帶孔L形件-支架拐件的沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)【落料-沖孔正裝復(fù)合模、彎曲模含2副模具12張CAD圖帶卡片】
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第 1 頁(yè) 共 28 頁(yè)緒 論模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進(jìn)國(guó)家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè).日本工業(yè)界認(rèn)為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力”.美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”.在德國(guó)模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱.沖壓是一種先進(jìn)的少無(wú)切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車(chē),航空航天,儀器儀表,家電等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用.據(jù)統(tǒng)計(jì),薄板成型后,制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%.隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、在洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過(guò)這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過(guò)在圖書(shū)館借閱相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。第一部分 復(fù)合模設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 28 頁(yè)1 制件的工藝性分析 4540?19工 件 總 圖材 料 ：料 厚 ： 2+0.2圖 1 制件圖1.1 制件的總體分析該制件為支架拐件。所用材料等級(jí)很高為 A 級(jí)。05 鋼。制件形較為簡(jiǎn)單。但需要多道工序才能完成。制件形狀為 V 形，圓孔分布比較均勻。形狀簡(jiǎn)單，對(duì)精度要求不高，材料的利用率高。 從制件圖上可以看出，必須先通過(guò)落料和沖孔，然后再進(jìn)行彎曲，需要兩套模具，很明顯彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸，所以在此先主要對(duì)彎曲工藝進(jìn)行分析。包括彎曲件的精度、圓角半徑、板料的纖維方向與彎曲線夾角、彎曲的直邊高度、其他工藝性等。制件的材料為優(yōu)質(zhì) 05 鋼。具有足夠的塑性，屈強(qiáng)比小，回彈小，有利于彎曲成形和工具質(zhì)量的提高 。1.1.1 彎曲的直邊高度零件符合工一般彎曲件為了避免穩(wěn)定性不好，要求直立部分高度 H>2.5t,很顯然此工藝性符合要求1.1.2 孔邊距 第 3 頁(yè) 共 28 頁(yè)為防止孔彎曲時(shí)發(fā)生變形，應(yīng)使孔位于變形區(qū)之外。即：L≥2t. 所以，此 零件完全符合要求。1.1.3 最小彎曲半徑根據(jù)所用材料，查表 3.2.2 可知最小彎曲半徑為 0.4t. 2≥0.8 所用該彎曲件符合要求.1. 2 制件的外形分析1.2.1 沖裁件的外形轉(zhuǎn)角：沖裁件的外形無(wú)尖銳角，均圓弧過(guò)渡（半圓及 2 個(gè) R0~3） ，查表 2.7.1 [1]而知此圓角過(guò)度有利于模具加工，不會(huì)引起熱處理開(kāi)裂和沖裁時(shí)尖角處的崩刃和過(guò)快磨損的現(xiàn)象。1.2.2 沖裁件的孔邊距與孔間距：為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度，孔邊距和孔間距不能過(guò)小，其最小許可值當(dāng)取：C≥(1～1.5) t 根據(jù)已知工件的尺寸可得：C=11 t=2 所以工件的尺寸符合上述要求。沖孔時(shí)因受凸模強(qiáng)度限制孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷或壓彎，查表2.7.3 而知工件上孔的直徑當(dāng)大于或等于 0.35 倍的料厚，即 d≥0.35t，由任務(wù)書(shū)零件圖易于看出工件尺寸符合要求。1.3 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度沖裁件上的未注公差等級(jí)定為 IT14 級(jí)，查表確定工件尺寸如下： 第 4 頁(yè) 共 28 頁(yè)R20?19圖 2 零件展開(kāi)簡(jiǎn)圖沖裁件的斷面粗糙度值與材料塑性、厚度，沖裁間隙，刃口銳鈍及沖模結(jié)構(gòu)相關(guān)，工件厚度為 1mm，其斷面粗糙度值為 12.5μm 第 5 頁(yè) 共 28 頁(yè)2 工藝方案的確定該零件包括：沖孔、落料和彎曲三個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案供選擇：方案一、先落料后沖孔再?gòu)澢捎脝喂ば蚰Ｉa(chǎn)。