L形板扣耳的沖壓成形工藝及模具設計【落料沖孔復合模、彎曲模含2副模具13張CAD圖帶卡片】
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共 29 頁 第 1 頁1 緒論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003 年我國模具生產(chǎn)廠點約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長 18%、32.4%和 45.9%。進出口之比 2004 年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達 13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬美 共 29 頁 第 2 頁元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化； 9）研究和應用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 共 29 頁 第 3 頁10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～ 30 萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70%以上，而我國才達到 45％。1.3 扣耳模具設計與制造方面1.3.1 扣耳模具設計的設計思路沖孔落料是沖壓基本工序之一，它是利用沖裁模在壓力機作用下，將平板坯料進行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件 IT8～IT7 級精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用 IT7～IT6 級精度的高級沖裁模。只有加強沖裁件基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質(zhì)量。 共 29 頁 第 4 頁支撐件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過程很簡單就沖孔落料，可采用單工序模、復合模具或級進模具，根據(jù)計算的結(jié)果和選用的標準模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導柱和導套的高度。導柱和導套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長度決定．設計時可能高度出現(xiàn)誤差，應當邊試沖邊修改高度。1.3.2 扣耳沖孔落料彎曲件模具設計的進度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間 20 天；2.確定加工方案，所用時間 5 天；3.模具的設計，所用時間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時間 5 天。在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。2.整體零件的工藝性2.1 沖壓件工藝分析工件名稱：扣耳生產(chǎn)批量：大量材 料：Q235厚 度：1.5mm工件簡圖：如圖 1 所示 共 29 頁 第 5 頁圖 1 扣耳沖裁件材料為 Q235，是結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。分析此沖壓件的結(jié)構(gòu)可知，其結(jié)構(gòu)非對稱，由直線和圓弧構(gòu)成。零件的精度要求不高，選定 IT14 確定尺寸的公差。零件圖上未標注尺寸偏差，為自由尺寸。2.2 工藝方案的確定由零件的結(jié)構(gòu)圖 1 可知，在沖孔工序的時候孔邊距明顯小，因此要對孔邊距進行校核。對于帶空的彎曲件，若預先沖好的孔位于彎曲變形區(qū)內(nèi)，由于彎曲過程中材料的塑性流動，會使原有的孔發(fā)生變形，為此，空的位置應位于彎曲變形區(qū)外?？走呏翉澢€的距離與材料的厚度有關(guān)，一般應滿足一下條件：當 t<2mm 時，a≥t;當 t≥2mm 時，a≥2t；當 b＜25mm 時，a＞2.5t；當 b＞50mm 時，a＞3t；根據(jù)以上公式，已知 t=1.5mm，a=2，經(jīng)比較可知孔的位置位于彎曲變形區(qū)之外。該零件所需的沖壓工序為落料、沖孔和彎曲，根據(jù)其工序可擬定出一下幾種工藝方案：方案一：用簡單模具分三次加工，即落料、沖孔和彎曲。方案二：采用兩套模具，即一套落料沖孔復合模和一套彎曲模。