回油管夾片的沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【落料沖孔、彎曲模復(fù)合模含2副模具21張CAD圖帶卡片】
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回油管夾片的沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)【落料沖孔、彎曲模復(fù)合?！空罕驹O(shè)計(jì)題目為回油管夾片成形工藝與模具設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了板類沖壓零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計(jì)意義。通過對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊并吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了工件的成形工藝及模具成形結(jié)構(gòu)對(duì)制件質(zhì)量的影響。介紹了回油管夾片模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意的要點(diǎn)，通過對(duì)制件進(jìn)行工藝分析，可確定制件的成形加工用一套沖孔落料復(fù)合模和一套彎曲模。從控制制件尺寸精度出發(fā)，對(duì)回油管夾片模具的各主要尺寸進(jìn)行了理論計(jì)算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并應(yīng)用 CAD 進(jìn)行各重要零件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：復(fù)合模；彎曲模；工藝分析；模具零部件的加工工藝。 Oil return pipe die design Abstract:The topic for the Oil return pipe die design reflect the sheet metal stamping parts of the design for the requirements content and the direction,Have a significance of the design.Through the design of the die parts to further enhance design of a oil return pipe enlarge the basic knowledge for the designer and put the way for the designer of more profound experienceThe design use the basic knowledge of the die design, First there is an analysis for the shape of the workpiece forming and die structure of the parts quality. Introducedthe key point of the oil return pipe design that we should be noted , Through the process of analysis for the die, we can identify the parts of the forming punch is a blanking die and a set of composite bending die.Size the precision parts of the control of the key point,and calculat of all the major theoretical I carried out the the size of the working parts、the parts from the mold design process and the assembly process,AndI carry out CAD to design important parts of the oil return pipe die.Key words:compound die; Blending dies； process analysis；processing of die parts 目 錄1 緒 論 ………………………………………………………………………11.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………11.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 ……………………………………………………11.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………41.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………41.3 回油管夾片模具設(shè)計(jì)與制造方面…………………………………………51.3.1 回油管夾片模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路…………………………………51.3.2 回油管夾片模具的設(shè)計(jì)進(jìn)度………………………………………52 沖 裁 的 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) …………………………………………………………………62.1 沖裁件的工藝分析…………………………………………………………62.1.1 材料的分析…………………………………………………………62.1.2 制件的工藝性分析…………………………………………………62.2 沖裁工藝方案的確定……………………………………………………63 模 具 主 要 零 部 件 的 設(shè) 計(jì) ……………………………………………………………83.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………83.1.1 落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………… 83.1.2 沖孔 φ7 凸模的設(shè)計(jì)……………………………………………93.1.3 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………104 主 要 工 藝 參 數(shù) 計(jì) 算 …………………………………………………………………124.1 排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………………124.1.1 確定搭邊與搭肩值…………………………………………………124.1.2 計(jì)算送料步距和條料的寬度………………………………………124.1.3 計(jì)算材料的利用率…………………………………………………134.2 沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)的噸位…………………………………134.2.1 沖裁力的計(jì)算………………………………………………………134.2.