導(dǎo)向板沖孔落料彎曲復(fù)合模模具設(shè)計(jì)

導(dǎo)向板沖孔落料彎曲復(fù)合模模具設(shè)計(jì),導(dǎo)向板沖孔落料彎曲復(fù)合模模具設(shè)計(jì),導(dǎo)向,沖孔,彎曲,曲折,復(fù)合,模具設(shè)計(jì) 導(dǎo)向板沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 緒 論 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還比較落后，主要原因是我國在沖壓基礎(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)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)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(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)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)。在學(xué)校的近三年學(xué)習(xí)中，已完成了模具專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中所要求的理論課程。在畢業(yè)前夕，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)行已學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和應(yīng)用，提高綜合能力的培訓(xùn)及擴(kuò)大模具領(lǐng)域的新知識(shí)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)其目的在于鞏固所學(xué)知識(shí)，熟悉有關(guān)資料，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)實(shí)際工作能力。通過設(shè)計(jì)，使我在工藝性分析、工藝方案論證、工藝計(jì)算、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫技術(shù)文件和閱讀技術(shù)文獻(xiàn)等方面受到一次綜合訓(xùn)練。 畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的具體要求是： 1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)課知識(shí)。 2.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)際工程問題，以此進(jìn)行綜合知識(shí)的訓(xùn)練。 3.通過某項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究，達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設(shè)計(jì)和科研的基本過程和基本方法。 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)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)生了巨大的變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速的發(fā)展。廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中 31 導(dǎo)向板沖壓成型及模具設(shè)計(jì) 心。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛和產(chǎn)品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應(yīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，1995年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值約為145億，而2003年已達(dá)450億左右，年均增長14%，到2013年已達(dá)1.8萬億元。另據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國（不含臺(tái)灣、香港、澳門地區(qū)）現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)已超過20000家，從業(yè)人員有60萬人，模具年產(chǎn)值在一億以上的企業(yè)已達(dá)十多家?？梢灶A(yù)見，我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展將對(duì)模具提出更為大量、更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具。同時(shí)要求模具設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)周期達(dá)到全新的水平。