底座沖壓成形工藝模具設計【含CAD圖紙+文檔】

底座沖壓成形工藝模具設計【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,底座,沖壓,成形,工藝,模具設計,cad,圖紙,文檔 1 底座沖壓成形工藝及模具設計 摘要：本設計題目為底座沖孔落料模設計。通過對該零件模具的設計，進一步加強了 設計者沖壓模設計的基礎知識，為設計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻 的經(jīng)驗。 本設計運用沖壓成型工藝及模具設計的基礎知識，介紹了模具設計時要注意的要 點，并較多的考慮了模具結(jié)構(gòu)的調(diào)整性、易更換性及模具成本。從控制制件尺寸精度 出發(fā)，對底座沖孔落料模的各主要尺寸進行了理論計算，以確定各工作零件的尺寸， 從模具設計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細的闡述，并應用 CAD 進行各 重要零件的設計。 關(guān)鍵詞：沖壓模 工藝分析 模具結(jié)構(gòu) 2 Base in the beam blanking die design Abstract:The topic for the design of the former Liang punching blanking die design. The designers foundation knowledge is reinforced and is able to design more complex press die through the design. The critical points of die for stamping design are introduced, and the adjustable character of die structure,exchange character as well as the die costs are all considered farther. Starting from controlling dimensional accuracy, the carry the cover to the main dimensions of stamping die are carried out so as to determine the size of different parts, the die design and the process of parts as well as assembling process and etc of stamping die are stated in details. Key words: stamping die process analysis die structure 3 目錄 1 緒論1 1.1 沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢1 1.2 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢2 2 落料沖孔彎曲模設計4 2.1 沖壓件的工藝分析 4 2.2 沖壓方案的確定 5 2.3 主要設計計算 5 2.3.1 排樣方式的確定與計算 5 2.3.2 沖壓力的計算 6 2.3.3 壓力中心的確定及有關(guān)計算 8 2.3.4 初選壓力機 10 3 模具的結(jié)構(gòu)設計 12 3.1 工作零部件的設計 12 3.2 工作零部件的設計與標準化 14 3.2.1 落料凸模 14 3.2.2 凹模 15 3.2.3 彈壓卸料板 16 3.2.4 卸料螺釘?shù)倪x用 16 3.2.5 卸料板橡膠設計 16 3.2.6 定位裝置的設計與標準化 17 4 3.2.7 定位板板的設計與標準化 17 3.2.8 標準模架的選用 18 3.2.9 底坐沖孔落料模的裝配 18 4 彎曲部分的設計 20 4.1 彎曲力的計算 22 4.1.1 毛胚的尺寸 22 4.2 彎曲模工作部分的尺寸計算 23 4.2.1 凸模工作部分的計算 23 4.2.2 凹模圓角半徑 25 4.2.3 凹模工作部分深度的計算 25 5 彎曲件回彈值的計算26 6 彎曲力的計算27 7 模具的總體設計29 8 模具主要零部件的設計與標準選用30 8.1 支撐零件的選用30 8.2 壓料裝置30 8.3 彎曲模的材料的選用及熱處理30 9 設備的選定31 10 結(jié)束語32 11 參考文獻35 5 1 緒論 沖壓模具在實際工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中工人生產(chǎn)的勞動強度 大、勞動量大,嚴重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當今科技的發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)中模具的是 用已經(jīng)越來越引起人們的重視,我而被大量應用到工業(yè)生產(chǎn)中來。 