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算………………………………144.2.3 總沖壓力 F 總 ………………………………………………………154.3 壓力機(jī)的公稱壓力的確定…………………………………………………154.4 壓力中心的確定……………………………………………………………164.5 工作部分的尺寸計(jì)算………………………………………………………174.5.1 計(jì)算凸凹模工作部分的尺寸（沖孔）并確定其公差……………174.5.2 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算……………………………185． 模 具 總 體 設(shè) 計(jì) ……………………………………………………………………195.1 定位方式的選擇……………………………………………………………195.2 導(dǎo)向方式的選擇……………………………………………………………205.3 卸料方式的選擇……………………………………………………………205.3.1 上模推件裝置的設(shè)計(jì)………………………………………………205.3.2 下模部分卸料裝置的設(shè)計(jì)………………………………………215.4 連接與固定裝置的設(shè)計(jì)……………………………………………………225.4.1 模柄的設(shè)計(jì)…………………………………………………………22 5.4.2 固定板的設(shè)計(jì)……………………………………………………235.4.3 墊板的設(shè)計(jì)………………………………………………………245.4.4 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)………………………………………………245.6 模架及組成零件的確定…………………………………………………245.6.1 模架的選用…………………………………………………………245.6.2 模座的確定……………………………………………………… 246.壓 力 機(jī) 有 關(guān) 參 數(shù) 的 校 核 ……………………………………………………………257.繪 制 模 具 總 裝 圖 和 非 標(biāo) 零 件 工 作 圖………………………………………………268.1 彎曲模設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備……………………………………………………278.2 閱讀彎曲件產(chǎn)品圖…………………………………………………………27此彎曲件屬于圓形彎曲，形狀尺寸不算復(fù)雜，可一次彎曲成形……………278.3 彎曲件的工藝分析…………………………………………………………278.4 工藝方案的確定…………………………………………………………289.彎 曲 模 工 藝 計(jì) 算 ……………………………………………………………………289.1 彎曲件展開尺寸長(zhǎng)度的計(jì)算………………………………………………289.1.1 變形區(qū)中性層曲率半徑 ρ…………………………………………289.1.2 毛坯尺寸〔中性層長(zhǎng)度〕…………………………………………299.2 彎曲模工作部分尺寸計(jì)算………………………………………………309.2.1.彎曲模工作部分尺寸計(jì)算 …………………………………………309.2.2.彎曲回彈的計(jì)算……………………………………………………319.2.3.彎曲力的計(jì)算………………………………………………………319.2.4.壓力機(jī)的選擇………………………………………………………3210.模 具 總 體 設(shè) 計(jì) ……………………………………………………………………3510.1 模具的類型確定……………………………………………………………3510.2 定位方法的選擇……………………………………………………………3510.3 卸料方法的選擇……………………………………………………………3510.4 導(dǎo)向方式的選擇……………………………………………………………3510.5 主要零部件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………3510.5.1 工作零部件的設(shè)計(jì)…………………………………………………3510.5.2 緊固螺釘?shù)倪x用…………………………………………………3710.5.3 模架及其他零部件的設(shè)計(jì)………………………………………3711.模 具 的 總 裝 圖 、 零 件 圖 及 工 作 原 理 ……………………………………………3911.1 模具的總裝圖……………………………………………………………3911.2 模具的零件圖……………………………………………………………3911.3 工作原理……………………………………………………………………39結(jié) 束 語 …………………………………………………………………………………40致 謝 ……………………………………………………………………………………41參 考 文 獻(xiàn) ………………………………………………………………………………42 1 緒 論目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)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(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀一、我國(guó)沖壓模具無論在數(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)發(fā)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、精度、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，已趨供過于求，市場(chǎng)竟?fàn)幖ち摇，F(xiàn)將 2004 年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)情況簡(jiǎn)介如下：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 億美聯(lián)社元,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)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)含量較低中的中低檔模具,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,具有一定的竟?fàn)幜?,因此其在國(guó)際市場(chǎng)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%就可說明這一點(diǎn);三是近年來港資、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)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能計(jì)入上述數(shù)字之中。