邊翻孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。3）翻邊翻孔連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案2和3模具結(jié)構(gòu)生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)時(shí)容易出現(xiàn)破裂等不良后果，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的要求。為提高生產(chǎn)質(zhì)量，主要應(yīng)采用單工序模生產(chǎn)方式。由于零件有尺寸公差的要求，為了更好的保證尺寸精度，我們用單工序沖裁方式?jīng)_裁。2沖壓毛坯排樣設(shè)計(jì)2.1毛坯尺寸計(jì)算：我們現(xiàn)在要選取合適大小的毛坯用來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)。由于本產(chǎn)品有壓彎成型的工序，所以我們要進(jìn)行壓彎展開(kāi)的尺寸計(jì)算。但是由零件圖可以看出，這個(gè)產(chǎn)品展開(kāi)后屬于一個(gè)不規(guī)則形狀，所以在計(jì)算的時(shí)候我們需要把尺寸確定在一個(gè)范圍之內(nèi)，然后在這個(gè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)，來(lái)加工鑲塊，用來(lái)得到能夠加工出合格產(chǎn)品的毛坯具體形狀。在長(zhǎng)度方面：L=45+41+18.85+122+1.98=228.83mm在寬度方面:B1=40+6+0.4*2=46.8mmB2=40+17.4*2=74.8mm我們確定一個(gè)毛坯料的面積以后,我們?cè)儆脤?shí)際的檢驗(yàn)最后得出板料的面積是46.8*（91.53+42.89+37.18+26.71+24.94）+24.94*17.4÷2*2=10882.056圖2.1圖2.2圖2.32.2排樣設(shè)計(jì):1）排樣和材料的經(jīng)濟(jì)利用在沖壓生產(chǎn)中，沖壓大的工件一般采用單個(gè)的塊料作為毛坯，沖壓較小的工件時(shí)，為了便于操作和提高生產(chǎn)率，通常采用板料裁成的條料作為毛坯。排樣是沖裁件在條料上的布置方法。排樣是否合理直接影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用。材料的利用率公式可表示為：η=A。/A×100%式中η—材料利用率A。—工件的實(shí)際面積A—所用材料面積包括工件面積和廢料的面積排料方法又可以分為三類(lèi)：（1）有廢料排樣。是指沿工件全部外形沖裁，工件周邊都留有搭邊的排樣。這種排樣的額缺點(diǎn)是材料利用率低，但是有了搭邊能保證沖裁件的質(zhì)量，模具壽命也高。（2）少?gòu)U料排樣。是指沿工件部分外形沖裁，只有局部搭邊的排樣。（3）無(wú)廢料排樣。是指工件之間及工件與條料側(cè)邊之間的無(wú)搭邊的排樣。條料與直線或曲線的切斷而得到工件。少無(wú)廢料排樣的缺點(diǎn)是工件質(zhì)量較差，模具壽命不高。本次設(shè)計(jì)的是右側(cè)固定擋板，要求有較好的質(zhì)量。所以，這里我們選用有廢料排樣。2）搭邊的確定在這里我們要解釋一下搭邊的概念及作用。搭邊的概念是排樣時(shí)，工件之間及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保證沖出合格的工件。搭邊還可以保證有一定的剛度，便于送料，另外，搭邊還可以保護(hù)模具刃口，延長(zhǎng)起使用壽命。搭邊值要合理確定。搭邊值過(guò)大，材料利用率低，搭邊值過(guò)小，在沖裁時(shí)會(huì)被拉斷，有時(shí)使工件產(chǎn)生大的毛刺，還會(huì)拉入模具間隙中，損壞模具刃口，降低模具壽命。一般來(lái)說(shuō)，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的，查?現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊(cè)?表3—18取工件與工件之間的搭邊a=3.0mm,工件與條料邊側(cè)的搭邊b=3.5mm。