方案三：采用落料、沖孔、彎曲級進模。若采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累積誤差大，操作不方便。方案二采用兩套模具，其中復合模的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)比較復雜，由于零件結(jié)構(gòu)簡單，模具制造并困難。方案三，級進模雖然生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，欲保證沖裁件的形位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造安裝較復合模復雜。通過以上三種方案的比較分析該零件的沖壓生產(chǎn)方案二為佳。 共 29 頁 第 6 頁3.沖壓工藝計算3.1 排樣設計設計復合模時，首先要設計排樣圖。根據(jù)該零件的形狀特點，形狀簡單，采用直排材料的利用率并不算低，故此零件的排樣設計為直排。查最小工藝搭邊值表，確定搭邊值。兩側(cè)搭邊值各取 a=1.8mm,兩工件間的搭邊值為1.5mm。查表條料寬度偏差△＝0.5mm。計算條料寬度：B=26+1.8×2=29.6mm步距：S=32＋1.5=33.5mm計算沖壓件毛坯的面積：A=20 26+ =633mm??262材料利用率的計算： 共 29 頁 第 7 頁根據(jù)一般的市場供應情況，原材料選用 1000mm×2000mm×1.5mm 的冷軋薄鋼板。每板的條數(shù) n1=2000/29.6=67.57每條的工件數(shù)：n 2=1000/33.5=29.85每板的件數(shù)：n= n 1× n2=2016.96利用率： A/1000 2000=79%???排樣圖 2 如下：圖 2 排樣圖3.2 計算凸凹模刃口尺寸查表得間隙值 =0.240mm Z =0.132mmZmasmin3.2.1 沖孔凸凹模刃口尺寸的計算由于制件的結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以利用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。其凸凹模刃口尺寸計算如下：查表得凸凹模制造公差：=0.020mm =0.030mm凸?凹?校核：Z —Z =0.108mm 而 + =0.050mm 滿足 Z —Z + 的條件。maxin凸 凹 maxin?凸?凹查表得 IT14 級時候的磨損系數(shù) x=0.5按式 d =(d +x ) =(8+0.5 ) =8.15 mm凸 in?0凹??30.?2.?02.?d =( d + Z ) =(8.15+0.132) =8.282 mm凹 凸 mi凸?3.?3.?3.2.2 外形落料凸凹模刃口尺寸的計算對外形輪廓的落料，由于形狀復雜，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設備的精度的要求，其凸凹模刃口部分尺寸計算如下： 共 29 頁 第 8 頁當以凹模為基準件時，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此都屬于 A 類尺寸。工件圖中未標注尺寸查相關(guān)文獻得出其極限偏差 R6 ，2604.?073.?查表得磨損系數(shù) X 為 當 0.5 時，X=0.5??當 ＜0.5 時，X=0.75按式 A =（A —X ）jmax???4020 =（20—0.75 ） =9.69 mm凹 2.?2.5?105.?14 =（14—0.5 0.5） =13.75 mm凹 .0?2.26 =（26—0.5 =25.64 mm凹 ）73.73.25?183.0?R6 =（6—0.75 =5.7 mm凹 ）44.0?.落料凸模的基本尺寸與凹模的相同，分別為 19.69，13.75，25.64，5.7不必標注公差，但要在技術(shù)條件下注明，凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面間隙值 Z =0.132mmmin3.2.3 沖壓力的計算已知 t=1.5mm L =20 2+14 +20+2 =125.68mm450?b?落 ?2??6L =20 +8 =65.12mm沖 ?落料力 F =Lt =84.834KN F =Lt =43.956KN落 b孔 b?沖孔時的推件力 F =n K F推 ?推 孔取直口形刃口的凹模刃口形式，由表查得 h=6mm 則 n=h/t=4 個查表得 K =0.05推F =4 0.05 43.956=8.792KN推落料時的卸料力 F =K F卸 推 ?