我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機(jī)遇，無疑也面臨著更大的挑戰(zhàn)。 我做的是冷沖壓模具設(shè)計(jì)，冷沖壓是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。因?yàn)樗ǔＪ窃谑覝叵逻M(jìn)行加工，所以稱為冷沖壓。 冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨(dú)到的特點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件，如汽車、拖拉機(jī)、電器、儀表、電子、國防以及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重相當(dāng)大。不少過去有鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已經(jīng)被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工制造，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了成本?？梢哉f如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產(chǎn)品要提高生產(chǎn)率，提高質(zhì)量，降低成本，進(jìn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代是難以實(shí)現(xiàn)的。 在大學(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)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是沖壓模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程 方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡了最大努力做畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的過程中，雖然有一定的困難，但在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)、同學(xué)間的討論和自己的努力下，自信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于我的水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)疏漏和不妥之處，敬請(qǐng)各位老師指正。 1導(dǎo)向板沖壓工藝的分析 原始資料: 工件名稱：導(dǎo)向板 工件簡圖：如（圖01）所示 生產(chǎn)批量：中批量 材料：45鋼 材料厚度：1mm 圖1 設(shè)計(jì)方案：復(fù)合模一次沖壓完成 1.1 制件成形工藝分析 該工件需要采用沖孔、落料和彎曲三道工序即可完成，材料為45鋼，強(qiáng)度高，塑性高。有良好的壓力加工性和焊接性能。用來制造載荷小的零件，墊鐵，鉚釘，地腳，螺栓，開口銷，拉桿。沖壓零件及焊接件。 工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，只有兩個(gè)Ф4.1mm的孔，孔與孔之間的距離也滿足一次沖裁的要求。落料時(shí)落的料設(shè)計(jì)有R1的圓倒角，由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.14查得當(dāng)落料時(shí)的夾角為90度是合金的最小圓角為0.35t，即本件的最小圓角為0.5mm，現(xiàn)在制件采用1的圓角可以滿足沖裁的要求，沖裁時(shí)對(duì)孔徑也是有要求的，由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》表1.3查得45鋼的抗剪強(qiáng)度為440~560Mpa,抗剪強(qiáng)度在440~560Mpa的范圍時(shí)d≥1.3可以滿足沖孔時(shí)的最小孔徑的要求，而材料45鋼本身具有良好的沖裁性能，適合沖壓，圖中的孔距遠(yuǎn)大于最小孔距a>2t=2 mm的要求．由于工件尺寸均為未標(biāo)注公差，可視為自由公差，取IT14等級(jí)精度，這樣普通沖裁即可滿足工件的要求。 1.2 沖壓工藝方案的確定 該工件僅包含落料、彎曲和沖孔三個(gè)基本工序，可以采用以下三種工藝方案： 第一：落料—彎曲—沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。 第二：落料—彎曲—沖孔，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 第三：沖孔—落料—彎曲，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案一：模具結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但需要三道工序三副模具，由于三次定位使得工件的形位誤差難以保證，尺寸較小，制件的質(zhì)量較差，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求，操作也不安全，故不宜采用。 