3）工藝計(jì)算（1）毛坯長(zhǎng)度計(jì)算縱裁時(shí)毛坯展開(kāi)長(zhǎng)度進(jìn)行分段計(jì)算：由于本產(chǎn)品展開(kāi)后的毛坯是個(gè)不規(guī)則形狀，所以我們采用實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)的方法采集到毛坯總的周長(zhǎng)是：圖2.4（2）材料利用率的計(jì)算考慮操作方便與模具尺寸，決定采用雙排采用橫裁時(shí)：取搭邊a=5mmb=則步距h=74.8+3=77.8條料寬度B=D+2a=228.83+2×5=238.83板料規(guī)格選用1.2mm×1420mm×710mm每塊板的條數(shù)n1=1420/235.83=8條余6.02每條的工件數(shù)n2=[（710—5）/131.8]×2=10件余47.5mm每板的工件數(shù)n=n1×n2=10×8=80件板料利用率η1=80×10882.056/1420×710=86.34%采用豎裁時(shí)：取搭邊a=5mm,b=則步距h=74.8+3=77.8mm條料寬度B=228.83+2×5=238.83mm板料規(guī)格選用1.2mm×1420mm×710mm每塊板的條數(shù)n3=710/238.83=3條余2.45mm每條的工件數(shù)n4=[(1420—5)/131.8]×2=20件余100.5.5mm每板的工件數(shù)n=n3×n4=3×20=30件板料的利用率η2=60×10882.056/1420×710=70.7%經(jīng)計(jì)算，縱裁時(shí)板料利用率明顯低于橫裁時(shí)的利用率，故這里我們決定采用橫排。排樣分有搭邊排樣,少搭邊排樣及無(wú)搭邊排樣3種方法.在確定排樣時(shí),對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的制件,可以用計(jì)算的方法選擇合理的排樣,而對(duì)于形狀復(fù)雜的制件,常采用放樣的方法進(jìn)行比較排樣,從中找出比較合理的排樣方案。搭邊是用來(lái)補(bǔ)償沖壓過(guò)程中條料定位的誤差,以保證條料具有一定的剛性,保持送料的方便和保證沖壓件的質(zhì)量。由于搭邊是廢料，故搭邊不宜太大，但選的過(guò)于窄又會(huì)引起沖壓過(guò)程搭邊斷裂或者翹曲造成“啃?！倍鴵p壞模具。所以查表得：兩工件間搭邊a=5mm;兩工件邊緣搭邊b=5mm.步距74.8+3=77.8條料寬度:238.83圖2.5一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率:K=a/A×100%=10882.056×10÷(235.83×710)×100%=65%3沖裁工藝計(jì)算：3.1沖裁力的計(jì)算落料力:從板料上沖出所需要的輪廓尺寸的制品,其材料對(duì)凸模的最大抵抗力,也就是壓力機(jī)在此時(shí)的最小承受壓力F落=1.3Ltτ=1.3×590.84×1.2×350=322.60KN沖孔力：F沖=1.3Ltτ=1.3×（7.22×3.14×3+3.97×3.14+2.76×3.14+22+3.61×3.14+6+4×10）×1.2×350=91.99KN卸料力:沖裁時(shí),退下卡在凸模上的廢料或制件所需要的力P卸=K卸·F落=0.05×322.60=16.13KN推件力:沖裁時(shí)把卡在凹模里的廢料或制件推出來(lái)所需要的力P推=n·K推·F落=4×0.05×322.60=64.52KN總沖壓力:F=F落+F沖+P卸+P推=322.6+91.99+16.13+64.52=495.24KN3.2壓力中心的計(jì)算：本產(chǎn)品展開(kāi)后是個(gè)不規(guī)則圖形,采用圖解法求解,最后可以得出:壓力中心坐標(biāo)為(114.4,37.4)圖3.13．3沖模封閉高度的確定及壓力機(jī)的選擇：沖模結(jié)構(gòu)的外形尺寸必須與所選的壓力機(jī)相適應(yīng)，如：沖模下模外形平面尺寸應(yīng)能安裝在壓力機(jī)的工作臺(tái)面上，下模頂件裝置所用緩沖器的頂桿應(yīng)能通過(guò)壓力機(jī)墊板孔。模具的封閉高度與壓力機(jī)的封閉高度相適應(yīng)。沖模的封閉高度是指模具在最低工作位置時(shí)，上模座頂面與下模座底面間的距離H。