落查表得 K =0.03卸故 F =0.03 84.834=2.55KN卸總沖壓力 F = F + F + K + F =140.14KN總 落 孔 推 卸為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時的壓力機噸位比計算的沖壓力大 30%左右，即F =1.3 F =182.182KN總 '?總3.2.4 壓力中心的計算用分析法求模具的壓力中心的坐標，按比例畫出工件尺寸，選用坐標系 XOY，坐標 共 29 頁 第 9 頁如圖 3 所示。圖 3 壓力中心因工件左右對稱，即 X =0.故只需計算 Y 將工件周邊分成 L 、L 、L 、L 、LcC1234基本線段。求出各段長度的重心位置：5L =32mm Y =011L =37.68mm Y =6mm22L =28mm Y =19mm33L =20mm Y =26mm44L =65.12mm Y =6mm55Y = L Y + L Y + L Y + L Y + L Y / L + L + L + L + Lc1234512345=9.13mm 共 29 頁 第 10 頁4.模具總體設計根據(jù)上述分析，本零件的沖壓工藝包括沖孔和落料兩個工序，以為孔邊距較小，所以采用正裝復合膜，彈性的頂件裝置、卸料裝置對工件和條料起到壓平作用，沖裁精度高，模內(nèi)不會積聚工件或廢料，有利于減小凸凹模的最小壁厚。工件留在落料凹模內(nèi)，須在凹?？自O置推件塊，其中沖孔廢料從上?？滓?。因是大量生產(chǎn)，采用手動送料方式，由前往后送料。 共 29 頁 第 11 頁5.模具主要結(jié)構(gòu)零部件的設計5.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設計，包括以下幾個方面：5.1.1 落料凹模的結(jié)構(gòu)設計在落料凹模的內(nèi)部，由于需要設置推件塊，所以凹模刃口應采用直筒形刃口，查表得，取刃口高度 h=6mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。查表得，k=0.35即凹模高度 H=kb=0.5 26=13mm?凹模壁厚 C=1.5H=1.5 13=19.5mm凹模外型尺寸的確定：凹模外形長度 L=26+2 19.5=65mm?凹模外形寬度 B=32+2 19.5=71mm凹模整體尺寸標準化，取為 80mm 84mm 36mm5.1.2 沖孔凸模設計由于凸模為直線和圓弧組成的結(jié)構(gòu)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，為非圓行凸模，可設為直壁式，且它的外形尺寸較大，固定板的形孔加工較復雜，凸模固定板厚度取 28mm，凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定L=h +h =28+13=41mm（取 45mm）由于此凸模尺寸較大且長度小，凸 模 固 定 板 落 料 凹 模剛度和強度足夠，所無需對其進行強度校核。沖裁時，凸模進入凹模刃口 1mm。5.1.3 凸凹模的結(jié)構(gòu)設計本模具為復合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設計需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如右圖所示：確定凸凹模安排在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。校核凸凹模的強度：查表得凸凹模的最小壁厚為 1.8mm，而凸凹模實際最小壁厚為 2mm，故復合強度要求， 。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模的尺寸配置，并保證雙面間隙為 0.132mm~0.240mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸 6mm 的公差，應比零件所標注的精度高 3~4 級，即定為（6 0.15）mm。?5.2 彈性元件的設計此沖壓模具的彈性元件選擇橡皮，橡皮允許承受的負荷較彈簧大，且安裝調(diào)試方便，在沖裁中被廣泛采用。 共 29 頁 第 12 頁平面尺寸按其所產(chǎn)生的壓力計算F=S q?所以 S= ，由此式可以求出 D，其中 F 為所需要的材料的卸料力為 2.55KNFD 橡皮的直徑，S 橡皮的橫截面積， q 與橡皮的壓縮量有關(guān)的單位，按橡皮的壓縮特性曲線選用查表得 q 為 0.02,求得 D 為 12mm橡皮的高度必須滿足工藝要求與模具結(jié)構(gòu)空間的要求，并考慮橡皮的壽命。橡皮最大壓縮量不宜超過自由高度 H 的 10%~45%,取 20%橡皮安裝在模具上，一般預先壓縮（10%~15%）H,取 10%。