二、沖壓模具水平狀況 近年來，我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá) 50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到 1~2μm，壽命 2億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到 Ra≤1.5μm 的精沖模，大尺寸（φ≥300mm ）精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。1、模具 CAD/CAM 技術(shù)狀況我國(guó)模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展已有 20 多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢 733 廠于1984 年共同完成的精神模 CAD/CAM 系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)自行開發(fā)的模具 CAD/CAM 系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于 1986 年共同完成的冷沖模 CAD/CAM 系統(tǒng)是我國(guó)自行開發(fā)的第一個(gè)沖裁模 CAD/CAM 系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模 CAD/CAM 系統(tǒng)也于同年完成。20 世紀(jì) 90 年代以來，國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開始采用 CAD/CAM 技術(shù)。 國(guó)家科委 863 計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為 CIMS 應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具 CAD/CAPP/CAM 集成系統(tǒng)于 1996 年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和 CAD/CAM 軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯著效益。1997 年一汽引進(jìn)了板料成型過程計(jì)算機(jī)模擬CAE 軟件并開始用于生產(chǎn)。21 世紀(jì)開始 CAD/CAM 技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了 CAD/CAM 技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各 CAE 能力。 模具 CAD/CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識(shí)。在“八五 ”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量 CAD/CAM 系統(tǒng)。如美國(guó) EDS 的 UG，美國(guó) Parametric Technology 公司 Pro/Engineer，美國(guó) CV 公司的CADSS，英國(guó) DELCAM 公司的 DOCT5，日本 HZS 公司的 CRADE 及 space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進(jìn)了 AutoCAD CATIA 等軟件及法國(guó) Marta-Daravision 公司用于汽車及覆蓋件模具的 Euclid-IS 等專用軟件。國(guó)內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM 技術(shù)/DL 圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維 CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。在沖壓成型 CAE 軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。快速原型（RP）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實(shí)現(xiàn)了以三維 CAD 模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著 RPM 應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。2、模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平，包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。雖然如此，我國(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國(guó)外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國(guó)際水平。 但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來越多。NC、DNC 技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。 模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認(rèn)可，碳化物被覆處理（TD 處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)用。1.