壓力機(jī)的封閉高度是指壓力機(jī)的滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊下表面至工作臺(tái)墊板上表面之間的距離。當(dāng)連桿調(diào)至最短時(shí)，為壓力機(jī)的最大封閉高度Hmax；當(dāng)連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)，為壓力機(jī)的最小封閉高度Hmax，沖模的封閉高度應(yīng)介于壓力機(jī)的最大封閉高度和最小封閉高度之間，一般為：Hmin+10mm≤H≤Hmax-5mm如果沖模封閉高度大于壓床最大封閉高度時(shí)，沖模不能在該壓力機(jī)上使用。反之，小于壓力機(jī)最小封閉高度時(shí)，可加墊板。1設(shè)備的選取原則沖壓設(shè)備的選擇是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用與安全，也關(guān)系到?jīng)_壓工藝過(guò)程能否順利完成以及產(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。一般根據(jù)沖壓工序性質(zhì)，沖壓力的大小，模具結(jié)構(gòu)型式，模具閉合高度和輪廓尺寸以及生產(chǎn)批量等因素，結(jié)合本單位現(xiàn)有的設(shè)備條件，合理的選擇設(shè)備的類(lèi)型和噸位。1)沖壓設(shè)備類(lèi)型的選擇：沖壓設(shè)備常用的是機(jī)械壓力機(jī)和液壓壓力機(jī)。對(duì)于中小型沖裁件，彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，多采用開(kāi)式雙柱機(jī)械壓力機(jī)。雖然開(kāi)式壓力機(jī)的剛度較差，在沖壓變形力作用下床身的變形可能破壞沖裁模的間隙分布，降低沖模的壽命和沖裁件的質(zhì)量。但是由于它具有三面敞開(kāi)的操作空間，容易安裝機(jī)械化的附屬裝置，以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，目前，仍是中小型沖壓設(shè)備的主要形式。近些年來(lái)出現(xiàn)了新型的開(kāi)式壓力機(jī)，除保留操作方便的優(yōu)點(diǎn)外，其精度和剛度以及操作性能等方面都有很大的改進(jìn)和提高，所以，在選用時(shí)應(yīng)予于充分的考慮。在大中型和精度要求較高的沖壓件生產(chǎn)中，多采用雙柱閉式機(jī)械壓力機(jī)。這類(lèi)壓力機(jī)，操作不如開(kāi)式方便，但壓力機(jī)的傳動(dòng)和導(dǎo)向精度以及機(jī)架剛度較高。對(duì)于大型拉深件生產(chǎn)，則多采用雙動(dòng)壓力機(jī)，它有兩個(gè)滑塊，拉深用的內(nèi)滑塊和壓邊用的外滑塊。采用雙動(dòng)壓力機(jī)，可使拉深模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，進(jìn)而，壓邊力可靠易調(diào)，所以，在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。在大批量的生產(chǎn)中，尤其是在大型厚板沖壓件生產(chǎn)中，多采用液壓機(jī)。液壓機(jī)沒(méi)有固定的行程，也不會(huì)因?yàn)榘宀暮穸瘸疃^(guò)載，特別適合于施力行程較大的沖壓加工，如壓彎，拉深，成形等工序。校正壓彎，校正和校形等類(lèi)沖壓工藝應(yīng)選擇具有較大剛度的機(jī)械壓力機(jī)，如肘桿式精壓機(jī)以便獲得較高的沖壓件的尺寸精度。由于本次設(shè)計(jì)的工件較小，故我選用開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)。2)沖壓設(shè)備噸位的選擇：在沖壓設(shè)備的類(lèi)型確定以后，應(yīng)進(jìn)一步根據(jù)沖壓件的尺寸，模具尺寸和變形力的大小確定設(shè)備的規(guī)格。對(duì)機(jī)械壓力機(jī)應(yīng)考慮以下幾個(gè)重要因素。