使預壓的壓力達到所需要的卸料力。壓縮工作行程為 H =25%H 工 作橡皮的自由高度為 H= H /25%工 作高度的校核：0.5 1.5?D式中 H=15mm，D 為 12mm 0.5 =1.25 1.5 符合要求。?5.3 模架的設計模架各零件標記如下：上模座：222mm 222mm 30mm?下模座：252mm 252mm 32mm導 柱：B35h5×182mm×30mm導 套：B35h6×81mm×42mm模 柄： 30mm 38mm??墊板厚度：114mm×84mm×6mm卸料板厚度：114mm×84mm×12mm凸凹模固定板厚度：15mm模具的閉合高度：170mm6、沖壓設備的選擇 共 29 頁 第 13 頁選擇型號為 JB23—100 的開式雙柱可頃壓力機能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：1000KN滑塊行程：130mm最大閉合高度：480mm最大裝模高度：380mm連桿調(diào)節(jié)長度：100mm工作臺尺寸（前后 左右）:710mm 1080mm??墊板尺寸（厚度 孔徑）：100mm 250mm模柄孔尺寸： 30mm 30mm?最大傾斜角度：30°7、彎曲模具的設計7.1 彎曲件的工藝分析 共 29 頁 第 14 頁此工件是典型的 L 型彎曲件，零件圖中的尺寸公差為未標注公差，在處理這類零件公差等級的時候均按 IT14 級要求。彎曲圓角半徑 R 為 1，大于最小彎曲半徑，其最小彎曲半徑為 r=0.6×1.5=0.9mm,故此件形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，可用彎曲工藝加工。7.2 工藝方案的確定該零件所需的沖壓工藝為彎曲，采用彎曲単工序模。7.3 彎曲工藝計算（1）彎曲件展開長度的計算由上個沖裁工序可知彎曲件的展開長度為 26mm。（2）彎曲模工作部分尺寸計算7.3.1 凸模圓角半徑由于工件的 R/t=1/1.5=0.67 較小，且 R 為 1mm 大于最小彎曲半徑 0.9mm，所以凸模圓角半徑為 1mm。7.3.2 凹模圓角半徑凹模圓角半徑 r 一般按材料厚度 t 來選取，因為材料厚度為 1.5mm，所以凹r =（2~3）t，故凹模圓角半徑取 r =3mm。凹 凹7.3.3 凹模工作部分深度的設計計算凹模工作部分的深度將板料的進模深度，同時也影響到彎曲件直邊的平行度，對工件的尺寸精度造成一定得影響。此彎曲件直邊高度 13mm，板厚 1.5mm，查表得凹模的底部最小厚度 h=4mm，因此，工作部分深度h =（13+4）mm=17mm。凹7.3.4 凸凹模間隙當工件精度要求不高或校正彎曲時候，生產(chǎn)中常采用調(diào)整凸凹模間隙的方法來解決工件回彈問題。設計彎曲模結(jié)構(gòu)時，把凹模做成可調(diào)式，由于凹模設計為可調(diào)，故也將模具的凸凹模間隙 初選為材料厚度 t，即2Z=1.5mm。2Z7.3.5 凸凹模橫向尺寸及公差工件標注外形尺寸時，以凹模為基準進行計算，間隙取在凸模上，查表得 =0.025m 凹?=0.020mm。凸?凹模橫向尺寸 共 29 頁 第 15 頁L =（L-0.75 ） =（15-0.75 0.6） mm=14.55 mm凹 ?凸??0?025.?025.?凸模橫向尺寸L =（L -Z ） =（14.55-2） mm=12.55 mm凸 凹 min0凸??02.?02.?7.3.6 彎曲件回彈值得計算小變形程度時，回彈大，先計算凸模圓角半徑，再計算凸模圓角;大變形程度時，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，彎曲中心角為 90 ，?因此查相關(guān)手冊得回彈角為 3 .?7.3.7 彎曲力的計算L 形件彎曲時，彎曲力指的是壓力機完成預定的彎曲工序所需施加的壓力，是選擇壓力機和設計模具的重要依據(jù)之一，算一必須進行計算，但要從理論上計算彎曲力是很復雜的，并且計算的值還不是十分的準確，因此，再生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗公式計算。Fz=0.6Kbt2§b/(r+t)式中： Fz——沖壓行程結(jié)束時自由彎曲的彎曲力（N）;K——安全系數(shù)，一般取 1.3；b——彎曲件寬度（mm）;t——彎曲件材料厚度（mm）;§b——彎曲件材料的抗拉強度（Mpa）;r——彎曲件的彎曲半徑（mm）;Fz=0.6 1.3 14 1.5 450 （1+1.5）=27.65KN?2?