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)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(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國(guó)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(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)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(dòng)化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)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(jī)、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(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)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(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、 "大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（ VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)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(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)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(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％．1.3回油管夾片模具設(shè)計(jì)與制造方面1.3.1 回油管夾片模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)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(jī)作用下，將平板坯料進(jìn)行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件 IT8～I(xiàn)T7 級(jí)精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用 IT7～ IT6 級(jí)精度的高級(jí)沖裁模。我的設(shè)計(jì)思路是：首先用沖孔落料模具將從板上沖下彎曲的坯料，再用彎曲的方法彎成所要求的形狀。1.3.2 回油管夾片模具的設(shè)計(jì)進(jìn)度1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 20 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；4.模具的調(diào)試.所用時(shí)間 5 天。設(shè)計(jì)者：劉曼玉 2 沖裁的畢業(yè)設(shè)計(jì)2.1沖裁件的工藝分析工件名稱：回油管夾片生產(chǎn)批量：大批量材料：08 鋼 厚度：0.35mm工件簡(jiǎn)圖如圖 2-1 所示 圖 2.1 制件圖 2.1.1 材料的分析：08 鋼屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，有一定的強(qiáng)度，有害雜質(zhì)元素硫、磷受到嚴(yán)格限制，非金屬夾雜物含量少，塑性和韌性較好，主要制作較重要的機(jī)械零件。常用于制作沖壓件。市場(chǎng)上也容易買到這種材料，價(jià)格適中。2.1.2 制件的工藝性分析：回油管夾片屬于小尺寸零件，形狀簡(jiǎn)單，料厚 0.35mm，大批量，圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14 級(jí)，符合一般沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。市場(chǎng)上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。2.2 沖裁工藝方案的確定根據(jù)工件的工藝性分析回油管夾片所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬訂出以下三種工藝方案。方案一：用簡(jiǎn)單模分兩次加工，即先落料,后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：沖孔——落料級(jí)進(jìn)模。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案三：落料——沖孔復(fù)合模。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn)方案一：生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。方案二：只需要一副模具，生產(chǎn)率高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成多個(gè)工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化自動(dòng)化容易，尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但零件的沖裁精度差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜。沖方案三壓生產(chǎn)率較高，壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序，實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化，零件的精度易保證。復(fù)合模一般制造復(fù)雜，由于此零件形狀簡(jiǎn)單，模具制造并不難，并且沖壓精度高。通過上述三個(gè)方案的比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三更佳。 3 模具主要零部件的設(shè)計(jì)3.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此模具為倒裝的沖孔落料復(fù)合模，其凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下所示。3.1.1 落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒型刃口，并查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表 2.21，取刃口高度 h=6mm.該凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，宜采用整體式。