方案二：只需一副模具，由于一次成形，減少了多次定位出現(xiàn)的定位誤差，并且在模具結(jié)構(gòu)中采用彈性壓料裝置，使其制件質(zhì)量較好，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高。 方案三：也只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作較方便，工件精度也能滿足要求，但是成本較復(fù)合模高。 通過對(duì)上述三種方案分析比較，雖然方案三也能滿足要求，但對(duì)工人要求較高并且經(jīng)濟(jì)效率沒有復(fù)合模高， 故：綜合考慮采用第二種沖壓工藝方案進(jìn)行為好。 2模具成形參數(shù)計(jì)算 2.1排樣方案的確定及計(jì)算 設(shè)計(jì)復(fù)合模，首先要設(shè)計(jì)的就是排樣方式，該零件形狀比較規(guī)則，直排可以顯著地減少廢料，所以采用直排的方式排樣，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)需要沖孔和落料兩個(gè)工序就可以完成零件的制造。工序方案如圖所示。 排樣圖 2 下面對(duì)工件的搭邊值進(jìn)行確定，各部分尺寸的確定由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P 37表2.9查得最小搭邊值a=1.8mm，a1=1.5mm可取a1=1.5，a=1.8，由零件圖和排樣圖可以計(jì)算條料的寬度b=76.6mm，一個(gè)步距的長度s=31.5mm可以計(jì)算出一個(gè)步距的材料利用率為92.52%，查板料的標(biāo)準(zhǔn)可得適宜選用如下：板料的寬度為500mm，長度為1000mm,每張鋼板可裁下1000mm×77.1mm規(guī)格條料6條，每條可沖出32個(gè)零件。故：可得下表： 項(xiàng)目 公式 結(jié)果 備注 沖裁件的面積A A=73×29.5-2×π×2.052 2127.183m2 查表 2.9得最小搭邊值a=1.8mm a1=1.5mm 采用倒料銷倒料 條料寬度B B=73+1.8×2 76.6mm 步距S S=29.5+1.5 31mm 一個(gè)步距材料利用率η η=nA/BS×100% 71.25% 材料的利用率η總 η=（1×2127.183）/（77.1×31）×100% 88.9% 2.2、沖壓力的計(jì)算 該模具采用的復(fù)合模，擬選擇彈性卸料,上出件，沖壓力的計(jì)《課本》P65表2.5.2 《課本》P65表2.5.2 《課本》P65表2.5.2 《課本》P65表2.5.2 《課本》P65表2.5.2 《課本》P65表2.5.2 《課本》P65表2.5.2 算如下,由課本p29可得落料力《課本》P65表2.5.2 《課本》P65表2.5.2 《課本》P65表2.5.2 F=KLtb 式中：F——落料力 L——落料矩形的周長，這里為總長度 L=2×（73+29.5）=205mm t——材料的厚度為1mm tb——材料的抗剪強(qiáng)度由[2]可得=440～560pa這里取500MP K——安全系數(shù)是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)。一般取1.3。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)得計(jì)算可得F=162500N 該工件根據(jù)在生產(chǎn)中的實(shí)踐，采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。 U型件彎曲力 F自=(0.7KBt2σb)/(r+t) 式中：F自——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力； B——彎曲件的寬度；為5 mm t——彎曲材料的厚度；為1mm r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑；取0.5mm σb——材料的抗拉強(qiáng)度由課本可得=440～560Mpa這里取500MP K——安全系數(shù)，一般取1.3； 根據(jù)所給的零件圖相關(guān)數(shù)據(jù)得：F自=1516.67N 下面對(duì)推件力進(jìn)行計(jì)算： 推件力 Ft=nKtF 式中：F——沖裁力 Kt——推件力系數(shù) 由課本查表取0.05； n——同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件或廢料的個(gè)數(shù)，根據(jù)凹模的修《課本》P65表2.5.2 模余量的一般要求，取h=6mm 則n =h/t=6/1=6 Ft=48750N 因?yàn)椴捎玫膹椥孕读虾蜕铣隽戏绞?，可知沖壓的總工藝力為 F總= F自+Ft+F=212766.67N 根據(jù)F總的大小由[2]P256初選壓力機(jī)的型號(hào)為JB23-63式壓力機(jī)。 2.3壓力中心的確定及計(jì)算 計(jì)算壓力中心，首先根據(jù)前面的設(shè)計(jì)畫出凹模型口圖如下圖，為了盡可能保證模柄軸線、壓力機(jī)滑塊的中心和壓力中心重合，依次防止偏載對(duì)模具和壓力機(jī)帶來的損害。