預件力 Fd 可近似取自由彎曲力的 30﹪～80﹪，即Fd=(30﹪～80﹪) Fz=(8.259~22.12)KN故取 Fd=22KN校正彎曲時校正彎曲力是在壓力機工作到下死點的位置，且校正力遠遠大于自由彎曲力（或接觸彎曲力） ，而在彎曲工作的過程中而這又不是同時存在的，因此查表得 共 29 頁 第 16 頁P=70Mpa,所以校正力 F 為：F=AP=20 14 2 70=39.3KN?7.4 初選壓力機⑴公稱壓力的選擇 選擇壓力機時，要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來確定，當施力行程較大時（50﹪～60﹪）F0﹥F,即沖壓時工藝力的總和不能大于壓力機公稱壓力的50﹪～60﹪，校正彎曲時，更要使額定壓力有足夠的富裕量。對于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力大的多的多，故頂件力可以忽略，但這里為了保險起見，在計算公稱壓力時還是將頂件力考慮進去。F0≥（1.2～1.3） （F+Fd）= （1.2～1.3） （ 39.3+ 22）=（1.2～1.3）61.3=73.56KN~79.69KN初選壓力機的公稱壓力為 100KN，即 J23——10 型。⑵行程次數(shù) 選擇用于彎曲的壓力機的行程次數(shù)主要考慮以下因素：① 考慮操作方式（進出料速度的快慢） ；② 彎曲時，金屬變形需要過程限制了行程次數(shù)的增加；③ 該件為小批量，不需要以較大形成來提高生產(chǎn)效率；⑶滑塊行程（S） 滑塊行程是指滑塊的最大運動距離，即曲柄旋轉(zhuǎn)一周上死點至下死點的距離，其值為曲柄半徑的兩倍。選擇用于彎曲的壓力計的滑塊行程主要考慮以下因素：① 要保證毛坯和工件的取出，應使滑塊的行程大于工件高度的兩倍；② 該件為小批量生產(chǎn)，不需要以限制行程來增加行程次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。 共 29 頁 第 17 頁⑷閉合高度 壓力計的閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離。① 壓力機的最高閉合高度可以通過調(diào)整連桿的長度來改變其大小，將連桿調(diào)至最短時閉合高度最大，稱之為最大閉合高度；將連桿調(diào)至最長時閉合高度最小，稱之為最小閉合高度。J23——10 型壓力機的最大閉合高度為 180mm。③ 當壓力機工作臺面上有墊板時，用壓力機的閉合高度減去墊板厚度就是壓力機的裝模高度；沒有墊板的壓力機，其裝模高度與閉合高度相等。其中模具的閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離。⑸工作臺面尺寸。壓力機工作臺尺寸應大于下模周界 50 mm～70mm, J23——10 型壓力機的工作臺尺寸（前后×左右）為 240mm×370mm，那么設計時模具的下模座（寬×長）不要超過 40mm×370mm。⑹模柄孔尺寸 直徑×深度為 φ30mm×35mm，那么設計時模具的模柄要與模柄孔尺寸匹配。其主要技術(shù)參數(shù)如下表 1。表 1公稱壓力/KN 100發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm 4滑塊行程/mm 45 共 29 頁 第 18 頁滑塊調(diào)節(jié)行程/mm 60/8標準行程次數(shù)(不小于)(次/min) 145(快速型)發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm 1.5(快速型)滑塊行程/mm 30(快速型)行程次數(shù)(不小于)(次/min) 300(最大閉合高度)固定臺和可傾/mm 180封合高度調(diào)節(jié)量/mm 35(標準型)滑塊中心到機身距離(吼深)/mm 130(標準型)工作臺尺寸(左右×前后)/mm 370×240(標準型)工作臺孔尺寸(左右×前后)/mm 180×90(標準型)工作臺孔尺寸(直徑)/mm 130(標準型)立柱間距離(不小于)/mm 180模柄孔尺寸(直徑×深度)/mm Ф30×50工作臺板厚度/mm 50床身最大傾斜角(°) 358、彎曲模的總體設計8.1 模具的類型選擇由沖壓工藝分析可知，采用單工序模，所以模具類型為單工序模具。8.2 定位方法的選擇因為該模具采用的是小條料，控制調(diào)料的送進方向采用定位銷定位和坯了外形定位，因為零件的尺寸精度要求不是很嚴格，此定位方法就可以滿足要求。 共 29 頁 第 19 頁8.3 頂件及出料方式的選擇因為工件的厚度為 1.5mm 相對較薄，力頂件也比較小，故可以采用彈性卸料裝置。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式及特點分析我們選擇采用前后送進坯料的后出料方式，可以提高生產(chǎn)效率.9.