1.1 沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年 來，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生 了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。 浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)， 科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模 具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到 產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要 素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志 。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的 重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用 UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國際通用軟件，個別廠家還引進了 Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件，并成功應用于沖壓 模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進步，東風汽車 公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研 究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢 獻。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā) 達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低； CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應用不夠廣泛等等，致使相當一 部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴 進口。 6 1.2 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、 “價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： (1)全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù) 模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步， 普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術(shù)培訓和技術(shù)服 務的力度；進一步擴大 CAE 技術(shù)的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整 合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面 光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加 工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向 更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧?諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已 有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工 程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽 車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電 極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù) 控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大 發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應用。預計這一技術(shù)將得到發(fā)展。 (5)提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到 30%左右。國外發(fā)達國家一般為 80%左右。 7 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模 具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(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應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC 等)、 等離子噴涂等技術(shù)。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自 動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā) 展趨勢。 (8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行 定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì) 量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 2 沖孔落料模設計 產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn) 工件名稱：底座 工件簡圖:如圖所示 材料：20 8 厚度：1.2mm 圖 1 底座 2.1 沖壓件工藝性分析 此工件只有落料和沖孔兩個工序，材料為 20 鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。 工件結(jié)構(gòu)簡單，具有 8 個 12 孔，孔與孔，孔與邊緣之間的距離也滿足要求，零件圖 上形狀尺寸 168mm,8mm， ,25mm,36mm 均為自由公差可 10 看作 IT12 級，尺m12 寸精度較低?？仔木嗟墓顬?0.2 屬于 IT11 級精度，可以通過模具結(jié)構(gòu)的正確性設 計來實現(xiàn)。 2.2 沖壓工藝方案的確定 該零件包括沖孔和落料兩個基本工序，可以有三種工藝方案。 方案一：先沖孔，后落料，采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔落料，在加彎曲。采用生產(chǎn)。 9 方案三：沖孔落料級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿 足生產(chǎn)批量要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都高，易于批量生產(chǎn)， 接近凸凹模的許用最小壁厚，見表 2.9.6【6】模具強度較好制造難度小，并且沖壓后 成品件留在模具上，在清理模具上的物料時，操作較方便，方案三也只需要一副模具， 生產(chǎn)效率高，但操作不方便，送料速度較快，通過對上述三種方案的分析比較，該件 選擇第二種方案較為合適。沖壓生差采用該方案最佳。 2.3 主要設計計算 2.3.1 排樣方式的確定與計算 設計復合模，首先要設計條件排樣圖。底座的形狀簡單。由于零件外形尺寸為自 由尺寸對精度要求不高，為了提高材料的利用率減少沖裁力，雖然這時會使零件外形 尺寸公差等級降低但是經(jīng)過籌兼顧，全面考慮。這里我們采用少廢料排樣。如圖所示 排 樣 圖 圖 2 少廢料排樣 查板材標準【2】宜選 1250mm1500mm 的鋼板，每張鋼板可剪裁 31 張條料 （170mm1500mm）每張條料可沖 8 個工件。故每張鋼板的利用率為 10 10%A A1： 零件面積 A2: 鋼板面積%13.90108754 %105022)9.2().3(3 2.3.2 沖壓力的計算 該模具采用復合模，擬選用彈性卸料下出件。沖壓力的相關(guān)計算如下： 由上式知 沖裁件面積 A1： A 1432 .24mm2 條料寬度 B40mm 步距 S S80mm 一個步距的材料利用率 1 = =1%0BSnA80724.3% =80% 沖壓力： 沖裁力 F： FKLt b 式中： F沖裁力（KN） L沖裁件剪切周邊長度（mm） t沖裁件材料厚度 被沖材料的抗剪強度（MPa）b 11 K系數(shù)，一般取 1.3. 上式抗剪強度 與材料種類和培料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊中產(chǎn)迅查詢 為方便計算，可取材料的 0.8 . 故沖裁力表達方式又可表示為：F1.3Ltbb Ltbb 式中 被沖裁材料抗拉強度（MPa）查手冊【3】得 20 鋼的 為 355500MPa b 取 360MpabNF1468032.)(7)280( 卸料力 Fx：FxKxF Kx卸料力系數(shù) 見【1】表 2.6.1 取 Kx0.4 Fx0.4146880N58752N 推件力 FT FTnK TF KT推件力系數(shù)見【1】表 2.6.1 取 FT0.055 n同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù) n=h/t 式中：h凹模洞口的直刃壁高度 t板料厚度 n=h/t=8/1.2=7 查【1】表 2.9.4 h6 取 h8mm NFnkT 56181405.7 沖壓工藝總力 Fz:TXZ 29078 彈性卸料：下出料方式 2.3.3 壓力中心的確定及相關(guān)計算 12 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為了保證壓力機和模具的正常工作， 應使模具的壓力中心與壓力機的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時滑塊就會承受偏 心載荷，導致滑塊導軌與模具的導向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不著保 證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。 