查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表 2.22 K=0.4凹模高度 H=Kb=0.4x52.61=21.044凹模壁厚 C=1.5H=1.5X21.044=31.566凹模外形尺寸的確定：凹模外形長(zhǎng)度 L=52.61+2X31.566=115.742凹模外形寬度 B=12+2X31.566=75.132凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化取為 200X160X32具體形狀見圖 3-1 所示 圖 3-1 整體式凹模的結(jié)構(gòu)3.1.2 沖孔 φ7 凸模的設(shè)計(jì)：沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級(jí)形式如下圖所示：圖 3-2 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式凸模選用 B 型圓凹模，凸模固定板厚度取 18mm，凸模長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長(zhǎng)度用下列公式計(jì)算：L=h 凸模固定板+h 落料凹模式中 L—凸模長(zhǎng)度， mmL=18+32=50mm沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模刃口 1mm凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即校核公式為 ≤minFP孔 ???式中 F 孔 —沖孔沖裁力,N, F 孔 =3000NFmin—凸模最小斷面積， , Fmin= /4=38.52214.3d2m凸模材料的許用應(yīng)力，MPa,如凸模材料選用 T10A，查手冊(cè)???=（1000～1600）MPa,這里取 =1200 MFa??????因?yàn)?=3000/38.5=77.9 MPa＜minFP孔所以凸模強(qiáng)度符合要求。3.1.3 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具為復(fù)合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個(gè)凸凹模，根據(jù)整體模 具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如 3-3 圖所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。 圖 3-3 凸凹模的結(jié)構(gòu)校核凸凹模的強(qiáng)度：查表 2.23 得凸凹模的最小壁厚為 1.4mm,而實(shí)際最小壁厚為 2.5mm。故符合強(qiáng)度要求。凸凹模刃口尺寸按落料凹模尺寸配置，并保證雙面間隙為 0.021-0.027mm 4 主要工藝參數(shù)計(jì)算4.1排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料的排樣圖。合理的排樣應(yīng)是在保證質(zhì)量、有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)的前提下，以最少的材料消耗，沖出最多數(shù)量的合格工件。此工件根據(jù)其長(zhǎng)方形的外形可以采用無廢料徘樣，但考慮到工件壁薄的特點(diǎn)采用有廢料排樣，這樣雖工件的利用率低了些，沖裁件的質(zhì)量和模具壽命都提高了上來。根據(jù)零件的外形特點(diǎn)及以上分析，采用直排有廢料的排樣方式。具體見圖 4-1 所示。圖 4-1 排樣圖4.1.1 確定搭邊與搭肩值《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表 2-9 得工件間最小搭邊值為 2.2mm，側(cè)面為 2.5mm。 4.1.2 計(jì)算送料步距和條料的寬度 1．送料步距的計(jì)算 A=D+aD--平行與送料方向的沖裁件寬度a--沖裁件之間的搭邊值所以 A=12+2.2=14.2mm2．條料的寬度計(jì)算條料是由板料裁剪下料而得，為保證送料順利，裁剪時(shí)的公差帶規(guī)定為上偏差是 0，下偏差是負(fù)值 設(shè)計(jì)為無無側(cè)壓裝置的送料方式的條料寬度，按下式計(jì)算B-0Δ= 〔D max+2a＋C〕 0-Δ B—條料的寬度Dmax—沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸a—側(cè)搭邊的最小值 ，由表 2.11 查得 a=0.5△—條料寬度的單向（負(fù)向）偏差c—導(dǎo)料板與最寬條料之間的單面最小間隙，由表 2.12 查得 C＝0.5代入數(shù)據(jù)計(jì)算，取得條料寬度為 58mm。 4.1.3 計(jì)算材料的利用率：材料利用率 的計(jì)算公式為 ?= .A式中 A 0—一個(gè)沖裁件的面積，mm 2;A 一個(gè)送料步距內(nèi)板料的面積η= =72.47%2123.5.64????????4.2沖壓力的計(jì)算并初步選取壓力機(jī)的噸位4.2.1 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，本模具采用普平刃口模具沖裁，其沖裁力 F 按下式計(jì)算：F=KLtτ b沖裁力公式為 F＝F 沖孔 +F 落料式中 F—沖裁力F 沖孔 —沖孔沖裁力F 落 —落料沖裁力1.沖孔沖裁力 F 沖孔F 沖孔 ＝K tτL孔 式中 K—系數(shù)，查表取 K＝1.3—沖孔周長(zhǎng)，L＝ 3.14×7＝21.98mm孔t—材料厚度，t＝0.35mmτ—材料抗剪強(qiáng)度，MPa，查表取 τ＝300 MFa所以 F 沖孔 ＝K tτ＝1.3×21.98×0.35×300 ＝3000NL孔取 F 沖孔 ＝3KN2.落料沖裁力 F 落料F 落料 ＝K tτ落式中 —落料件外形周邊尺寸L落＝（52.61+12）X2=129.22落所以 F 落料 ＝KLtτ＝1.3×129.22×0.35×300=17638.53N取 F 落料 ＝17.64KN4.2.2 卸料力、推件力及頂件力的計(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：卸料力 F 卸F 卸 ＝ F 落料xK式中 F 卸 —卸料力—卸料系數(shù)，查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表 2.7 得 ＝0.05x xK所以 F 卸 ＝0.05X17.64＝0.882KN 推件力 tPF 推 ＝ F 沖孔 ntK式中 —推料系數(shù) ,查表取 =0.065t tKn—同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù),取 n=4所以 F 推 =0.065×3×4=0.78KN 4.2.3 總沖壓力 F 總沖裁時(shí),壓力機(jī)的壓力值必須大于或者等于沖裁各工藝力的總和,即大于總的沖壓力,總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同,本模具采用彈性卸料裝置和下出件的模具,總的沖壓力為F 總 = F 沖孔 +F 落落 + F 卸 +F 推 =3+17.64+0.882+0.78=22.3KN4.3 壓力機(jī)的公稱壓力的確定：通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī) JB23-25 能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下表。