模具的裝配調(diào)試9.1 沖裁模的裝配調(diào)試要點（1）裝配 模架選擇好以后，裝配時需要對模架進行補充加工，然后進行凸模、模柄、凹模等進行裝配。1.凸模與凹模的裝配 凸模、凹模與固定板的配合常采用 H7/n6 或 H7/m6.總裝 共 29 頁 第 20 頁前應先將凸模壓入固定板，并在平面磨床上將上平面磨平，使其固定端面與固定板的支撐面處于同一平面，凸模應和固定板的支撐面垂直。2.模柄的裝配 本模具選用旋入式模柄，通過螺紋與上模座板連接，并加螺釘加以固定。3.沖裁模的總裝 沖壓模具上模部分是通過模柄安裝在壓力機的滑塊上的，是模具的活動部分。下模部分被固定在壓力機的工作臺上，是模具的固定部分。模具工作的時，上模部分和下模部分的工作零件必須保證正確的位置，才能使模具正常的工作。模具裝配時，為了方便地將上、下兩部分的工作零件調(diào)整到正確位置，并使凸模、凹模具有均勻的間隙，要正確安排上、下模的裝配順序。裝配有模架的模具時，一般是先裝配模架，再進行模具工作零件和其它結(jié)構(gòu)零件裝配。上、下模的裝配順序應根據(jù)上模和下模上所安裝的模具零件在裝配和調(diào)整過程中所受限制的情況來決定。如果上模部分的模具零件在裝配和調(diào)整時所受限制最大，則應先裝上模具的下模部分，并以它為基準調(diào)整下模部分的零件，保證凸、凹模配合間隙均勻。反之，則應先裝模具的下模部分，并以它為基準調(diào)整上模部分的零件。上、下模的裝配順序應根據(jù)的結(jié)構(gòu)來決定。對于無導柱的模具，凸、凹模的配合間隙是在模具安排到壓力機上時才進行調(diào)整，上、下模的裝配可以分別進行。9.2 調(diào)試1.模具閉合高度調(diào)整 模具應與沖壓設備配合好，保證模具應有的閉合高度和開啟高度。2.凸、凹模刃口及間隙調(diào)整 刃口要鋒利，間隙均勻。3.定位裝置的調(diào)試 定位要可靠、精確4.導向機構(gòu)的調(diào)試 導柱、導套要有好的配合精度，保證模具運動平穩(wěn)、可靠。9.3 沖裁模試沖時出現(xiàn)的問題及調(diào)整方法 表 2 共 29 頁 第 21 頁存在的問題 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法送料不暢通或料被卡住凸模與卸料板之間間間隙過大，○ 1使搭邊翻扭兩導料板之間的尺寸過小或有○ 2斜度減小凸模與卸料板之間的間○ 1隙根據(jù)情況挫修或磨或重裝○ 2制件不平 頂料桿和工件接觸面過小○ 1凹模有倒錐度○ 2導正銷與預沖孔配合過緊，將○ 3沖件壓出凹陷更換頂料桿，增加與工件接○ 1觸面積修正凹?！?2制件有毛刺 刃口不鋒利或淬火硬度低○ 1配合間隙過小或過大○ 2間隙不均勻使沖件一邊有帶斜○ 3角的毛刺刃磨刃口，使其鋒利○ 1調(diào)整凸、凹模之間間隙，使○ 2其均勻一致刃口向肯 凸模、導柱等零件安裝不垂直○ 1凸、凹模相對位置沒對正○ 2卸料板的孔位不正確或彎斜使○ 3沖孔凸模位移導柱、導套配合間隙過大，使○ 4導向不正重裝凸?；?qū)е?，保持垂直?1調(diào)整凸凹模，使其對正并?！?2證間隙均勻修正或更換卸料板○ 3更換導柱或?qū)住?4卸料不正常 凹模與下模座的漏料孔沒有對○ 1正，料被堵死而排不出來彈簧或橡皮的彈力不足○ 2修正漏料孔○ 1更換彈簧或橡皮○ 2內(nèi)孔與外形位置不正或扁位位置落料凸模上導正銷尺寸過小○ 1導料板與凹模送料中心線不平○ 2行，使孔偏斜擋料塊位置不正○ 3更換導正銷○ 1修正導料板○ 2修正擋料塊○ 3凹模被脹裂 凹?？子械瑰F現(xiàn)象，即上口大，下口小，或凹模刃口深度太長，積存的件數(shù)太多，張力太大修正凹模刃口，消除倒錐現(xiàn)象或減小凹模刃口長度，使沖下的制件盡快漏下 共 29 頁 第 22 頁制件產(chǎn)生回彈彈性變形的存在增加凹模型槽的深度○ 1改變凸模的形狀和角度大小○ 2減小凸、凹模之間的間隙○ 3增加校正力或使校正力集中○ 4在角部變形區(qū)制件表面有擦傷凹模的內(nèi)壁和圓角處表面不光、○ 1太粗糙板料被粘附在凹模表面○ 2將凹模內(nèi)壁與圓角修光，在○ 1凹?；蛲鼓５墓ぷ鞅砻驽冇层t厚 0.01-0.03mm.將凹模進行化學處理○ 2制件不平 壓料力不足○ 1 增加壓料力，最好校正一下○ 1彎曲角變形部分有裂紋彎曲半徑太小○ 1材料的紋向與彎曲線平行○ 2材料的塑性差○ 3加大彎曲半徑○ 1將板料退火后再彎曲變形或○ 2改變落料的排樣將板料進行退火處理○ 3U 形件左右高度不一致凹模的圓角半徑左、右兩邊加○ 1工不一致定位不穩(wěn)定或定位位置不準○ 2壓料不牢○ 3凹、凸模左右兩邊間隙不均勻○ 4修正圓角半徑使左右一致○ 1調(diào)整定位裝置○ 2增加壓料力○ 3調(diào)整凸、凹模之間的間隙○ 49.4 裝配其他零件并試模上模安裝頂桿，頂件塊，檢查打料機構(gòu)工作的可靠性。