（1）壓力機(jī)的許用負(fù)荷壓力機(jī)滑塊上所允許的最大作用力（許用負(fù)荷）是隨曲軸轉(zhuǎn)角的不同位置而變化的。因此，在選擇壓力機(jī)噸位時(shí)，應(yīng)該以保證在壓力機(jī)全部行程內(nèi)，為完成沖壓加工所需的滑塊作用力，都不能超出壓力機(jī)的允許壓力與行程關(guān)系曲線的范圍。對(duì)于施力行程小于壓力機(jī)行程5%的工序，可直接按沖壓過(guò)程中作用于滑塊上所有力的總合并按其最大值Pmax選擇設(shè)備噸位。如沖孔，落料，彎曲，壓印等工序?？紤]到因板材機(jī)械性能，厚度以及操作等因素的波動(dòng)，可能引起變形力的增大，通常取設(shè)備的名義噸位比Pmax大10%—20%。在某些特殊情況下，例如由于設(shè)備的剛度不足而不能保證沖壓件的尺寸精度或使模具壽命降低很多時(shí)，也可取設(shè)備的噸位為2Pmax。（2）對(duì)于施力行程較大的工序，可以按壓力機(jī)許用負(fù)荷曲線選用，也可以近似的取為：深拉深時(shí)：Pmax≤(0.5—0.6)壓力機(jī)名義壓力淺拉深時(shí)：Pmax≤(0.7—0.8)壓力機(jī)名義壓力行程與行程次數(shù)（3）壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)能保證成形零件的取出與毛坯的放入，例如拉深所用的壓力機(jī)的行程，至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上。（4）每分鐘的行程次數(shù)與生產(chǎn)率有直接關(guān)系。最大裝模高度所設(shè)計(jì)沖模的閉合高度（指沖壓加工完成時(shí)沖模的高度），應(yīng)小于壓力機(jī)的最大裝模高度。考慮到因模具的修磨使模具閉合高度減小，一般設(shè)計(jì)都接近壓力機(jī)的最大裝模高度，若模具閉合高度過(guò)小，可在壓力機(jī)臺(tái)面上加墊板。壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，還要留有安裝固定的余地。臺(tái)面上的漏料孔應(yīng)與所要進(jìn)行的工藝相適應(yīng)。過(guò)大的工作臺(tái)面安裝小尺寸的模具，對(duì)于工作臺(tái)的受力條件來(lái)說(shuō)是不利的。3)壓力的計(jì)算為了給工人操作帶來(lái)方便，我們采用彈性頂件和彈性卸料的結(jié)構(gòu)式，由?沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)?一書(shū)知，采用此種結(jié)構(gòu)式時(shí)選擇壓力機(jī)時(shí)應(yīng)考慮到總壓力為：F總≥F落+F沖+P卸+P推其中F沖—平刃口沖裁力（N）P卸—是卸料力（N）P推—是頂件力（N）而F落=KLtτ≈Ltσb式中L—沖裁周長(zhǎng)（mm）t—材料厚度（mm）σb—材料抗拉強(qiáng)度（MPa）K—安全系數(shù)，一般取K=1.3。它考慮到模具刃口磨損變鈍，凸模與凹模間隙不均勻，材料性能和厚度偏差波動(dòng)等因素。P卸=KxPKx—卸料力的系數(shù)由?沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)?表2—10查得Kx=0.05P推=KdPKd—頂件力的系數(shù)由?沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)?表2—10查得Kd=0.06a支撐板的壓力計(jì)算和設(shè)備初選已知支撐板的材料為st14，厚度為1.2mm，由?機(jī)械工程手冊(cè)?第3卷表12.8—12查得該材料的抗拉強(qiáng)度σb=350MPa所以有沖裁力：F沖=1.3Ltτ=1.3×（7.22×3.14×3+3.97×3.14+2.76×3.14+22+3.61×3.14+6+4×10）×1.2×350=91.99KN落料力:F落=1.3Ltτ=1.3×590.84×1.2×350=322.60KN卸料力:P卸=K卸·F落=0.05×322.60=16.13KN推件力：P推=n·K推·F落=4×0.05×322.60=64.52KNF總=F=F落+F沖+P卸+P推=322.6+91.99+16.13+64.52=495.24KN所以,根據(jù)收力情況我們選擇壓力機(jī),最后,根據(jù)?