此為多凸模模具的壓力中心，首先計算大凸模的壓力中心 圖 3 壓力中心坐標 表 1 為壓力中心坐標： 各基本要素壓力中心坐標值基本要素長度 L/ mm X Y L1=3 -80 0 L2=28 -79.85 17.85 L3=12 -154 -18 13 L4=12 -148 -18 L5=12 -142 -18 L6=12 -88 -17.85 L7=12 -76 -18 L8=12 -54 -18 L9=12 -34 -17.5 L10=12 -8 -17.5-40.6m168321283 8445.798321 120 LLXX 同理可以得出： 1.1682128305.701122LYYLy 2.3.4 初選壓力機 若選用 J23-16【2】 C 點仍在壓力機模柄孔投影面積范圍內(nèi)，故滿足要求。 通過校核;選開式雙柱可傾壓力機 J23-16【2】表 1-82； 公稱壓力:160KN 滑塊行程：55mm 14 最大閉合高度：220mm 閉合高度調(diào)整量：45mm 立住距離：220mm 滑塊中心線至床身距離：160mm 工作臺尺寸（前后左右）：300mm450mm 墊板尺寸：40mm 模柄孔尺寸： 40mm60mm 最大傾角斜度：5 0 15 3 模具的結(jié)構(gòu)設計 3.1 工作零部件計算 由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸 凹模。這時需要分別計算和標注凸模和凹模的尺寸和公差. 沖孔時，間隙取在凹模上，則 凸模尺寸： 0min()TTdxA 凹模尺寸： min0inmin0()()A AATdZdxZ 孔心距： 18dL 上述中： DA , DT 落料凹，凸模尺寸 dT , dA 沖孔凸，凹模尺寸 dmin沖孔件孔的最小極限尺寸 L，Ld工件孔心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸 工件制造公差 Zmin最小合理間隙 X磨損系數(shù) 16 凸，凹模的制造公差，可按 IT6IT7 級來選取。,TA 未注公差按 IT14 級計算 x0.5128 查表 2.33【1】 Zmin=0.132mm Zmax-0.240mm Zmax-Zmin=0.240mm-0.132mm=0.108mmTmni0.4Za（ ） 制造公差按 IT14 級取 0.25，沖孔：128 mxdT 0432.018.40min1 5)25.1()( .068.0.6in 73..22ZTA 校核： 11maxin0.432.680.24.13.1.TA 滿足間隙公差條件 孔心距： 1246.5012.46.5083..3.ddL m 外形落料凸模，凹模刃口尺寸計算 凹模磨損后會增大的尺寸第一類尺寸 17 圖 4 落料凹模 對于尺寸 168mm，12mm, 4mm, 8mm 選 x0.5 制造公差取 IT14. 168mm 0.87 ； 12mm =0.43 ； 4mm =0.025 ； 8mm =0.430.25870.217510.25430.17520.2175340.25430.17550.62564(0.586.)7.6.96(1..)987AmmAm 落料凸模的基本尺寸與凹模相同分別為 101.151mm, 16.8925mm, 1.875mm ,13.957mm , 1.875mm 3.2 工件零部件的設計與標準化 3.2.1 落料凸模 結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成直通式，采用線切割機床加工。 18 2 個 M8 螺釘固定在墊板上（查【3】表 1-210）與凸模定板的配合按 H6/m5 其總長 按公式 2.9.2 查【1】得 Lh 1+h2+t+h 選彈性卸料板 L凸模長度（mm） h1凸模固定板厚度（mm） h1=(0.60.8)H 取 h1=(0.60.8)H=13.217.6mm h 1=16mm H凹模厚度 H2卸料板厚度（mm） H2=(0.80.2)H=17.622mm 取 h2=20mm t材料厚度 h增加強度，它包括凸模的修模量，凸模進入凹模的深度（0.5mm1mm） ；凸模 固定板與卸料板之間的安全距離等一般取 1020mm L=h1+h2+t+h=16+20+1.5+16=53.5mm 由于所沖的孔均為圓形，而且都不需要特別保護的小凸模，所以沖孔凸模采用臺 階式。一方面加工簡單另一方面有便于裝配與更換選 A 型。 查表【3】1-214 沖 8 個 mm 的圓形凸模結(jié)構(gòu)12 3.2.2 凹模 凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架 上的位置時要依據(jù)計算壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式 2.9.3， 計算 凹模厚度 H H15mm K 系數(shù)查【1】中表 2.9.5 K=0.20 B1凹模孔的最大寬度,但不小于 15mm 凹模壁厚 C C=(1.52)H H=0.2103=20.6mm 取 H=22mm 19 C=(1.52)H=3344mm 凹模壁厚 C=40mm 凹模寬度 B=b2+2C=17+240=97mm 凹模長度 L L=2b1+2C=2103+240=286mm (送料長度) 3.2.3 彈壓卸料板 彈壓卸料板厚度 H=14mm.