頂件塊在最低位置時，應突出凸凹模刃口 0.2-0.5mm.安裝卸料板，安裝后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低0.2-0.5mm.在設計指定的壓力機上，裝配好的模具進行試沖。試模時重點檢查打料機構(gòu)和頂出機構(gòu)的動作是否及時、可靠。每一次沖壓后，上模隨壓力機上行到上死點時，條料和頂出的工件都應該出現(xiàn)在下模凹模工作面上，以便及時清除。裝配后應保證間隙均勻，落料凹模刃口面應高出沖孔凸模工作端面 2mm. 共 29 頁 第 23 頁10. 模具裝配圖 共 29 頁 第 24 頁圖 4 扣耳沖孔落料復合模 共 29 頁 第 25 頁圖 5 扣耳彎曲單工序模 共 29 頁 第 26 頁結(jié)束語彎板屬于典型的沖裁彎曲件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應的壓力機。本設計主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設計，需要計算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設計繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。彎板沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，但是其尺寸相對較大不適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長度，因此需要改變上、下模座的長度，以達到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應的簡化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護。彎板沖孔落料模具的設計，是理論知識與實踐有機的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合格的模具設計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學習新知識新技術(shù)，樹立終身學習的觀念，把理論知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟的騰飛做出應有的貢獻。 共 29 頁 第 27 頁致 謝首先我衷心地感謝我的導師于智宏老師，她仔細審閱了我設計的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設計內(nèi)容提出了許多寶貴的建設性建議。于老師淵博的學識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，她給了我極大的鼓勵和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！感謝母?！幽蠙C電高等專科學校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可親可敬的老師和團結(jié)友愛的同學，并感激師友的教誨和幫助！我殷切地希望我們模具專業(yè)能在全系師生的齊心協(xié)力下越辦越好！衷心祝愿我們的學校和我們所有的師生都能青春永駐！活力無限！步步登高！參 考 文 獻[1]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設計與制造[M].北京：高等教育出版社，2006 共 29 頁 第 28 頁[2]王孝培主編.沖壓手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004[3]許發(fā)樾主編.實用模具設計與制造手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000[4]翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版.2005[5]翟德梅主編.金屬與塑料成型機械[M].河南機電高等?？茖W校 2005[6 楊占堯主編.沖壓模具圖冊[M].北京：高等教育出版社，2006[7]寇世瑤主編.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2004[8]王曉江主編. 模具設計與制造專業(yè)英語[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006