機(jī)械工程手冊(cè)?可以查出,我們所需要的壓力機(jī)為:J23-63開(kāi)式雙點(diǎn)壓力機(jī)b彎曲力的計(jì)算及設(shè)備初選在壓彎成型的工序中,我們需要計(jì)算出彎曲力來(lái)確定設(shè)備機(jī)。但由于彎曲力受材料性能、零件形狀、彎曲方法和模具結(jié)構(gòu)的影響，所以很難用理論分析的方法進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，生產(chǎn)中經(jīng)常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行彎曲力的計(jì)算。自由彎曲：F= Bttσb/(r+t)=1186N因?yàn)閴毫C(jī)壓力F>（1。1—1.2）（Fz+Fd）=2410.712N所以要選的壓力機(jī)還是型號(hào)：J23-63故選用開(kāi)式雙點(diǎn)壓力機(jī)型號(hào)：J23—634)設(shè)備的確定上面我們計(jì)算出支撐板和齒弧部件的沖壓力和初選了壓力機(jī)的種類(lèi)和型號(hào)，在實(shí)際生產(chǎn)中，不僅要考慮機(jī)床本身特點(diǎn)還要考慮工廠的實(shí)際情況。由于考慮到壓力機(jī)的進(jìn)貨渠道和工件本身的特點(diǎn)，我們最終選取的設(shè)備如下：根據(jù)總沖壓力F總=495.24KN,模具閉合高度,沖床工作臺(tái)面尺寸等,并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備,我們選取J36-250閉式雙點(diǎn)壓力機(jī)。其主要工藝參數(shù)如下：公稱(chēng)壓力：630KN滑塊行程：120mm行程次數(shù)：70次/分最大閉合高度：360mm工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：480mm×710mm最后成型模具由于是將工件豎直起來(lái)加工，閉合高度不夠，所以我們選用：J23-63開(kāi)式雙點(diǎn)壓力機(jī)。其主要參數(shù)如下：公稱(chēng)壓力：630KN滑塊行程：120mm行程次數(shù)：70次/分最大閉合高度：360mm工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：480mm×710mm3.4刃口尺寸計(jì)算實(shí)踐證明，落料件尺寸由凹模刃口尺寸決定，而沖孔件尺寸由凸模刃口尺寸決定。所以，在計(jì)算凸、凹模工作部分尺寸時(shí)，應(yīng)按落料和沖孔兩種情況分別考慮。在生產(chǎn)過(guò)程中，凸、凹模刃口尺寸又因磨損而發(fā)生變化。凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，在設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)，取最小合理間隙。落料部分以落料凹模為基準(zhǔn)計(jì)算,落料凹模按間隙值配制;沖孔部分以沖孔凸模為基準(zhǔn)計(jì)算,沖孔凹模按間隙值配制。既以落料凹模、沖孔凸模為基準(zhǔn)，凸凹模按間隙值配制。由于產(chǎn)品展開(kāi)后的尺寸都是外尺寸，落料時(shí)，我們要以凹模為基準(zhǔn)，然后配做凸模。既落料凹模磨損后，刃口尺寸的變化有所增大。落料刃口:邊長(zhǎng)42.8的刃口：D=42.8按照公差等級(jí)X=0.5ZmaxZmin由《沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)》表2-4查表得：Zmax=0.18Zmin=0.13=-0.02+0.03Zmax-Zmin>可以采用所選的.