由表 2.30 查得卸料板孔與凸模的單邊間隙 Z1/2=0.15 3.2.4 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板上設置 4 個卸料螺釘，公稱直徑為 12mm，螺紋部分為 M1010mm .卸料 釘尾部應有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后，應使卸料板超出凸模 1mm，有誤差時， 有誤差時通過螺釘與卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。 3.2.5 卸料板橡膠設計 卸料板橡膠設計計算表一。選用 4 塊橡膠的厚度務必一致，不然會造成受力不均 勻，影響模具的正常工作。 表 2 卸料板橡膠設計計算 項目 公式 結(jié)果 備注 卸料板的工作 行程 hI H=h1+h+h2 4.3mm h 為凸模凹進卸料板 的高度 1mm h2凸模沖裁后進入凹 模的深度 橡膠的工作 H I=hI+ h修 9.2 mm 為凸模修模量修 20 橡膠的自由高 度 H自 由 =4 hIH自 由 38mm 取 HI為 高度的自 由 25% 橡膠的預壓縮 量 預 =15%預 自 由 5.7mm 一般 =（10%15%）H預自 由 每個橡膠承受 的載荷 F1 F1= /4卸 1201 N 選用 4 個圓筒形橡膠 橡膠的外徑 D D= )/1(27.Pd56.63 校核橡膠的高 度 0.5 5.6.0/DH自 由 滿足要 求 橡膠的安裝高 度 H 按 = 安 自 由 預 31.5 此為圓筒的內(nèi)徑，取 d=13,P=0.5 MPa 聚氨酯橡膠：表 847 聚氨酯橡膠尺寸（冷沖壓模具設計指導）也可選標準件： D=45 d=13 H=40 由表 850 查得內(nèi)孔 d 與相應的卸料螺釘尺寸 d=13 配用螺釘 d=12（GB2867.5 81） 3.2.6 定位裝置的設計與標準化 3.2.7 定位板板的設計與標準化 經(jīng)查表【1】分析得導料板長度 L=200mm，寬度 B=32mm ，厚度 h=6mm 如圖 21 圖 5 定位板 3.2.8 標準模架的選用 由凹模周界可以選取標準模架。 凹模周界286mm,B=97mm,閉合高度 h1=220mm 上模座（GB/T28255.9） 2869735 下模座（GB/T2855.10） 2869740 導柱（GB/T.2861.1） d/mml/mm d/mml/mm mm 150mm25 28mm 150mm 導套（GB/T2861.6） 導套 d/mml/mmD/mm 分別為 258533， 288533 上模座厚度 H 上模取 45mm，上模座墊板厚度 H 墊 取 8mm，固定板厚度取 20mm，下 模座厚度取 40mm，那么該模具的閉合高度 = + +L+H+H 下-閉 上 墊 h2=35+8+53.5+22+40-2=156.5mm 22 式中：L凸模長度 l=53.5mm H凹模厚度，H=22mm h2凸模沖裁后進入凹模的深度 h2=2mm. 模柄與上模座的聯(lián)接采用旋入式的結(jié)構(gòu)如圖所示。 d= 38 D= 40 D1= 48 H=35 H1=95 圖 6 模柄 23 3.2.9 底座沖孔落料模的裝配 根據(jù)復合模裝配要點,選凹模作為裝配基準,先裝下模,在裝下模,并調(diào)整間隙,試沖、 返修。具體裝配如下: （1）凸、凹模預配 裝配前仔細檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形孔,是否符合圖紙要求精度、形狀。 將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯?檢查其間隙是否加工均勻。不適合者應重新 修模或更換。 （2）凸模裝配 以凹模孔定位,將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中,并擠緊牢固。 （3）裝配下模 在下模座上劃中心線,按中心預裝凹模、導料板。 在下模座、導料板上,用已加工好的凹模分別確定其螺孔位置,并分別鉆孔,攻絲； 將下模座、導料板、凹模、彈簧裝在一起,并用螺釘緊固,打入銷釘 （4）裝配上模 在已裝配好的下模上放等高墊鐵,再在凹模中放入 0.12mm 的紙片,然后將凸模與 固定板組合裝入凹模； 預裝上模座,劃出與凸模固定板相應螺孔、銷孔位置并鉆削螺孔、銷孔； 用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起、但不要擰緊； 將卸料板套裝在以裝入固定板的凸模上,裝上橡膠和卸料螺釘,并調(diào)節(jié)橡膠的預 壓量,使預料板高出凸模下端約 1mm； 復查凸、凹模間隙并調(diào)整合適后,緊固螺釘; 安裝導正銷、承料板; 24 切紙檢查,合適后打入銷釘 （5）試沖與調(diào)整 裝機試沖并根據(jù)試沖結(jié)果做相應調(diào)整 4 彎曲部分的設計 25 4.1 彎曲力的計算： 當彎曲圓角半徑較?。╮0.5t）時，根據(jù)毛抷與制件等體積法計算；當彎曲圓角 半徑較大（r0.5t）時，根據(jù)中性層長度不變原理計算。 