公稱壓力/KN 63滑塊行程/mm 35行程次數(shù)(不小于)(次/min) 170最大封閉高度/mm 300封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 35滑塊中心至機(jī)身距離/mm 110(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺(tái)尺寸(左右×前后)/mm 250X310(標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺(tái)孔尺寸(直徑)/mm 150(標(biāo)準(zhǔn)型)立柱間距離(不小于)/mm 240模柄孔尺寸(直徑×深度)/mm Ф30X55工作臺(tái)板厚度/mm 55傾斜角(不小于)(°) 45電動(dòng)機(jī)/kw 2.2外形尺寸（前后×左右×高）/mm 1100×800×20004.4壓力中心的確定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。所以壓力中心的計(jì)算很關(guān)鍵.其計(jì)算如下： L1=52.61,X1=0; L2=12,X2=-26.035L3=12,X3=26.30XC=52.61+26.305X2+21.93=-3.5其中 XC—壓力中心4.5 工作部分的尺寸計(jì)算4.5.1 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特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，而小孔尺寸則是由沖孔得到。查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》查表 2.3 而知：Zmin = 0.021，Zmax =0.027mmZmax –Zmin = 0.006mm因?yàn)槟＞叩木鹊燃?jí)為 IT14 級(jí) ,由表 2.6 取 X = 0.5δa=0.6X(Zmax-Zmin)=0.6x(0.027-0.021)=0.0036mmδt=0.4X(Zmax-Zmin)=0.0024mmLT=(dmin+x△) -Δε 0=(6.64+0.5x0.72)-0.00240=70-0.0024 mmLA=(dT+Zmin)0+δκ=(6.64+0.021)0+0.00366.66+0.00360=mm 較核：|δT|+|δA|= 0.0036 mm +0.0024 mm =0.006mm=Zmax –Zmin=0.006mm滿足間隙公差條件其中 Zmax——最大沖裁間隙Zmin——最小沖裁間隙 Δa.δt——分別為凸凹模的制造公差LT、 LA——凸凹模尺寸X——磨損系數(shù)4.5.2 外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算LAc=(Lmaxc-X△) 0+δκ=(53.35-0.5x1.18)0+0.0036=52.610+0.0036LTc=(Lac-Zmin)-Δε 0=(52.61-0.021)-0.00240=52.59-0.00240LAk=(Lmaxk-X△k) 0+δκ=(12.43-0.5x0.86)0+0.0036=120+0.0036LTK=(DTK-Zmin)-Δε 0=(12-0.021)-0.00240=11.98-0.00240其中Lmaxc—長(zhǎng)度方向最大尺寸Lmaxk—寬度方向最大尺寸LAc---凹模長(zhǎng)度方向尺寸LTc—凸模長(zhǎng)度方向尺寸LAk—凹模寬度方向尺寸LTK—凸模寬度方向尺寸 5．模具總體設(shè)計(jì)5.1 定位方式的選擇本工件是大批量生產(chǎn)，根據(jù)本模具的設(shè)計(jì)需要采用活動(dòng)導(dǎo)料銷比較合適，安在左側(cè)位置，其結(jié)構(gòu)見圖 5-1 所示。圖 5-1 活動(dòng)導(dǎo)料銷擋料銷選用活動(dòng)擋料銷，其具體形狀見圖 5-2圖 5-2材料：45 鋼 熱處理：硬度 35～40HRC技術(shù)條件：按 GB2870—815.2 導(dǎo)向方式的選擇 為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。采用手工送料方式，并采用滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架。5.3 卸料方式的選擇設(shè)置卸料裝置的目的是沖裁后將包在凸模外的廢料、卡在凹模內(nèi)的工件卸掉，保證下次沖裁順利進(jìn)行，在這里下模部分采用彈性卸料裝置，上模部分采用剛性卸料裝置5.3.1 上模推件裝置的設(shè)計(jì)推件裝置由打桿、推板、2 個(gè)連接推桿和推件塊組成其具體形狀見圖 5-3打 桿 推 板推 桿推 件 塊圖 5-3 推件裝置1.推 件 塊 的 設(shè) 計(jì)本 推 件 塊 的 端 面 外 形 應(yīng) 跟 落 料 凹 模 的 刃 口 形 狀 一 致 ， 整 體 外 形 應(yīng) 設(shè) 計(jì) 成 臺(tái) 階 式 以便 與 凹 模 配 合 完 成 推 件 ， 而 在 沖 裁 時(shí) 不 致 與 把 推 件 塊 推 出 滑 到 模 外 。 推 件 塊 在 自 由狀 態(tài) 下 應(yīng) 高 出 凹 模 面 0.2～ 0.5mm。推 件 塊 和 凹 模 的 配 合 ： 由 于 外 形 件 的 相 對(duì) 尺 寸 較 大 ， 外 形 形 狀 相 對(duì) 復(fù) 雜 ， 所 以 推件 內(nèi) 形 與 凹 模 為 間 隙 配 合 H8/f8， 推 薦 外 形 與 凹 模 為 非 配 合 關(guān) 系 ， 屬 內(nèi) 導(dǎo) 向 。2.連 接 推 桿 的 選 用為 了 使 推 件 裝 置 推 出 平 穩(wěn) 采 用 2 根 推 桿 。 每 根 推 桿 所 承 受 的 力 為 ：PT/2=0.78X103/2=0.39kN由 手 冊(cè) 查 取 適 合 本 裝 置 的 推 桿 規(guī) 格 為 ： φ 10×55mm 3.推 板 的 設(shè) 計(jì) 由 推 出 結(jié) 構(gòu) 需 要 ， 推 板 的 行 狀 如 下 圖 5-4圖 5-4 推板4.打 桿 的 設(shè) 計(jì)打 桿 選 用 帶 肩 A 型 打 桿 與 推 板 配 合 以 起 到 平 穩(wěn) 推 件 作 用 。