帶入公式同理：邊長(zhǎng)91.53的刃口：邊長(zhǎng)26.71的刃口：邊長(zhǎng)12.36的刃口：邊長(zhǎng)39.44的刃口：邊長(zhǎng)3.95的刃口：半徑為R=10的刃口：d=10x=0.5查沖裁模初始單面間隙表=0.063=0.0900.007帶入公式=同理：半徑為15的刃口=半徑為2的刃口=半徑為19.05的刃口=半徑為103的刃口=半徑為139的刃口=沖頭的刃口：半徑為R7.22的刃口：d=7.22X=0.5查沖裁模初始單面間隙表=0.063=0.0900.007帶入公式=同理：半徑為3.97的刃口=半徑為2.76的刃口=半徑為3.61的刃口=其他刃口尺寸有所計(jì)算的刃口尺寸決定，具體尺寸按照零件尺寸為標(biāo)準(zhǔn)4彎曲成型模工藝設(shè)計(jì)4.1彎曲件工序安排彎曲件的工序安排原則：對(duì)于尺寸較小的制品零件，盡可能采用一次彎曲成形的復(fù)雜彎曲模，這樣有利于定位和操作；當(dāng)彎曲件本身帶有單面幾何形狀或?qū)ΨQ(chēng)零件，可以采用成對(duì)彎曲。彎曲后再切開(kāi)，這樣可以改善模具的受力狀態(tài)，防止彎曲毛坯的滑移，保證了精度；需要多次彎曲的制品，應(yīng)先彎外角后彎內(nèi)角，并應(yīng)使后一次彎曲不影響前一次彎曲部分，同時(shí)前一次彎曲必須使后一次彎曲有適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)。根據(jù)落料沖孔模落下的零件，我們將彎曲成型模設(shè)計(jì)成一次成型模。4.2工藝力的計(jì)算彎曲力的數(shù)值與毛坯尺寸、材料力學(xué)性能、凹模支點(diǎn)間距等因素有關(guān)，同時(shí)還與彎曲形式和模具結(jié)構(gòu)等多種因素有關(guān)。因此，生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算彎曲力。對(duì)于U形件，其最大自由彎曲力為：式中 ——最大自由彎曲力；——材料抗拉強(qiáng)度；——安全系數(shù)，一般取1.3；——彎曲件寬度。計(jì)算：4.3沖壓設(shè)備選擇選擇沖壓設(shè)備時(shí)，除考慮彎曲模尺寸，模具高度、模具結(jié)構(gòu)和動(dòng)作配合以外，還應(yīng)考慮彎曲力大小。選用的大致原則是：對(duì)于自由彎曲力：式中——選用的壓力機(jī)噸位；——自由彎曲力；——有壓料板或推件裝置的壓力，約為自由彎曲力的30﹪～80﹪。計(jì)算：因此選定為J23-63開(kāi)式雙點(diǎn)壓力機(jī)5翻邊模工藝設(shè)計(jì)外緣翻邊分為凸輪廓的翻邊和內(nèi)凹輪廓的翻邊兩種。外凸輪廓的翻邊稱(chēng)為壓縮類(lèi)翻邊，其變形性質(zhì)和應(yīng)力狀態(tài)類(lèi)似于不用壓邊圈的淺拉深。壓縮類(lèi)翻邊，在翻邊的凸緣內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力，易于起皺。壓縮類(lèi)變形程度為：E=b/（R+b）。內(nèi)凹輪廓的翻邊稱(chēng)為伸長(zhǎng)類(lèi)翻邊，與孔的翻邊相似。此種翻邊凸緣內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力而易于破裂。伸長(zhǎng)類(lèi)變形程度為：E=b/(R-b)，R--制件翻邊后的圓角半徑，mm；b--翻邊前后的半徑之差，mm；R+b,R-b--制件翻邊前坯料的圓角半徑，mm。5.1翻邊力的計(jì)算根據(jù)相關(guān)資料本設(shè)計(jì)選擇了內(nèi)凹輪廓翻邊，其單邊翻邊力可以根據(jù)公式F=KLtQb+F壓=1.25KLtQb,其中：F—外緣翻邊所需要的力，N；L—彎曲線長(zhǎng)度，mm；t—料厚，mm；Qb—材料的抗拉程度，MPa;F壓—系數(shù)，取0.2-0.3。查表2-18得Qb在324-441之間，為了安全起見(jiàn)去最大值，即Qb=441MPa；K取0.3；t為1.2；L=228.83mm；可以得到F=36329.0508N，所以其總壓力為72658.1016N。5.2翻邊設(shè)備的確定：上面我們計(jì)算出翻邊沖壓力和初選了壓力機(jī)的種類(lèi)和型號(hào)，在實(shí)際生產(chǎn)中，不僅要考慮機(jī)床本身特點(diǎn)還要考慮工廠的實(shí)際情況。由于考慮到壓力機(jī)的進(jìn)貨渠道和工件本身的特點(diǎn)，我們最終選取的設(shè)備如下：根據(jù)總沖壓力F總=72.6581016KN,模具閉合高度,沖床工作臺(tái)面尺寸等,并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備,我們選取J23-16開(kāi)式雙點(diǎn)壓力機(jī)。