計(jì)算步驟如下： 1）建立坐標(biāo)系XOY如圖所示 圖 3 ２）由此圖形結(jié)構(gòu)規(guī)則，即壓力中心為幾何中心。可以得到壓力中心為圖坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)為（0，0）。這個(gè)壓力中心確定以后，在下面的設(shè)計(jì)中就要盡量保證這個(gè)中心和模柄的中心線重合，同時(shí)還要考慮到裝配和加工的方便的要求，還與壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)相關(guān)。當(dāng)把壓力中心定于原點(diǎn)時(shí)，由于壓力中心偏離很小，不致超出所選壓力機(jī)允許范圍。故在次把壓力中心定于原點(diǎn)位置 2.4初選壓力機(jī) 通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機(jī)J23-63能夠滿足使用要求。其主要參數(shù)如下： 公稱壓力：630KN 滑塊行程：100mm 公稱壓力行程：10.4mm 滑塊行程次數(shù)：40次/min 最大閉合高度：400mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：80mm 滑塊底面前后尺寸：360mm 工作臺(tái)墊板尺寸：570mm×860mm 主電機(jī)功率：30KW 氣墊個(gè)數(shù)：1個(gè) 氣墊單個(gè)推出力：6.3/40 氣墊行程：150mm 外形尺寸：2262mm*2070mm 地面以上高度：5660mm 壓力機(jī)整機(jī)質(zhì)量：30.5T 2.5工作零件刃口尺寸的計(jì)算 在確定工作零件刃口尺寸之前，首先要考慮到工作零件的加工方法和模具的裝配方法，結(jié)合該模具的特點(diǎn)，工作零件的形狀相對(duì)比較簡單，適宜采用線切割機(jī)床分別加工落料凸凹模、凹模、凹模固定板以及卸料板等，這種加工方法可以保證這些零件各孔的同軸度，使裝配工作簡化，因此工作零件刃口尺寸計(jì)算就按分別加工的方法來計(jì)算。 1） 落料加工工序 在落料加工工序中要完成的是對(duì)一個(gè)長為73mm寬為29.5mm的矩形進(jìn)行落料，并帶有4個(gè)R=0.5mm的圓角，其尺寸公差均未標(biāo)注，根據(jù)設(shè)計(jì)的規(guī)則取自由公差I(lǐng)T14，查課本表2.4查得沖模設(shè)計(jì)時(shí)的最大、最小間隙分別Zmax=0.140mm Zmin=0.100mm則 Zmax- Zmin=（0.140-0.100）mm=0.040mm 由于制件的精度為IT14級(jí)，所以加工方法安分別加工，x取0.5設(shè)凸、凹模的加工精度分別為IT6級(jí)和IT7級(jí)，可以滿足落料時(shí)的精度要求： 長度方向： （mm） （mm） 寬度方向: （mm） （mm） 校核：|δA|　+|δT|≤Zmax-Zmin 寬度方向上的 |δA|　+|δT|＝0.034mm 長度方向上的 |δA|　+|δT|＝0.041mm 0.034mm≤0.04mm而0.041≈0.04也基本可以滿足公差條件。 2） 沖孔加工工序 同樣也是采用自由公差為IT14級(jí)精度，要同時(shí)沖2個(gè)Φ4.1的孔，還要保證孔與孔的相互位置關(guān)系均為IT14級(jí)的制造精度，凸、凹模的加工精度同樣也取IT6級(jí)和IT7級(jí)進(jìn)行加工制造。 當(dāng)沖Φ4.1孔的時(shí)候，因?yàn)镮T14級(jí)取ｘ＝0.5查表2.4可得最大、最小沖裁間隙分別為Zmax=0.140mm Zmin=0.100mm。計(jì)算如下： （mm） （mm） 校核：|δA|　+|δT|≤Zmax-Zmin 0.009mm+0.009mm＝0.018mm≤0.040mm，滿足間隙公差條件 3）孔心距 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中，在工件上沖出孔距為L±?/2L兩個(gè)孔時(shí),其凹模型孔中心距可按下式計(jì)算. Ld=L+1/8? 即: Ld=64+1/8×0.09=64.011（mm） 式中 DA DT——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm dA dT—沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm Dmax——落料件最大極限尺寸; dmin——沖孔件孔的最小極限尺寸; x——磨損系數(shù)，IT14級(jí)時(shí)，取x=0.5。 