因為 R4、R60.52=1,屬于圓角半徑較大的彎曲件。所以彎曲件的展開長度按 直邊區(qū)與圓角區(qū)分段進行計算。視直邊區(qū)在彎曲前后長度不變，圓角區(qū)展開長度按彎 曲前后中性層長度不變條件進行計算。 彎曲件曲率半徑及彎曲中性層位置的確定：由于 R1t=42=2，查表 1 得中性層的位移系數(shù) X1=0.46； 變形區(qū)中性層曲率半徑 可按經(jīng)驗公式 =r+xt 計算 故 1=r+xt=(4+0.462)mm=4.92mm 同理 R2/t=42=2，查表 1 得中性層的位移系數(shù)為 X2=0.46； 得 2= r+xt=(6+0.462)mm=6.92mm 4.1.1 毛胚尺寸（中性層長度） L 總=L 直+L 弧 L 弧=L1 弧+L2 弧 L1 弧=1180 =3.14604.92180 =5.15 mm L2 弧=2180 =3.141206.92180 =14.485mm 該零件的毛抷展開寬度為 L 總=L 直+L 弧 26 =40-2（28tan30+2 ）+2(28/sin60-8 )33 +25.15+14.53mm =(40-4 /3+10.3+14.53) mm3 = 40.52 mm 進行半成品工件加工使其在 40mm. 表 3 中性層位移系數(shù) x r/t 2 3 4 5 V 形彎曲 0.46 0.47 0.48 0.48 U 形彎曲 0.45 0.46 0.47 0.48 4.2 彎曲模工作部分的尺寸計算 4.2.1 凸模工作部分的計算 1）凸模圓角半徑 當彎曲件的相當圓角半徑 r/t 較小時，取凸模圓角半徑 r 凸等于或略小于彎曲件 內(nèi)側(cè)的圓角半徑 r，但不能小于表 2 所列的最小彎曲半徑 rmin。若彎曲件的 r/t 小于 最小彎曲半徑 rmin/t，則彎曲時應取 r 凸rmin，然后增加一道整形工序，使整形模 的凸模圓角半徑 r 凸=r 見圖 2。 當彎曲件的相對彎曲半徑 r/t 較大（t/t10） ，精度要求較高時，必須考慮回彈 的影響，根據(jù)回彈值的大小對凸模圓角半徑 r 凸進行修正。 表 4 最小彎曲半徑 rmin 正火或退火 冷作硬化 彎曲線方向材 料 平行纖維方向 垂直纖維方向 平行纖維方向 垂直纖維方向 15、20、Q235 0.5t 0.1t 1.0t 0.5t 如圖所示： 27 圖 7 彎曲部分的工作簡圖 由于此工件的 R2/t=4/2=2 較小，且 R2 為 12mm，大于最小彎曲半徑 （rmin=t=0.52=1.0mm） ，故凸模的圓角半徑 r 凸=R2=12mm 2）凸模長度的計算 當采用彈性壓料板時，凸模長度按下式計算 L=h1+h2+h3+t+h 式中 h1凸模固定板厚度（mm） ； H壓料板厚度（mm） ； h3凸模進入凹模的厚度（mm） ； t板料的厚度（mm） ； h附加長度（mm） 。 代入數(shù)據(jù)得 L=(12+12+2+20+20)mm =66mm 4.2.2 凹模圓角半徑 28 凹模圓角半徑 r 凹的大小對彎曲力以及彎曲件的質(zhì)量均有影響。r 凹過小會使彎曲 力的力臂減小，毛抷沿凹模圓角滑入時的阻力增大，彎曲力增加，并易使工件表面擦 傷甚至出現(xiàn)壓痕。凹模兩邊的圓角半徑應一致，否則在彎曲時毛抷會發(fā)生偏移。 實際生產(chǎn)中，r 凹通常根據(jù)材料的厚度 t 選取。 當 t2mm，r 凹=（36）t 當 t=24mm，r 凹=（23）t 當 t4mm，r 凹=2t 因為材料厚度為 2mm，所以 r 凹=（23）t，故凹模圓角半徑取 r 凹=4mm。 對于 v 形彎曲模的凹模底部圓角半徑 r 凹見圖 2，可根據(jù)彎曲變形區(qū)坯料變薄的 特點，取 r 凹=（0.60.8） （r 凸+t）計算： r 凹=（0.60.8） （6+2）=4.86.4 取 r 凹=6mm 4.2.3 凹模工作部分深度的計算。 凹模工作部分的深度決定板料的進模深度，同時也影響到彎曲件直邊的平直度， 對工件的尺寸精度造成一定的影響。凹模深度 L。及底部最小深度 h 如圖 1 所示，數(shù)值 查表 3，但應保證凹模開口寬度 L 凹之值不大于彎曲坯料展開長度的 0.8 倍。此彎曲件： 凹模的深度為 1520mm，凹模底部的最小厚度為 22mm，L 凹=70mm。 表 5 彎曲 U 形件的凹模深度及底部最小厚度 材料厚度 2 24 4 彎曲件的邊長 l l0 h l0 h l0 h 5075 75100 100150 2025 2530 3035 27 32 37 30 35 40 32 37 42 35 40 50 37 42 47 5 彎曲件回彈值的計算 小變形程度（r/t10）時，回彈大，先計算凸模圓角半徑，在、再計算凸模角度； 29 大變形程度（r/t5時，卸載后圓角半徑變化小，僅考慮彎曲中心角的回彈變化。 彎曲時，彎曲中心角不為 90，查相關(guān)手冊，r/t=4/2=35，屬于大變形程度。 其回彈值可按下式計算： =/9090 式中彎曲件的彎曲中心角為 時的回彈角； 90彎曲中心角為 90時的回彈角； 彎曲件的彎曲中心角。 經(jīng)查表 3.2 得，彎曲中心角為 90的回彈角90=3，代入得 =120/903=4 6 彎曲力的計算 U 形件自由彎曲時的彎曲力 F 自為 =0.6kbt /(r+t)自F2b 30 式中 沖壓行程結(jié)束時自由彎曲的彎曲力（N） ；自F K安全系數(shù)，一般取 K=1.3； b-彎曲件的寬度（mm） ； t彎曲件材料的厚度（mm） ； 彎曲件的抗拉強度（MPa） ；b r彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（mm） 。 