其主要工藝參數(shù)如下（查表10-5）：公稱(chēng)壓力：160KN滑塊行程：70mm行程次數(shù)：250次/分最大閉合高度：220mm工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：300mm×450mm5.3凸凹模圓角半徑的計(jì)算：1)凸凹模圓角半徑當(dāng)彎曲件的圓角半徑大于最小彎曲半徑，即r/t較小時(shí)，凸模圓角半徑就等于彎曲零件的彎曲半徑，但不能小于材料允許的最小彎曲半徑，如果彎曲件的結(jié)構(gòu)的需求，出現(xiàn)彎曲半徑r<的情況時(shí)，則應(yīng)使凸模圓角半徑大于最小彎曲半徑，即>,最后經(jīng)整形工藝達(dá)到所需求的彎曲半徑，即=。若零件的彎曲半徑交大，即r/t>10時(shí)，還應(yīng)考慮彈復(fù)得影響，應(yīng)將凸模圓角半徑加以相應(yīng)的修正。2)凹模的圓角半徑凹模圓角半徑的大小直接影響毛胚的成像行，在實(shí)際的生產(chǎn)中不能選著的過(guò)小，以免將材料表面擦傷，甚至出現(xiàn)壓痕。同時(shí)凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)當(dāng)相同，以免工件彎曲時(shí)，使培料發(fā)生偏移，因此，凹模的圓角半徑一般不小于3mm。在實(shí)際應(yīng)用中，凹模圓角半徑通常根據(jù)選用材料的厚度t和凹模的深度來(lái)選取當(dāng)時(shí)，=（6~12）t；當(dāng)t=0.5~2mm時(shí)，=(3~6)t;t=2~4mm時(shí),=(2~3)t;當(dāng)t.>4mm時(shí)，=(1.5~2.5)t上述數(shù)值中當(dāng)板料厚度較小時(shí)取大值，反之取較小值。但當(dāng)彎曲件直徑部分較長(zhǎng)和凹模深度較大時(shí)，也去大值，甚至還可以再加大。若彎曲件的公差等級(jí)要求較高，或彎曲半徑r/t較大時(shí)，就應(yīng)考慮彈復(fù)得影響。3)彎曲凹模深度的凹模深度要適當(dāng)，若過(guò)小則工件兩端的自由部分長(zhǎng)，制件彈件大而平直，若過(guò)大，則模具鋼材消耗大，且要使用較大行程的壓力機(jī)。對(duì)于彎曲U行件我們可以查表獲得L=25mm5.4翻遍間隙的設(shè)計(jì)：當(dāng)彎曲U行件時(shí)，必須選者適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙的大小對(duì)于零件的質(zhì)量和彎曲力有很大的影響。。間隙小時(shí)彎曲力大，間隙過(guò)小會(huì)使制件邊部變薄，降低凹模的使用壽命。間隙過(guò)大時(shí)，彈復(fù)也大，降低制件的精度，凸、凹模單邊間隙C一般按下式計(jì)算：式中：t材料的厚度材料厚度的正偏差k間隙系數(shù)(查表)5.5凸凹模寬度尺寸的計(jì)算：1)彎曲件寬度尺寸標(biāo)注在外側(cè)時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，先確定凹模尺寸，如果考慮到模具磨損和彎曲件的彈復(fù)的影響，凹模的寬度尺寸應(yīng)為：凸模寬度尺寸按凹模配做，保證單邊間隙C，即2)彎曲件寬度尺寸標(biāo)注在內(nèi)測(cè)時(shí)，則應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，先計(jì)算凸模的尺寸。同理考慮到模具磨損和彈復(fù)等因素的影響，凸模寬度尺寸應(yīng)為凹模尺寸按凸模配做，保證單邊間隙C，則：式中：B彎曲件基本寬度尺寸，mmΔ彎曲件的制造公差，mm—————凸、凹的制造公差。按IT6~IT8級(jí)公差選取。6凸模、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1凸模：需要翻邊一次，設(shè)計(jì)為立柱式圓形凸模。具體尺寸如下：圖6.1翻邊凸模6.2凹模：圖6.2凹模7模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì)7.