Zmin——雙面間隙，mm △——工件公差，mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm 4） U彎曲件凸凹模尺寸與公差 (1)彎曲加工工序 彎曲模工藝計(jì)算: 凸凹模間隙: Z/2=Tmax+CT=1.23mm 凸模尺寸: LT=(Lmin+0.45Δ)0-δt =19.97+0.45×0.2 =20.160-0.015mm 凹模尺寸: LA=LT+Z=20.16+1.23*2 =22.62+0.0250mm (2) 彎曲加工工序 由于凸凹模制造相對(duì)簡單,精度易保證所以采用分別加工法,查表2.3(沖壓課本)得 Zmin=0.36 Zmax=0.5 磨損系數(shù)為X=0.5 沖模工藝計(jì)算: Zmax-Zmin=0.5-0.36=0.14mm δt=0.056 dT=(dmin+XΔ)0-δt =(12+0.5*0.43)0-0.056 =12.2150-0.056 da=(dT+Zmin) =12.575 校核: |δt|+|δa |≤Zmax－Zmin 0.056+0.084=0.14≤0.14 mm （滿足間隙公差要求） 式中：LT、LA——凸凹模橫向尺寸； Lmin——彎曲件橫向的最小極限尺寸； △——彎曲件橫向尺寸公差，mm δ——凸模和凹模的制造公差，mm Z——彎曲凸凹模雙邊間隙；根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)取0.004； 2.6彈簧的設(shè)計(jì) 由以上計(jì)算可知落料時(shí)卸料力和工件卸料力分別為F1=1567N,F2=3116.2N，這個(gè)力相對(duì)較小，采用彈簧卸料裝置較為合適。 （1）彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算： 1）根據(jù)分析此復(fù)合模沖壓力比較不大，采用彈性卸料力可以，所以采用彈簧是合適。 2）根據(jù)總卸料力F卸 以及模具結(jié)構(gòu)估計(jì)擬用彈簧個(gè)數(shù)n ,計(jì)算每個(gè)所承受的負(fù)荷F預(yù) 即 F預(yù)= F卸/n 3) 根據(jù)F預(yù)的大小,從表中初選彈簧規(guī)格,使所選彈簧的工作極限負(fù)荷Fj大于F預(yù). 4)根據(jù)所選彈簧的工作極限負(fù)荷Fj和hj 工作極限負(fù)荷下的總變形量 ,作出該序號(hào)彈簧的特性曲線。 5)檢查彈簧最大允許壓縮量,如滿足下列條件,則彈簧選得合適。 hj≥h預(yù)+h工+h修磨 式中 h預(yù) ——— 彈簧預(yù)壓縮量; h工 ——— 卸料板工作行程,一般取料厚加1 h修磨 ——— 凸,凹模修模量,取6mm 如果hj ＜h預(yù)+h工+h修 .則必須重新選擇彈簧。 分別把F1和F2代入上公式中,計(jì)算并查表得所用的彈簧分別為:3×15×75 GB2089-80 和 1×10×20GB2089-80 。 3模具的總體設(shè)計(jì) 3.1模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為復(fù)合模，凸凹模和沖孔凸模在上，落料凹模和彎曲凸模在在下模為典型的倒裝沖孔落料復(fù)合模。 3.2模具定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料板，控制條料的送進(jìn)步距采用擋料銷定距，簡單，可靠，定位方便。 3.3卸料、出件方式的選擇 因?yàn)楣ぜ虾駷?.0mm，相對(duì)較薄，卸料力也比較小，故可以采用彈性卸料。又因?yàn)槭菑?fù)合模生產(chǎn)，所以采用上出件比較便于操作和提高生產(chǎn)效率。 3.4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)整等因素該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。 4主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)模具設(shè)計(jì)的基本形式，可以確定模具的基本零件的結(jié)構(gòu)和尺寸。 4.1沖孔凸模的設(shè)計(jì) 根據(jù)制件的零件圖可以知道，沖孔凸模的結(jié)構(gòu)為圓形，具體結(jié)構(gòu)可以根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需要而定。因?yàn)樗玫臎_孔凸模均為圓形，而且由 的數(shù)據(jù)可得，這里所用的圓形凸模都是不需要特殊保護(hù)的沖孔凸模，所以沖孔凸模均采用圓頭直桿圓凸模，其總長L可根據(jù)具體設(shè)計(jì)按如下方式計(jì)算： 圖 4 其中： 沖孔凸模長度查 選標(biāo)準(zhǔn)件為 材料為Cr12, L=40 由沖孔凸模刃口d=4.1mm查手冊(cè)﹝2﹞表2.54可知 h=3mm, D1=11mm, D=8mm, L=40 沖孔凸模強(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 對(duì)于圓形凸模 dmin≥ 式中 dmin—圓形凸模最小截面直徑，mm t—沖裁材料厚度，mm —沖裁材料的抗剪強(qiáng)度，MPa —凸模材料許用強(qiáng)度，?。?.0~1.6）×103MPa dmin≥==1.34mm 所以承壓能力足夠。 抗縱向彎曲力校核　對(duì)于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）　 　　　　　　　　　　　　?。蹋恚幔?70d2/ 式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm 　F ——沖模力,N ｄ——凸模最小截面的直徑，mm Lmax≤270d2/=270×4.12/=55mm 所以長度適宜。 