方案二、落料-沖孔復(fù)合沖壓再?gòu)澢?，采用一副?fù)合模和一副彎曲模生產(chǎn)。方案三、沖孔-落料-彎曲連續(xù)沖壓，采用級(jí)級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。對(duì)各種方案的分析方案一、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要三道工序，三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二、只需二副模具，沖壓件的幾何形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)較模具一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難，方案三、只需要一副模具，生產(chǎn)率也很高，但零件的沖壓精度稍差，模具制造困難，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正，故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過(guò)以上三種方案的分析比較，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳，并選擇正裝復(fù)合模。3 主要工藝參數(shù)計(jì)算 第 6 頁(yè) 共 28 頁(yè)3.1 沖裁的工藝計(jì)算3.1.1 制件尺寸的確定從制件圖上可以看出，必須先通過(guò)落料沖工藝孔，然后再進(jìn)行彎曲，需要兩套模具，很明顯彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸，所以在此主要對(duì)彎曲工藝進(jìn)行分析。該制件為沖孔落料彎曲件，圓角半徑 R=2，材料的料厚為 t=2，R＞0.5t。這種彎曲件由于變形不嚴(yán)重，所以按中性層展開(kāi)的原理，彎曲前制件的總長(zhǎng)度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧部分長(zhǎng)度之和。根據(jù)彎曲制件圖可知：L =L +L + πα（r+ χt）/180Z12=36+41+4.14=81.14 式中：L ————坯料展開(kāi)總長(zhǎng)度Zα————彎曲中心角χ————中性層位移系數(shù)（取 0.32）因?yàn)橛猩僭S偏移以及修整余量，取 L 為 82 Zmm，所以，該制件在經(jīng)過(guò)沖孔落料之后和未彎曲前的外形尺寸為：82mm×40mm3.2 排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的的圓角。 圖 3 排樣 13.2.1 確定搭邊與搭肩值最小搭邊值為 a1=2.5㎜ 最小搭肩值為 a2=2.2㎜ 繪制草圖如左： 分析制件形狀可知，由于制件有孔。根據(jù)(1) 排樣草圖：條料從前方送進(jìn)。這樣沖孔凸模的沖壓力比較均勻。制件形狀精度容易保證。 分析排樣草圖 2：條料從側(cè)面送進(jìn)，沖孔凸模受力不均。制件精度不容易保證。 第 7 頁(yè) 共 28 頁(yè)圖 4 排樣草圖(2)選擇第一種排列方式。3.2.2 計(jì)算送料步距和條料的寬度 按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即：L=a2+40=42.2㎜查表 2.5.4 而知條料寬度單向偏差值為 0.20，由公式計(jì)算如下：B =(D +2a )02.?max102.?=40+（2×2.5） .=4502.所以確定條料的寬度 B 為：45 ㎜02.?導(dǎo)料板間距離A=B+C=45+5（無(wú)側(cè)壓裝置）=503.2.3 計(jì)算材料的利用率：一個(gè)步距內(nèi)的材料的利用率 μ=A/BS×100%=（3176.4-758.31）/3743.562×100%=67%所以在不考慮料頭、料尾和邊余料等材料消耗的情況下材料的利用率為 67%，而在考慮以上因素計(jì)算一張板料總的利用率時(shí)則需要根據(jù)證章板的長(zhǎng)寬尺寸而定，在此省 第 8 頁(yè) 共 28 頁(yè)略不述。3.3 沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)的噸位3.3.1 沖裁力的計(jì)算沖裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力 F 按下式計(jì)算：F=KLtΓb由查表而知工件材料的抗剪強(qiáng)度極限值 Γb 為 300N/㎜2K 值取 1.3 材料厚度 t 為 2㎜沖裁周邊長(zhǎng)度 L=226.8+59.66=286.46㎜所以沖裁力 F=223.4KN3.3.2 卸料力、推件力及頂件了力的計(jì)算：卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設(shè)備公稱壓力或設(shè)計(jì)沖裁的時(shí)候應(yīng)分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)滑情況、制件的形狀和尺寸等?