查表及有關(guān)資料得 K=1.2，b=12mm，t=1.2mm， =450MPa，r=4mmb 代入得： =0.6kbt /(r+t)自F2b =1.21.2124450/（6+4）N =3.05424KN 改裝是設有頂件裝置和壓料裝置的單工序彎曲模，其頂件力或壓料力的值可近似 取自由彎曲力的 30%80%，即 （或 ）=K頂F壓 自F 得 =（0.30.8）3.15KN=（1.0532.808）KN頂 取 =2KN頂 同理： =（0.30.8）3.15KN=（1.0532.808）KN壓F 取 =2KN壓 校正彎曲時，校正彎曲力最大值在壓力機工作到下止點的位置，且校正力遠遠大 于自由彎曲力（或接觸彎曲力） ，而彎曲工作過程中，二者又不是同時存在。因此查表 4 得 P=70MPa，所以校正力 F 校為： =AP=（2039）70N=54.6KN校 式中 校正彎曲力（N） ；校F 31 A-校正部分投影面積（mm 2） ； P單位面積的校正力（MPa） 。 表 6 單位面積校正力 P 值 材料厚度 t/mm材料 1 13 36 610 1020 鋼 2535 鋼 3040 4050 4060 5070 6080 70100 80100 100120 對于校正彎曲，由于校正彎曲力比 F 頂和 F 壓大得多，故 F 頂、F 壓可忽略不計， 但在這里為了保險起見，在計算壓力機公稱壓力時，還是將其考慮進去。 F 壓力機（1.21.3） （F 校+F 頂+F 壓）KN =（1.21.3） （54.6+2+2）KN =（70.3276.18）KN 故：初選壓力機型號為 JB23-16. 7 模具總體設計 該模具采用彎曲單工序模，大批量生產(chǎn)，采用手動送料方式，從右向左送進。上 模主要有上模座，墊板，壓料板，凸模，凸模固定板，彈性元件，螺釘?shù)攘慵M成； 下模主要有凹模，彈簧，螺釘，銷釘，頂桿，定位釘，擋料銷和下模座等零件組成。 32 該彎曲單工序模的動作過程：沖壓時，板料從右向左送進，由擋料銷和導料銷控 制條料的送進方向和步距。上模下行，進行彎曲。彎曲過程中，彈性壓邊圈對板料起 壓邊的作用，彎曲件平直度高，質(zhì)量好。彎曲完畢，上模回程，由于回彈因素，制件 會卡在凹模內(nèi)，由下模的頂桿將其頂出。壓料板需留出擋料銷和導料銷的讓位孔。 8 模具主要零部件的設計與標準選用 8.1 支撐零件的選用 矩形模座的長度應比凹模板長度大 4070mm，寬度可以略大于或等于凹模板的寬 度，模座的厚度可以參照標準模座，一般為凹模板厚度的 1.01.5 倍。 33 8.2 壓料裝置 該模具采用彈性壓料裝置可保證 V 形凸緣的平面度它有壓料板，彈性元件和螺釘 組成，裝在上模。彈性卸料板孔與凸模的單邊間隙為 0.2mm【（0.10.2）t】 ，在自由 狀態(tài)下彈性壓料板應高出凹模刃口面 0.51mm，其外形尺寸一般等于或大于凹模尺寸。 8.3 彎曲模的材料的選用及熱處理 表 7 該彎曲模的材料選取、熱處理及各部分尺寸 零件名稱 標準號 材料牌號 硬度/HRC 尺寸（HmmLmmbmm） 下模座 GB/T9436 HT200 44200130 上模座 GB/T9436 HT200 44200130 凹模 T10A 5662 4412580 凸模 T10A 5662 665822 凸模墊板 T8A 4348 612580 凸模固定板 45 1212580 螺釘 GB/T699 45 4548 M12 銷釘 GB/T699 45 4548 12 9 設備的選定 初選壓力機的公稱壓力為 160KN，即 JB23-16 型開式雙柱可傾壓力機。 JB23-10 型壓力機的滑塊行程為 55mm，大于工件高度的兩倍，滿足彎板彎曲時的 沖壓行程。 最大閉合高度：220mm 34 最大裝模高度：175mm 連桿調(diào)節(jié)長度：45mm 壓力機工作臺尺寸（前后左右）300mm450mm 模柄孔尺寸：（直接深度）40mm60mm 最大傾斜角度：35 由于彎曲模不是標準模架，因此，需要自行設計。取上模座高度為 44mm，凸模固 定板高度為 12mm，凹模的高度為 44mm，墊板高度為 6mm，下模座高度為 44mm，壓料板 的厚度為 12mm，板料厚度為 2mm，中間的安全距離為 20mm。彎曲模閉合高度是指沖床 運行到下止點時，模具工作狀態(tài)的高度。故模具的閉合高度為 H= + + + + + + +上 模 座H墊 板 凸 模 固 定 板 壓 料 版H板 厚 安 全 距 離 凹 模H下 模 座 =（44+6+46+44+44）mm =186mm 10 結(jié)束語 畢業(yè)設計作為三年大學學習中極為重要的一部分，是衡量一個學生專業(yè)課水平的 重要標志。畢業(yè)設計是我們所學課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復習，是一次理 論聯(lián)系實踐的訓練，也是我們步入工作前的一次檢驗。 