凸模固定端面的壓力 q =< 式中 q—凸模固定端面的壓力，MPa F—落料或沖孔的沖裁力，N —模座材料許用壓應(yīng)力，MPa q ==122MPa 凸模固定板端面壓力超過了80～90ＭＰa，為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個(gè)淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊(cè)﹝２﹞表15.60，查得72×60×28 4.2 落料凹模的設(shè)計(jì) 結(jié)合工件外形并考慮加工，凹模采用組合式凹模，中心留有彎曲凸模的空間，所以中心為一定形狀的通孔。將落料凹模設(shè)計(jì)成直通式，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，4個(gè)M8的螺釘固定在墊板上，與凹模固定板配合按H6/m5。安排凹模在模架的位置時(shí)，要根據(jù)壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心和模柄中心重合，其落料凸模的長度根據(jù)沖孔凸模的長度進(jìn)行設(shè)計(jì)，取L=40mm根據(jù)前面凸模的設(shè)計(jì)時(shí)的尺寸計(jì)算可以得出，下面對(duì)其輪廓尺寸進(jìn)行計(jì)算： 凹模的厚度 H=KB 取K=0.4由[3]P104表2.9.5 則H=0.4×46=18.4mm 此為最小值圓整到18mm即H=20mm 取凹模厚度為18壁厚為20mm 凹模的寬度 L1 =80mm 凹模的長度 取L2=88 即凹模的輪廓尺寸為88mm×80mm×20mm 結(jié)構(gòu)詳圖如下所示: 圖 5 4.3 凸凹模的設(shè)計(jì) 結(jié)合工件外形并考慮加工，凸凹模采用整體凸凹模，將落料凸凸模設(shè)計(jì)成直通式，沖裁的凸凹模外形及孔均采用線切割機(jī)床加工，4個(gè)M8的螺釘固定在下墊板上，與凸模固定板配合按H6/m5，其材料為Cr12。 圖6 4.4 彎曲凸模的設(shè)計(jì) 根據(jù)彎曲件的結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)為整體式，由于要卸小孔料，其中心加工為一個(gè)階梯孔，由于工件厚度為1 相對(duì)彎曲半徑不大，為了使工件成型后發(fā)生回彈采用背壓的作用來防止回彈。其工件設(shè)計(jì)形狀如下： 圖7 4.5 卸料板和導(dǎo)料銷及導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) 條料采用兩個(gè)導(dǎo)料銷導(dǎo)料，送進(jìn)方向上采用一個(gè)擋料銷進(jìn)行定位，導(dǎo)料定位都較可靠，方便，將其固定在卸料板上，在凹模板上設(shè)置避讓孔，其深度稍大于銷頭部高度。 （1）卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為6mm。 卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為45~45HRC，尺寸如下圖。 圖 8 （2）導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 經(jīng)查表分析得]導(dǎo)料板長度L=90mm，寬度B=12.7mm ，厚度h=6mm如圖15。 如圖： 9 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì) (3) 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 固定擋料銷的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件，選用此擋料銷如圖所示. 如圖 10固定擋料銷的結(jié)構(gòu) 選用直徑φ3mm，L=8mm材料為45鋼A型固定擋料銷（JB/T7649.10—94） 4.6 聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講 內(nèi)六角螺釘標(biāo)記：45鋼M6×60 GB70—85 卸料螺釘標(biāo)記：45鋼M8×80 GB2867.5—81 螺釘標(biāo)記：45鋼M6×50 GB68—76 圓柱銷釘標(biāo)記：45鋼A6×60 GB 119—86 圓柱銷釘標(biāo)記：45鋼4×35 GB119—86 4.7模架及其它零部件的設(shè)計(jì) 該模具采用中后側(cè)導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在模具后側(cè)位置，模具較敞開。以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。根據(jù)模具周界的具體尺寸，查《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)》表3-6選后側(cè)導(dǎo)柱模架最合適的規(guī)格是： 上模座125×100×35 GB/T2855.5 下模座125×100×45 GB/T2855.6—81的標(biāo)準(zhǔn)模架，材料為HT200。 上模座厚度H上模取35mm，墊板的厚度H墊取28mm，凸凹模厚度為45mm，落料凹模厚度為20mm，下模座的厚度45mm，那么，該模具的閉合高度: H閉= H上座+ H下座 + H墊 +H凸凹模+ H落料凹模- h2 =35+45+28+44.5+20-1=251.5mm 式中: H上座——上模座厚度 H下座——下模座厚度 H墊——墊板厚度 H凸凹模——凸凹模的長度 H落料凹?！