，F(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：查表 2.6.1 而卸料力、推件力和頂件力系數(shù)分別為：Kx = 0.04 Kt = 0.55 Kd = 0.06則：卸料力： F x = Kx× F = 0.04 × 223.4=8.94KN推件力： F t = n Kt F n =h ÷ t h:凹模洞口的直刃壁高度 取 h=6（表 2.9.4 ） Ft =368.61KN頂件力： F d = Kd F = 0.06 ×223.4 =13.41KN3.4 壓力機(jī)的公稱壓力的確定：壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和 Fz，由于本模具采用的是彈性卸料裝置和上出料方式： 第 9 頁(yè) 共 28 頁(yè)所以：Fz = F + Fx + Fd=245.75查手冊(cè)選用 400 KN 的開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下型 號(hào)： J23—40公稱壓力： 400 KN滑塊行程： 100 mm最大閉合高度：330 mm封閉高度調(diào)節(jié)量：65 mm工作臺(tái)尺寸：460 mm × 700mm (前后 × 左右)模柄孔直徑：φ50 mm× 70 mm3.5 壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算：模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則沖壓時(shí)滑塊會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)向部分不正常磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具。而本模具所沖裁的制件形狀較對(duì)稱， 只需計(jì)算 X 即可。分析工件外形尺寸易知其壓力中心在彎曲線附近即 X =53.5 mm 具體0 0計(jì)算如下：L =62.8 X =12.7 L =62 X =51 1122L =40 X = 82 L =62 X =51 3344L =59.66 X =20 55圖 5 壓力中心計(jì)算 第 10 頁(yè) 共 28 頁(yè)Y = L X + L X + L X +……L5 Y5 /（L + L + L +L+ L ）0123 1235=53.05 mm3.6 工作部分的尺寸計(jì)算3.6.1 計(jì)算凸凹模工作部分的尺寸（沖孔）并確定其公差：該零件在彎曲前屬于無(wú)特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，而孔尺寸則是由沖孔得到。查表 2.3.3 而知：Zmin = 0.246 Zmax = 0.360Zmax –Zmin = 0.114因?yàn)榱慵木鹊燃?jí)為 IT14 級(jí) 取 X = 0.5設(shè)凸、凹模分別按 IT6、 IT7 級(jí)精度制造，分別計(jì)算 Dt、Da 如下：沖 ?19 小孔：dT=(d + χ△) min02.?=(19+0.5×0.15) .=19.0802.?dA=( d + Zmin) T025.?=( 19.08+0.246) = 19.33. 025.?校核：|δT|+|δA|≤ Zmax-Zmin0.020+0.025≤0.114 滿足公差間隙條件3.6.2 落料計(jì)算：落料時(shí)采用凸模與凹模配做法。以落料凹模為基準(zhǔn)件。A =(A + χ△)jmin4/0▲?A1=（D max-χ△） 0+0.22=（62-0.5×0.87） 0+0.22= 61.560+0.22A2=（D max-χ△） 0+0.16= （40-0.5×0.62） 0+0.16=39.690+0.16 第 11 頁(yè) 共 28 頁(yè)A3=（D max-χ△） 0+0.13 =（20-0.5×0.52） 0+0.13=19.740+0.13落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是 61.56mm，39.69mm，19.74mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin=0.114。 （落料凸、凹模尺寸見(jiàn)圖 6、7）19.74+0536+0.1+0.15圖 6 落料凹模尺寸 圖 7 落料凸模尺寸第 4 章 模具總體設(shè)計(jì)4.1 模具類(lèi)型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用正裝復(fù)合沖壓，所以模具類(lèi)型為正裝復(fù)合模。4.2 定位方式的選擇在本模具中采用的是條料，所以選用導(dǎo)料銷(xiāo)和擋料銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)沖裁條料的定位。