其 材 料 45 鋼 熱 處 理 硬 度 43～ 48HRC 規(guī) 格 ： A8×90mm JB2876.1-815.3.2 下模部分卸料裝置的設(shè)計(jì)下模采用橡皮卸料裝置：橡皮允許承受的負(fù)荷較彈簧的大，且安裝調(diào)試方便，在沖裁模具中應(yīng)用很廣泛，故采用橡皮卸料（1）橡皮的平面尺寸選 擇 橡 皮 時(shí) 應(yīng) 主 要 確 定 其 自 由 高 度 預(yù) 壓 縮 量 及 截 面 積 。 其 計(jì)算 公 式 與 步 驟 如 下 ：1、 確 定 自 由 高 度H 自 =L 工 /(0.25~0.30)+h 修 模 =11.75mmL 工 ——沖 模 工 作 行 程 （ mm） 。 對(duì) 沖 裁 模 而 言 ， L 工 =t+1h 修 模 ——預(yù) 留 的 修 模 量 。 根 據(jù) 模 具 設(shè) 計(jì) 壽 命 一 般 取 4~6mm2、 確 定 L 預(yù) 和 H 裝L 預(yù) =（ 0.10~0.15） H 自 =1.175mmH 裝 =H 自 -L 預(yù) =11.75mm-1.175mm=10.575mmL 預(yù) ——橡 皮 的 預(yù) 壓 縮 量H 裝 ——沖 模 裝 配 好 以 后 橡 皮 的 高 度3、 確 定 橡 皮 橫 截 面 積 A(mm2): A=F/q=882Kn/0.3Mpa=2940mm2F——所 需 的 彈 壓 力 （ N）q——橡 皮 在 預(yù) 壓 縮 狀 態(tài) 下 的 單 位 壓 力 :約 為 0.26~0.50MpaR=21.6mm 在這取 22mm5.4連接與固定裝置的設(shè)計(jì)5.4.1 模柄的設(shè)計(jì):本模具屬于小型模具,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。在本模具中選用凸緣模柄，通過螺紋與上模座連接并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。模柄材料通采用 Q235 鋼.選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并按 GB2862.3-81 進(jìn)行設(shè)計(jì)，見圖 5-5圖 5-5 模柄5.4.2 固定板的設(shè)計(jì)將凸模或凹模按一定相對(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。在本模具中只有凸模和凸凹模都需要由固定板來固定?，F(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸模固定板和凸凹模固定板尺寸凸凹模固定板尺寸為: 200mm×160mm×20mm凸模固定板尺寸為: 200mm×160mm×18mm固定板材料采用 45 鋼具體如圖 5-6 圖 5-6 固定板5.4.3 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。墊板的外形尺寸和凸模固定板相同，厚度取 8mm5.4.4 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計(jì):螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可5.6 模架及組成零件的確定:5.6.1 模架的選用: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，在此選用滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架。5.6.2 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 200㎜×160㎜ ×32㎜ ，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為: 294㎜×237㎜×55 ㎜. 上模座尺寸為: 294㎜×240㎜×45 ㎜6.壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核JB23-25 型壓力機(jī)的閉合高度 300mm 之間，模具的閉合高度在 200mm 左右，模具的閉合高度符合要求。 本模具的外形尺寸為 294mm×237mm×206mm, 工作臺(tái)尺寸 (左右×前后)310mm×250mm ， 可以正確安裝和正常使用。外形尺寸符合要求。經(jīng)校核 JB23-25 型壓力機(jī)符合此連續(xù)模設(shè)計(jì)的要求，可以被采用。 7.繪 制 模 具 總 裝 圖 和 非 標(biāo) 零 件 工 作 圖由 以 上 設(shè) 計(jì) ， 可 得 到 模 具 的 總 裝 圖 （ 裝 配 圖 見 附 圖 ） 。 模 具 上 模 部 分 主 要 由 上 模板 、 墊 板 、 凹 模 板 、 推 件 塊 等 組 成 。 推 件 方 式 由 剛 性 推 件 裝 置 憑 借 壓 力 機(jī) 的 壓 力 來完 成 廢 料 的 推 出 。 下 模 部 分 由 下 模 座 、 凸 模 、 卸 料 板 、 凸 模 固 定 板 等 組 成 。 卸 料 方式 采 用 彈 性 卸 料 ， 以 橡 膠 為 彈 性 元 件 。其 工 作 過 程 是 ： 條 料 在 送 進(jìn) 模 具 時(shí) 由 擋 料 銷 限 位 ， 導(dǎo) 料 銷 導(dǎo) 向 ， 使 得 條 料 精 確 定位 。 模 具 在 工 作 時(shí) ， 上 模 部 分 隨 壓 力 機(jī) 下 行 ， 當(dāng) 上 模 部 分 與 條 料 接 觸 時(shí) ， 卸 料 板 起壓 料 作 用 與 凹 模 一 起 作 用 將 條 料 壓 緊 ， 壓 力 機(jī) 滑 塊 繼 續(xù) 下 行 落 料 凸 模 進(jìn) 入 凹 模 口 在壓 力 及 刃 口 作 用 下 完 成 沖 裁 。壓 力 機(jī) 滑 塊 回 程 ， 上 模 部 分 跟 著 一 起 上 行 ， 在 打 料 桿 等 一 系 列 推 件 裝 置 的 作 用 下將 制 件 推 出 凹 模 腔 內(nèi) ， 卸 料 板 在 彈 簧 恢 復(fù) 的 作 用 下 也 將 條 料 從 凸 模 上 撥 落 下 來 ， 完成 卸 料 ， 卸 料 裝 置 復(fù) 位 。 條 料 再 送 進(jìn) 一 個(gè) 步 距 等 待 下 一 次 回 程 沖 裁 。 ?818.52R362?7回 油 管 夾 片 零 件 圖8.彎曲模具的設(shè)計(jì)工件名稱：回油管夾片生產(chǎn)批量：大批量材料：08 鋼 厚度：0.35mm零件圖 ：見圖 8-1圖 8-1 回油管夾片零件圖8.1 彎曲模設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備在確定工件的類型是彎曲件后，要根據(jù)零件圖及生產(chǎn)批量要求閱讀彎曲件產(chǎn)品圖，分析彎曲件的工藝性，確定工藝方案。8.2 閱讀彎曲件產(chǎn)品圖此彎曲件屬于圓形彎曲，形狀尺寸不算復(fù)雜，可一次彎曲成形。8.3彎曲件的工藝分析彎曲模沒有固定的結(jié)構(gòu)形式，有可能設(shè)計(jì)的很簡(jiǎn)單，也可能設(shè)計(jì)的很復(fù)雜，這需要根據(jù)工件的材料性能、形狀、精度要求和產(chǎn)量進(jìn)行綜合分析，確定的模具的結(jié)構(gòu)形式。