寄：穸? h2——凸凹模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，此處取1mm. 可見該模具閉合高度較小，綜合考慮因選壓力機(jī)J23—63,最大裝模高度400,可以使用。 根據(jù)設(shè)計(jì)出來的最大閉合高度設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套，有模座上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的尺寸確定選擇的尺寸查《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)》得： 導(dǎo)柱A22h5×130 GB/T2861.1—81 導(dǎo)套A22H6×80×33 GB/T2861.6—81 模柄的設(shè)計(jì) 根據(jù)壓力的相關(guān)參數(shù)，查《模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)》選擇模柄為壓入式模柄其參數(shù)為25×80 ，JB/T7646.1—81Q235。模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 11 5模具總裝配圖 通過以上設(shè)計(jì)，可得到如圖12所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模座、墊板、凸模、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導(dǎo)料板等組成。沖孔廢料和成品件均由頂桿和卸料螺釘推出。 條料送進(jìn)時(shí)采用固定擋料銷作為粗定距，在落料凸模上安裝導(dǎo)料板，得用條料上兩邊兩個(gè)導(dǎo)料板進(jìn)行導(dǎo)正，以此作為條料送進(jìn)的精確定距。操作時(shí)完成第一步?jīng)_壓后，把條料抬起向前移動(dòng)，用落料孔套在固定擋料銷上，并向前推緊，沖壓時(shí)凸模上的導(dǎo)正銷再作精確定距。 圖 12 1—卸料板 2—上模板 3—彈簧 4—擋料銷—5凸凹模 6—墊板 7—銷釘 8—打料板 9—打桿 10—模柄 11—內(nèi)六角螺釘 12—卸料螺釘 1—3導(dǎo)套 14—活動(dòng)銷 15—沖孔凸模 16—推料板 17—導(dǎo)柱 18—壓變?nèi)Γ?9—落料凹模 20—頂桿 21—卸料螺釘 22—彎曲凸模 23—螺釘 24—螺釘 25下—模板 26—彈簧 27—卸料板 28—螺母 6模具零件的加工工藝 本套模具零件加工的關(guān)鍵在工作零件即落料凹模，彎曲凸模和凸凹模，若采用線切割加工技術(shù)，這些零件的加工就變得相對(duì)簡單。 落料凹模的工藝過程卡 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 工序簡圖 1 備料 將毛坯鍛成長放體105mm×85mm×25mm 2 熱處理 退火 3 刨平面 刨各平面，厚度留磨削余量為0.6 mm 側(cè)面為0.4 mm 4 磨平面 磨上下平面留磨削余量0.3～0.4 mm，相鄰側(cè)面保持垂直 5 鉗工劃線 劃出對(duì)稱中心線，螺紋孔和銷孔線 6 型孔粗加工 在仿銑床上加工型孔，流單邊加工余量0.15 mm 7 加工螺紋孔和銷孔 按位置加工各孔 8 熱處理 淬火回火，保證58～62HRC 9 磨平面 精磨上，下平面 10 線切割 按圖要求切割型腔 11 鉗工精修 全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求 12 檢驗(yàn) 彎曲凸模的工藝過程卡 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 工序簡圖 1 下料 按尺寸75mm×35mm×30mm將毛坯鍛成矩形 2 熱處理 退火 3 粗加工毛坯 銑六平面，保證尺寸 4 磨平面 磨上下平面留磨削余量0.3～0.4 mm，相鄰側(cè)面保持垂直 5 鉗工劃線 劃刃口輪廓線，螺紋孔和固定孔 6 刨型面 按線刨刃口型面，留單邊余量0.3 mm 7 鉗工修正 加工螺紋孔和鉆孔，保證平面平整，余量均勻 8 熱處理 淬火回火，保證58～62HRC 9 磨端面 精兩端面，保證與型面垂直 10 磨型面 成行，磨刃口型面達(dá)設(shè)計(jì)要求 11 檢驗(yàn) 沖孔凸模的工藝過程卡 序 號(hào) 工 序 名 稱 工 序 內(nèi) 容 1 下 料 Φ18mm×50 mm 2 車 車軸為階梯即Φ11.6 mm×3.5 mm ，Φ8.6 mm×20.5 mm，Φ4.7 mm×14.5 mm 3 熱 處 理 退火至180-200HBS 4 磨 磨軸至尺寸Φ11.04 mm×3.03 mm ，Φ8.04 mm×20.03mm，Φ4.13 mm×14.03 mm 5 熱 處 理 淬火至要求 6 鉗工修正 研磨至尺寸要求 凸凹模的工藝過程卡 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 工序簡圖 1 備料 將毛坯鍛成長放體90mm×70mm×60mm 2 熱處理 退火 3 銑平面 銑各平面，厚度留磨削余量為0.6 mm 側(cè)面為0.4 mm 4 磨平面 磨刃口平面留磨削余量0.3～0.4 mm，相鄰側(cè)面保持垂直 5 鉗工劃線 劃出對(duì)稱中心線，螺紋孔和銷孔線，保證平面平整，余量均勻 6 型孔粗加工 在仿銑床上加工型孔，流單邊加工余量0.15 mm 7 加工螺紋孔和銷孔 按位置加工各孔，保證平面平整，余量均勻 8 熱處理 淬火回火，保證58～62HRC 9 磨平面 精磨刃口面和型腔面， 10 鉗工精修 全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求 11 檢驗(yàn) 本模具屬于帶有壓邊圈的彎曲沖壓模。