4.3 導(dǎo)向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該模具采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 第 12 頁(yè) 共 28 頁(yè)5 模具主要零部件的設(shè)計(jì)5.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1.1 凹模的設(shè)計(jì)在本模具中采用螺釘和銷(xiāo)釘將凹模直接固定在支撐件上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷(xiāo)釘和螺釘固定時(shí)要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷(xiāo)孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會(huì)影響模具的壽命。壁厚 40 查表 2.9.4 確定凹模厚度為 20㎜。凹模厚度 H=kb=0.25×39.69=9.92 mm 取 10 mm (查表 2.9.5 得 k=0.25)凹模壁厚 C=（1.5～2）H=15 mm～20 mm取凹模厚度 H=10 mm ，凹模壁厚 C=20 mm凹模寬度 B=b+2c=39.69+40=79.69 mm取標(biāo)準(zhǔn)值 B= 80 mm 第 13 頁(yè) 共 28 頁(yè)凹模長(zhǎng)度 L 取 160mm（送料方向） 確定凹模尺寸為 80 mm×120 mm ×20 mm現(xiàn)制草圖如圖 8： 56902-?839.61.56+03 20 80605.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)：在本模具中凸模用來(lái)成型一個(gè) ?19 的孔，只需選擇一種沖頭即可。設(shè)計(jì) ?19 小孔的沖頭。L=h +h +t+h12=20+20+2+28=70mm凸模長(zhǎng)度的校核計(jì)算:F=1.3×Т×t×L=378.5KN經(jīng)校核計(jì)算凸模的強(qiáng)度足夠.5.1.3 落料凸模(凸凹模)結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式。其總長(zhǎng) L 為：L=h +h +t+h12=20+15+31+14=80mm長(zhǎng)度的校核計(jì)算 第 14 頁(yè) 共 28 頁(yè)L≤416 F=1.3×Т×t×L=378.5KN FJ/經(jīng)校核計(jì)算凸模的強(qiáng)度足夠. 5.2 定位零件的設(shè)計(jì): 在本模具中采用的是條料，所以選用導(dǎo)料銷(xiāo)和擋料銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)沖裁條料的定位。導(dǎo)料銷(xiāo)一般設(shè)兩個(gè)，并位于條料的同一側(cè)。從左向右送料時(shí)，導(dǎo)料銷(xiāo)裝在右側(cè)，從前先后送料時(shí)導(dǎo)料銷(xiāo)裝在左側(cè)。導(dǎo)料銷(xiāo)在本模具中直接 安裝在凹模板上。在裝配圖中很容易看到。擋料銷(xiāo)同樣起定位的作用，用它擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進(jìn)距離。在本模具中試用固定擋料銷(xiāo)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，在中銷(xiāo)模具中廣泛應(yīng)用作定距；但其存在著缺點(diǎn)：銷(xiāo)孔距離凹模刃壁較近，削弱了凹模的強(qiáng)度。所以在本模具中選用鉤型擋料銷(xiāo)。這種擋料銷(xiāo)銷(xiāo)孔距離凹模刃壁較遠(yuǎn)不會(huì)削弱凹模的強(qiáng)度。但為了防止鉤頭在使用的過(guò)程中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，需考慮防轉(zhuǎn)。5.3 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)： 導(dǎo)向裝置用來(lái)保證上模相對(duì)于下模正確的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長(zhǎng)的模具，一般都需要采用導(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來(lái)完成導(dǎo)向.5.4 打料裝置的設(shè)計(jì):在本模具中采用打桿推動(dòng)連接推桿來(lái)完成打料動(dòng)作，打桿穿過(guò)模柄凸露在模具的外面，當(dāng)完成一次沖裁時(shí)壓力機(jī)滑塊回程，打桿與壓力機(jī)的打料橫桿相碰，打桿推動(dòng)連接推桿將卡在凸凹模的凹?？變?nèi)的圓形廢料打下，當(dāng)注意的是：第一：需要保證打桿在模柄內(nèi)的順利滑動(dòng)，須間隙配合。第二：需要保證連接推桿在凸凹模內(nèi)的順利滑動(dòng)，須間隙配合。5.5 頂件裝置的設(shè)計(jì):頂件裝置一般是彈性的，在本模具中是由頂桿、頂件塊和裝在下模座下面的彈頂器組成，這種結(jié)構(gòu)的頂件力容易調(diào)節(jié)，工作可靠。 