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇：?jiǎn)喂ば蚰＞容^高，在選擇模架時(shí)，應(yīng)選用精度較高的模架。對(duì)于翻邊及翻孔或精度要求較高的沖裁件，在這里我們采用3導(dǎo)柱模架。圖7.1翻邊上模板圖7.2翻邊下模板模具構(gòu)件之間位置關(guān)系確定：設(shè)計(jì)翻邊模時(shí)，要注意各有關(guān)構(gòu)件的相互位置及配合要求：凸模、凹模和凸凹模采用螺釘緊固的方法固定。定位靠定位銷(xiāo)定位。推塊和凹模之間的雙邊間隙為0.05mm推塊與推件終了時(shí),應(yīng)突出凹模端面0.5mm7.2凹模鑲塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：圖7.3凹模鑲塊7.3凹模套板的設(shè)計(jì)：圖7.4凹模套板所以得到總體裝配設(shè)計(jì)方案總圖為：圖7.5翻邊模裝配圖8翻孔模工藝設(shè)計(jì)8.1圓孔翻邊（1）翻邊成形極限生產(chǎn)中翻邊系數(shù)Kf來(lái)表示圓孔翻邊的變形程度。Kf=d0/d1其中d0--預(yù)制孔直徑，mm；d1--翻邊孔的中徑（凸模直徑d0+料厚），mm。顯然，Kf值越小，則變形程度越大。翻邊時(shí)孔邊不破裂達(dá)到最大變形程度時(shí)的Kf值成為最小翻邊系數(shù)，用Kfmin表示，它表示了圓孔翻邊的成形極限。最小翻邊系數(shù)不僅與材料的種類(lèi)及性能有關(guān)，而且與預(yù)制孔的加工性質(zhì)和狀態(tài)（鉆孔或沖孔，有無(wú)毛刺），毛坯的相對(duì)厚度（以t/D*100表示），和凸模工作部分的形狀等因素有關(guān)。用球形（拋物線形或錐形）凸?？傻玫奖绕降淄鼓］^小的翻邊系數(shù)。平底凸模相對(duì)圓角半徑r/t越大。翻邊系數(shù)越小。在豎邊上允許有不大的裂紋時(shí)可用Kfmin，不允許有裂紋時(shí)Kf應(yīng)略大于Kfmin。翻邊時(shí)預(yù)沖孔有毛刺的一側(cè)向上。如將預(yù)沖孔處的材料退火，可得到與鉆孔相接近的最小翻邊系數(shù)。但退火不應(yīng)引起結(jié)晶顆粒的粗化。8.2圓孔翻邊力的計(jì)算F=1.1*3。14t（d1-d0）*Qs其中F--翻邊力，N；Qs材料屈服點(diǎn)，MPa。8.3翻邊凸，凹模之間的間隙用平頭途模翻邊時(shí)，側(cè)壁有成為曲面的可能，故圓孔翻邊凸凹模之間的單邊間隙c可控制在0.75t-0.85t之間，使直壁稍有變薄，以保證豎邊成為直壁。小的圓角半徑和高豎邊的翻邊，僅僅應(yīng)用在螺紋底孔或與軸配合小孔的翻邊。此時(shí)單邊間隙c=0.65t。8.4翻邊凸模的分類(lèi)（1）有預(yù)制孔的翻邊；（2）有預(yù)制孔的小孔翻邊；（3）小孔用穿孔翻邊凸模（4）沖孔翻邊復(fù)合模9設(shè)計(jì)校核設(shè)計(jì)結(jié)束后，必須對(duì)整體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核。因?yàn)槿魏卧O(shè)計(jì)內(nèi)容都是在理論中通過(guò)科學(xué)的計(jì)量設(shè)計(jì)出來(lái)的，比較人為和主觀上有很多或教多的因素。雖然設(shè)計(jì)的東西有獨(dú)立和創(chuàng)新的意識(shí)在里面，但是還是避免不了設(shè)計(jì)上的缺陷，這樣，就給生產(chǎn)和制造等埋下了隱患，種下了危機(jī)，這就需要我們對(duì)某些設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行更加縝密的研究和校核工作。在此次的設(shè)計(jì)中，對(duì)于落料沖孔的這道工序而言，凸模的強(qiáng)度、螺栓的強(qiáng)度、各個(gè)板之間的厚度，都是影響生產(chǎn)安全的重要因素。同時(shí)，模具的裝模高度是否滿足壓力機(jī)閉合高度的要求也是一個(gè)實(shí)際要求的問(wèn)題。9.1凸模的強(qiáng)度校核凸模承受很大的壓應(yīng)力，而在卸料時(shí)又承受拉應(yīng)力，對(duì)特別細(xì)長(zhǎng)的凸模，應(yīng)進(jìn)行承壓能力核抗彎曲能力的校核。1）承壓能力