此工件屬于圓形彎曲，零件圖見 1-1 所示，圖中未注尺寸公差，在處理這類零件公差等級(jí)時(shí)均按 IT14 級(jí)要求，彎曲件圓角半徑 R 為 3mm 和 4mm，大于最小彎曲半徑〔rmin=0.6t=0.6x0.35=0.21mm〕此零件的形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，可以采用彎曲工序加工. 8.4 工藝方案的確定 該零件所需的沖壓工序?yàn)楹?jiǎn)單彎曲。 初步擬定以下兩個(gè)方案。方案一、兩道工序彎曲------先將坯料預(yù)彎曲成三個(gè) 120o的波浪形，然后再用第二套模具彎曲成圓形。波浪形狀由中心的三等分圓弧組成，首次彎曲的波浪形狀尺寸必須經(jīng)實(shí)驗(yàn)修正。方案二用一次彎曲模直接成形?？紤]到方案一制作需要兩個(gè)工序并且要設(shè)計(jì)兩套模具，在大批量生產(chǎn)中浪費(fèi)工時(shí)，并且增加成本，所以采用方案二9.彎曲模工藝計(jì)算9.1彎曲件展開尺寸長(zhǎng)度的計(jì)算當(dāng) r≥0.5t 的彎曲件，由于變薄不嚴(yán)重，可按中性層展開原則，坯料總長(zhǎng)度=彎曲件直線部分長(zhǎng)度和彎曲圓角部分應(yīng)變中性層長(zhǎng)度之和；R0.5t=0.5x0.35=0.175mm,r=4>0.5t=0.5x0.35=0.175mm，屬于圓角半徑較大的彎曲件，所以彎曲件的展開長(zhǎng)度按直邊與圓角區(qū)域進(jìn)行計(jì)算。視直邊在彎曲前后長(zhǎng)度不變，圓角區(qū)展開長(zhǎng)度按彎曲前后中性層長(zhǎng)度不變條件進(jìn)行計(jì)算。 9.1.1 變形區(qū)中性層曲率半徑 ρ：由于 = =1.5 查表 3.4，得中性層位移系數(shù) k1=0.501Rt32= =2 查表 3.4，得中性層位移系數(shù) k2=0.5t4變形中性層曲率半徑 ρ 按《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》式 3.7 計(jì)算ρ 1=r1+k1t=3+0.5x0.35=3.175 ρ 2=r2+k2t=4+0.5x0.35=4.175式中 R1 為半徑是 3 的圓角部分R2 為直徑是 8 的部分ρ 1為半徑 3 的中性層曲率半徑ρ 2為直徑 8 的中性層曲率半徑 9.1.2 毛坯尺寸〔中性層長(zhǎng)度〕L 總 =∑L 直 +∑L 弧對(duì)于 r3的彎曲部分L 弧 1= παρ1/180α=57 oL 弧 1= 3.14x57x3.175/180=3.16對(duì)于 r4的彎曲部分L 弧 2= παρ1/180α=297 oL 弧 2= 3.14x297x4.175/180=21.63該零件的毛坯展開長(zhǎng)度為L(zhǎng) 總 =∑L 直 +∑L 弧L 總=2L 弧 1+ L 弧 2+2 L 直= 2x3.16+21.63+2x12.33=52.61mm 式中L 總 為回油管夾片的展開長(zhǎng)度L 弧 1為半徑 3 的彎曲部分展開長(zhǎng)度L 弧 2為直徑是 4 的彎曲部分展開長(zhǎng)度∑L 直 為直段部分的總長(zhǎng)α 為彎曲部分對(duì)應(yīng)的角度∑L 弧 為彎曲部分的總長(zhǎng)9.2 彎曲模工作部分尺寸計(jì)算9.2.1.彎曲模工作部分尺寸計(jì)算1.凸模圓角半徑 ： 由于此工件的 = =1.5 較小，且 R 為 3mm 大于最小彎曲半徑1Rt32 （rmin=0.6t=0.6×0.35㎜=0.21㎜） 故凸模的圓角半徑為 rt1=3mm,rt2=4mm2.凹模圓角半徑. 凹模圓角半徑 的大小對(duì)彎曲力以及彎曲件的質(zhì)量均有影響。凹r過小會(huì)使彎矩的彎曲力臂減小，毛坯沿凹模圓角滑入的阻力增大，彎曲力增加，并凹使工件表面擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時(shí)毛坯會(huì)發(fā)生偏移。實(shí)際生產(chǎn)中凹模圓角半徑一般按材料的厚度 t 來選取.當(dāng) t4mm, =2t凹r式中 為凹模圓角半徑凹t 為材料厚度此零件為圓形彎曲，模具凹模的尺寸按工件的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)3.凸凹模間隙. 圓形件彎曲時(shí)，凸凹模的間隙是靠擺動(dòng)凹模來實(shí)現(xiàn)的，在模具設(shè)計(jì)中，必須考慮到模具閉合時(shí)，使模具工作部分與工件能緊密貼合，以保證彎曲質(zhì)量。在這里間隙取 0.3mm9.2.2.彎曲回彈的計(jì)算由于回彈值直接影響了彎曲件的形狀和尺寸，因此在模具設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)，必須預(yù)先考慮材料的回彈。通常是先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值和簡(jiǎn)單的計(jì)算初步確定模具工作部分尺寸，然后再試模修正模具相應(yīng)部分的形狀和尺寸?；貜椫档拇_定方法有：理論公式計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)值查表法。（1)自由彎曲時(shí)的回彈，可分為以下幾種情況： 相對(duì)彎曲半徑較大時(shí)自由彎曲的回彈值。當(dāng)≥10 時(shí)，回彈比較大，卸載后彎曲件的彎曲圓角半徑和角度都發(fā)生了較大變化，此時(shí)，可以不考慮材料厚度的變化以及應(yīng)力、應(yīng)變中性層的移動(dòng)，以簡(jiǎn)化計(jì)算。此零件由于變形程度大故可不考慮回彈，在這里對(duì)回彈不予考慮。9.2.3.彎曲力的計(jì)算彎曲力指的是壓力機(jī)完成預(yù)定的彎曲工序所需施加的壓力，是選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一，必須進(jìn)行計(jì)算，但要從理論上計(jì)算彎曲力是很復(fù)雜的，并且計(jì)算的值還不是十分的準(zhǔn)確，因此，再生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。圓筒件彎曲力 F 自=0.6Kbt 2δ b/(r+t)式中： F 自——沖壓行程結(jié)束時(shí)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）;δ b——彎曲件材料的抗拉強(qiáng)度（Mpa）;r——彎曲件的彎曲半徑（mm）;F 自 1=0.6×1.3×12×0.352×300/（3+0.35）N=102.7NF 自 2=0.6×1.3×12×0.352×300/（4+0.35）N=79.1NF 自總 =2 F 自 1+ F 自 2=2x102.7+79.1=284.5NF 頂 =（0.3-0.8）F 自 =（0.3︿0.8）x284.5=85.35︿227.6