第 15 頁(yè) 共 28 頁(yè)5.5.1 頂件塊的設(shè)計(jì):本模具采用頂件塊將制件從卡在凹模內(nèi)小凸模上刮下，頂件塊在沖裁的過(guò)程中實(shí)在凹模中運(yùn)動(dòng)的零件，對(duì)它有如下的要求：模具處于閉合狀態(tài)時(shí)其背后有一定的空間，以備修磨和調(diào)整的需要；模具處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，必須順利復(fù)位，工作面高出凹模平面，以便繼續(xù)沖裁；它與凹模和凸模的配合應(yīng)保證順利滑動(dòng)，不發(fā)生干涉。為此頂件塊與凹模為間隙配合，其外形尺寸一般按公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) h8 制造。頂件塊與凸模的配合一般呈較松的間隙配合。5.5.2 頂桿的設(shè)計(jì):在本模具中選用四個(gè)頂桿與彈頂器上的托板相配合，四個(gè)頂桿均勻分布，傳送的橡皮的推件力較為平穩(wěn)，在此需要注意的是：頂桿、的直徑不能太小，以免在克服橡皮彈力時(shí)發(fā)生撓曲。還有頂桿與下模上的孔相配合，必需保證其在孔內(nèi)順利的滑動(dòng)，所以頂件塊與凹模為間隙配合，其外形尺寸一般按公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) h8 制造。5.5.3 橡皮的設(shè)計(jì)：橡膠允許承受的負(fù)荷較大，且產(chǎn)生的彈性較為平穩(wěn)，安裝調(diào)整靈活方便，是沖裁模具中常用的彈性元件。卸料橡膠的設(shè)計(jì)計(jì)算 H =H -H 。 （計(jì)算參照表 8.2.4）計(jì)安 裝 自 由 預(yù)算結(jié)果為：H =31mm安 裝橡皮和托板組成頂件器，其具體的結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：圖 9 頂件器草圖5.6 連接裝置的設(shè)計(jì)5.6.1 模柄的設(shè)計(jì): 第 16 頁(yè) 共 28 頁(yè)本模具屬于中型模具,采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對(duì)它的基本要求是:一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠；二要與上模正確而可靠的連接。在本模具中選用旋入式模柄，通過(guò)螺紋與上模座連接并加螺絲防止轉(zhuǎn)動(dòng)。這種模柄可較好的保證軸線與上模座軸線垂直,適用與各種中、小型模具。模柄材料通常采用 Q235 或 Q275 鋼,在此選用 Q235 鋼.其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線(垂直度不應(yīng)超過(guò) 0.02:100)。5.7 固定板的設(shè)計(jì):將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬?duì)的位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸凹模需要由固定板來(lái)固定。固定板的厚度一般取凹模厚度的 0.6～0.8 倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,需考慮緊固螺釘及銷(xiāo)釘?shù)奈恢?。固定板的凸凹模安裝孔與凸凹模采用過(guò)渡配合 H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平?，F(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸凹模固定板尺寸為: 80mm×120mm×20mm5.7.1 墊板的設(shè)計(jì):墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取 15mm5.7.2 螺釘與銷(xiāo)釘?shù)脑O(shè)計(jì):螺釘和銷(xiāo)釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷(xiāo)釘起定位作用，常用圓柱銷(xiāo)釘，螺釘、銷(xiāo)釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用 M55.7.3 卸料板的設(shè)計(jì): 卸料板的邊界尺寸和固定板相同，厚度為 12mm.5.8 模架及組成零件的確定:5.8.1 模架的選用: 第 17 頁(yè) 共 28 頁(yè)本模具選用由上模座,下模座,導(dǎo)柱,導(dǎo)套組成導(dǎo)柱模模架及其零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在此選用中間導(dǎo)柱模架.沖壓時(shí)可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。