就我個人而言，通過這次畢業(yè)設計，使我學習到了許多知識，對模具的設計與制 造有了極為深刻的認識，是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍，回顧一個多月的設計生活，讓 35 我感慨頗深，主要體會有以下幾點： (1) 扎實的基礎課，專業(yè)課是模具設計的基礎 由于以前所學的課程難免有些理解不深，遺忘等，而本次設計又或多或少的用到 了這些知識，從而迫使我認真扎實的學習了以前的課程，并加深了對這些課程的理解、 真正有一種溫故而知新的感覺，如機械制圖中的各種線型的特點應用，材料力學中的 應力校核，熱處理中各種材料與熱處理性能，公差配合與測量技術(shù)中公差的正確選用， 模具的加工與制造技術(shù)。塑料模具的設計與制造步驟，模具材料的正確選用等。 (2) 理論與實踐相結(jié)合的重要性 以前的學習中，基本上是純理論的學習，雖然有金工實習、畢業(yè)實習等實踐的體 味，但卻停留在表面上，沒有進行過真正的設計，從而使理論與實踐嚴重脫節(jié)，而現(xiàn) 在我們是在經(jīng)歷了金工實習、畢業(yè)實習后的一次真正的練兵。我認真回顧了以前所見 所學的塑料模知識，在腦海里反復了思考了塑料模的步驟，然后開始到圖書館查資料 作設計。在作設計的過程中，我才真正感覺到眼高手低的含義，同時也“窺一斑而知 全豹” ，自己的學習中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無遺，但是在老師們的幫助下以及自己的 努力下，我終于克服了重重困難，使設計得以順利的進行。通過向老師們請教，我了 解到設計要面向企業(yè)，面向市場的原則，畢業(yè)設計正是對實踐能力的一次強有力的訓 練，是我們獨立工作的前湊，將對我們以后的工作產(chǎn)生深遠的影響。 (3) 對模具設計中的安全性，經(jīng)濟性加深了認識 在設計工作中，要不斷對安全性進行分析，從操作者的角度進行設計，在設計中， 需要考慮到模具的成本問題，經(jīng)濟效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提，成本的高直接決定了產(chǎn)品 的競爭力，故在設計中盡可能的選用標準件。 (4) 電腦成為設計中重要的輔助工具 由于工件形狀復雜，在設計中計算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度，后經(jīng)程老師指 點迷津，通過 Pro/E 繪圖和計算才得以解決。另外在繪零件和裝配圖時采用電腦也更 方便快捷。采用電腦處理，精度高，方便快捷，在本次設計時，要求機械繪圖，電子 文檔文本，從而對 AUTOCAD 的學習有了很大的進展，對 WORD，WPS 等各種文字處理工 具有了更為熟練的操作，而模具 CAD 技術(shù)已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢，電腦終將成為設 計的必備工具，這對提高學生的綜合素質(zhì)著極為重要的現(xiàn)在意義。 (5) 設計態(tài)度直接決定著設計質(zhì)量 36 畢業(yè)設計一般時間都足夠，但足夠的時間不一定都能設計出優(yōu)秀的模具。這就除 了能力水平的問題外，極為重要的一點便是態(tài)度問題，作為學生必須要態(tài)度謙虛、工 作認真、勤學好問、實事求是，才能正確對待設計，才有可能取得設計的圓滿成功。 總之，通過畢業(yè)設計使我對模具的設計與制造有了更深的認識，得到了許多有益 的啟示，這對畢業(yè)后的過渡轉(zhuǎn)變有極重要的影響。在以后的工作中，我將繼續(xù)保持謙 虛謹慎的工作作風，揚長避短，多與人交流，提高自己的個人素質(zhì)和技能積累經(jīng)驗， 誠實守信，爭取在事業(yè)上更上一層樓，芝麻開花節(jié)節(jié)高。 37 參考文獻 1原紅玲.沖壓工藝與模具設計 M.北京：機械工業(yè)出版社，2008.8 2 李紹林、馬長福主編.實用模具技術(shù)手冊 M.上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1998 3 陳錫棟、周小玉主編.實用模具技術(shù)手冊 M.北京：機械工業(yè)出版社，2001 4 付宏生.冷沖壓工藝與模具設計制造 M.北京：化學工業(yè)出版社，2005. 5 王秀鳳.萬良輝.冷沖壓模具設計與制造 M.北京：北京航天航空大學出版社， 2005. 6 劉華剛.沖壓工藝及模具設計 M.北京：化學工業(yè)出版社，2007 7 馬朝興.沖壓工藝與模具設計 M.北京：化學工業(yè)出版社，2006 8 張炳璋.板料沖壓工藝與模具設計 M.西安：西北工業(yè)大學出版社，1997. 9 張 均 .冷 沖 壓 模 具 設 計 與 制 造 M. 西安：西北工業(yè)大學出版社，1997. 10 吳伯杰.沖壓工藝與模具設計 M.北京：電子工業(yè)出版社，2005 11 白傳悅，王芳.機械制造技術(shù)基礎 M.西安：陜西科學技術(shù)出版社，2003. 12 杜文寧.模具鉗工工藝與技能訓練 M.北京：中國勞動社會保障出版社，2002 13 徐慧明.模具制造工藝學 M.北京：北京理工大學出版社，2007 14 肖景榮，姜奎華.沖壓工藝學 M.北京：機械工業(yè)出版社，2002 15 孫鳳勤.沖壓與塑壓設備 M. 北京：機械工業(yè)出版社，1997 16 吳兆祥，高楓.模具材料及表面處理 M.北京：高等教育出版社，2002. 17 徐政坤.沖壓模具及設備 M.北京：機械工業(yè)出版社，2005.