在裝置模具時(shí)，應(yīng)邊試驗(yàn)，邊調(diào)整，直到合適為止。 總 結(jié) 本課程設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從新系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識(shí)同時(shí)也鞏固了先前學(xué)到了的知識(shí)，同時(shí)感觸最深刻的是：所學(xué)知識(shí)只有在應(yīng)用中才能在更深刻理解和長時(shí)間記憶。對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。 在設(shè)計(jì)的過程中通過沖壓手冊(cè)、模具制造簡明手冊(cè)、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)等隊(duì)要設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行查詢，我了解了通過更多的途徑去了解我要做的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更具合理性。也使我學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)過程中對(duì)資料的查詢和運(yùn)用。通過這次設(shè)計(jì)，我更加深入地學(xué)習(xí)了冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補(bǔ)充、相互依存的關(guān)系。 冷沖壓工藝設(shè)計(jì)是針對(duì)給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對(duì)產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計(jì)算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個(gè)綜合分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。 沖壓模具設(shè)計(jì)則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認(rèn)真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設(shè)計(jì)計(jì)算并構(gòu)思出與沖壓設(shè)備相適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的整個(gè)設(shè)計(jì)繪圖過程。 歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過程亦是如此。經(jīng)過近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 致 謝 本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中得到了丁海等指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再次表示誠摯的感謝！ 感謝各位老師在三年之中的教導(dǎo)和在做設(shè)計(jì)的過程中對(duì)我的幫助。使我在大學(xué)三年里不但學(xué)到了更多知識(shí)，而且學(xué)到了怎么做人、怎么做事。在此衷心對(duì)各位老師的辛勤教導(dǎo)表示感謝。雖然我就要走出校進(jìn)入社會(huì)，但是老師對(duì)我的教導(dǎo)和幫助我想我一輩子也不會(huì)忘記！那講課的聲音在我耳邊久久回蕩，那寫字的身影在腦海里留下了深深的印記，如果還有下一次做學(xué)生我仍然選擇做您的學(xué)生！ 畢業(yè)之后，我一定會(huì)努力工作的，不辜負(fù)各位老師對(duì)我們的深切期望，在這里也說一聲：老師你辛苦了。 祝各位老師，身體健康、萬事如意！ 參考文獻(xiàn) [1]王孝培主編.沖壓手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990 [2]李紹林主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998 [3]陳錫棟、主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 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