5.8.2 模座的確定:本模中具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，因在前述中確定了凹模尺寸為 80㎜×120㎜×20㎜，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為: 250㎜×180㎜×45 ㎜. 上模座尺寸為: 250㎜×180㎜×40 ㎜.導(dǎo)柱 d/mm×L/mm 分別為 ?28×150，?32×150；導(dǎo)套 d/mm×L/mm×Dmm 分別為?28×100×38，?32×100×386 模具工作原理：條料送進(jìn)時(shí)采用固定擋料銷(xiāo)進(jìn)行定位，而有導(dǎo)料銷(xiāo)保證送料沿正確的方向送進(jìn)。當(dāng)條料送到指定位置時(shí)，上模在壓力機(jī)的作用下進(jìn)行沖壓。當(dāng)沖壓完成時(shí)，上模上行回程，卡在凸凹模上的廢料由彈性卸料板卸下，當(dāng)模具上的打料桿碰到壓力機(jī)上的打料橫梁時(shí)，打料橫梁給模具打料桿一個(gè)作用力，在此作用力的作用下，將制件推出來(lái)。然后，再開(kāi)始下一個(gè)行程。 第 18 頁(yè) 共 28 頁(yè)2726250 18012 345 891012341561781920213245圖 10 模具總裝圖第二部分 彎曲模設(shè)計(jì)1 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析此零件為一個(gè)簡(jiǎn)單的 90°的 V 形件，其彎曲圓角半徑 r 為 2mm,材料選擇 05 鋼,板厚為 2mm。其工藝性主要包括彎曲件的精度、圓角半徑、板料的纖維方向與彎曲線夾角、彎曲的直邊高度、其他工藝性等。 第 19 頁(yè) 共 28 頁(yè)1. 1 彎曲的直邊高度一般彎曲件為了避免穩(wěn)定性不好，要求直立部分高度 H>2.5t,很顯然此零件符合工藝性要求1.2 孔邊距為防止孔彎曲時(shí)發(fā)生變形，應(yīng)使孔位于變形區(qū)之外。即：L≥2t所以，此 零件完全符合要求。1.3 最小彎曲半徑根據(jù)所用材料，查表 3.2.2 可知最小彎曲半徑為 0.4t. 2≥0.8 所以該彎曲件符合要求.2 主要工藝參數(shù)計(jì)算2.1 彎曲力的計(jì)算自由彎曲需要的力 經(jīng)計(jì)算得：trKBFb???27.0F =10.14KN自 由 第 20 頁(yè) 共 28 頁(yè)校正彎曲時(shí)彎曲力的計(jì)算：F =qAZ=40×60.2=96.32 KN頂件力的計(jì)算FD=（0.3～0.8）F 自z=3.042～8.112=8KN2.2 壓力機(jī)的壓力確定F≥1.2～1.3（F + FD ） （壓料自由彎曲）自 由≥1.2～1.3（10.14+8）≥ 23.582 KN2.3 回彈量的計(jì)算：因?yàn)榇斯ぜ膱A角半徑 R〈 （5～8）t，工件的彎曲半徑一般變化不大，所以只考慮角度回彈。 。查表取回彈角為 203 彎曲模工作部分設(shè)計(jì)3.1 凸、凹模間隙的計(jì)算單面間隙為 Z/2 Z/2=（1+n）t=(1+0.05) ×2=2.1mm （ 查表得 n=0.05） 第 21 頁(yè) 共 28 頁(yè)3.2 凸、凹模工作部分尺寸：3.2.1 凸、凹模寬度尺寸計(jì)算：LA=(L -0.75) max074.?=(60.2-0.75×0.62) 074.?=59.74 074.LT=( L -Z) A3.?=(59.74-2.1) 0.=57.6403.LA≤59.74 即，凹模的寬度應(yīng)該不大于展開(kāi)長(zhǎng)度的 0.8 倍 59.74≤82×0.8 所以之間符合要求。3.2.2 凸、凹模的圓角半徑以及凹模的深度一般情況下，凸模的圓角半徑 rρ ≤r.所以，取 r =2mm。p查表可知：凹模的圓角半徑 r =10mm. 凹模的深度 L=20 mm。V 形凹模的底部可開(kāi)d退刀槽或取圓角半徑 r 為：底r =（0.6～0.8） （r + t）底 p=（0.6～0.8）×4取 r =3 mm底4 模具總體設(shè)計(jì)4.1 模具類(lèi)型的選擇由沖壓工藝性可知，采用單工序沖壓，模具類(lèi)型為單工序模。 第 22 頁(yè) 共 28 頁(yè)4.2 定位方式的選擇為保證坯料在彎曲模內(nèi)準(zhǔn)確定位，也為在彎曲過(guò)程中坯料的偏移，提高定位精度，采用定位板和定位銷(xiāo)。4.3 卸料出件方式的選擇此工件為等于 的 V 形件，成形后留在凹模上，隨凸模上行底部受壓的彈簧彈性?90恢復(fù)推動(dòng)頂桿而頂出制件。4.4 導(dǎo)向方式模具屬于單工序沖模，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，導(dǎo)向精度通過(guò)凸、凹模就可以保證，所以采用無(wú)導(dǎo)向裝置。綜上可設(shè)計(jì)此模具主要由，模柄，上模板，凸模，V 形凹模，下模板等組成。 初步計(jì)算模具閉合高度 mH15?模凹模座的外輪廓尺寸約計(jì)為 60?根據(jù)上述公稱壓力的計(jì)算，選用公稱壓力是 40KN 的壓力機(jī)就行了。但該工件凸、凹模長(zhǎng)度較大，為了滿足閉合高度的要求選擇 100KN 的 J23-100A 壓力機(jī)。5 設(shè)備的選定該零件所需的彎曲力 23.582 KN模具閉合高度 H 205 mm模具外廓尺寸 200 mm×300 mm此時(shí) 開(kāi)式可傾壓力機(jī)，主要力學(xué)性能為：KN10 第 23 頁(yè) 共 28 頁(yè)公稱壓力 KN10最大裝模高度 m2行程 8臺(tái)面尺寸 380 mm×260 mm根據(jù)模具閉合高度，彎曲力，外廓尺寸等數(shù)據(jù)選定此設(shè)備是合適的。6 模具主要零部件的設(shè)計(jì)6.1 凸模部分 彎曲模沒(méi)有固定的結(jié)構(gòu)形式，此工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求不高，所以可以設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單一些，根據(jù)制件形狀可以將凸模設(shè)計(jì)為整體式凸模。 L =57.64 mm T 第 24 頁(yè) 共 28 頁(yè)r =2mm 制件寬度為 40mm. 。取凸模高度為：L=h +h +t+hp 12=20+30+2+30=82 mm所以確定凸模尺寸為 57.64 mm×60 mm×82 mm 畫(huà)草圖如下：2828540-.38105410?7R2圖 11 凸模草圖6.2 凹模部分工件彎曲角度為 90 ±1 ?？紤]的回彈因素。即回彈角為 2 。取凹模底部圓角0 0為 88 。凹模的圓角半徑 r =10mm. 凹模的深度 L=20 mm0 dV 形凹模的底部可開(kāi)退刀槽或取圓角半徑 r 為：底r =3 mm底查表得 V 形端底部到凹模的底部的距離 h=22 mm ，所以確定取凹模厚度 H= h+30=52 mm（取 60） （V 形件高度） 凹模壁厚 C=35 mm凹模寬度 B=b+2c=82+70=152 mm 取標(biāo)準(zhǔn)值 B=160 mm確定凹模尺寸為 160 mm×110 mm ×60 mm根據(jù)凹模尺寸選定上、下模座尺寸分別為 300 mm×200 mm×40 mm 和 300 mm×200 mm×50 mm。 畫(huà)草圖如下： 第 25 頁(yè) 共 28 頁(yè)圖 12 凹模 草圖7 模具總裝配圖由以上設(shè)計(jì)，可得到如下圖所示的模具總裝圖。 第 26 頁(yè) 共 28 頁(yè)456789102030圖 13 模具總裝圖模具工作過(guò)程：坯料由定位板固定在凹模面上，壓力機(jī)滑塊帶著上模下行，凸模下表面先接觸毛坯料，使它彎曲成兩直邊成 90 ±1 的 V 形制件，當(dāng)工件底部接觸到頂桿，使底部0彈簧受壓。凸?；厣龝r(shí)，依靠彈簧的彈性恢復(fù)使頂桿復(fù)位，工件被頂出。結(jié)束語(yǔ)大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練 第 27 頁(yè) 共 28 頁(yè)地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、在洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過(guò)這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過(guò)在圖書(shū)館借閱相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問(wèn)題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計(jì)中，我充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正參考文獻(xiàn)[1]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造[ M].北京：高等教育出版社，2006[2]王孝培主編.沖壓手冊(cè)[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[3]許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[4]翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[ M].北京：化學(xué)工業(yè)出版.2005[5]王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 第 28 頁(yè) 共 28 頁(yè)[6]薛彥成主編.公差配合與技術(shù)測(cè)量[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[7]彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問(wèn)答[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996[8]翟德梅主編.金屬與塑料成型機(jī)械[ M].河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 2005[9]楊占堯主編.沖壓模具圖冊(cè)[ M].北京：高等教育出版社，2006[10]程培源主編. 模具壽命與材料[ M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005