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任 務(wù) 書(shū)
院（系）： 專(zhuān)業(yè)：
班 級(jí)： 學(xué)生： 學(xué)號(hào)：
1、 畢業(yè)論文課題 冷凝器孔板沖壓連續(xù)模設(shè)計(jì)
2、 畢業(yè)論文工作自 20xx 年 3 月 12 日起至 20xx 年 6 月 15 日止
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn)
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求
(一) 設(shè)計(jì)之原始數(shù)據(jù)：
原始資料： “冷凝器孔板”實(shí)物一件
(二) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明部分內(nèi)容：
1.計(jì)算內(nèi)容與方案確定：
（1）成形零件設(shè)計(jì)：凹、凸模尺寸的計(jì)算和布置。
（2）壓力機(jī)的選擇
（3）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算：卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算，排樣圖和工序件圖的設(shè)計(jì)計(jì)算，各工序沖裁力的計(jì)算，沖裁、拉深和壓制成形各工序間尺寸的計(jì)算，各工序沖裁力的計(jì)算 。
（4）強(qiáng)度設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)：各部件的強(qiáng)度校核。
2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容：
（1）落料、沖孔、拉深多工位級(jí)進(jìn)模模具設(shè)計(jì)（用計(jì)算機(jī)完成繪制裝配圖）；
（2）各工序的凹、凸模機(jī)構(gòu)、卸料機(jī)構(gòu)、導(dǎo)料機(jī)構(gòu)和排樣固定等機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；
（3）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（不少于2.0萬(wàn)字，全部用計(jì)算機(jī)輸出）；
（4）綜述文獻(xiàn)（要求書(shū)寫(xiě)6000～8000字與畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的綜述 文章）
(三) 主要參考資料
1、薛啟翔《沖裁模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社。2005.3
2、郝濱海《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社 2004.11
3、《材料力學(xué)》，高等教育出版社。
4、高軍《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南》，化學(xué)工業(yè)出版社2007
5、林楓英 《沖壓模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，電子工業(yè)出版社 2005.11
6、《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造過(guò)程仿真》, 化學(xué)工業(yè)出版社2007
(四)附屬專(zhuān)題
1、專(zhuān)題外文翻譯
檢索與閱讀和設(shè)計(jì)題目相關(guān)的外文資料，并書(shū)面翻譯4篇(3000～5000漢字)外文資料。
指導(dǎo)教師
接受論文任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行日期 20xx 年 3 月 12 日
學(xué)生簽名
第1章沖壓成型及模具設(shè)計(jì)
1.1簡(jiǎn)介
金屬加工是工程科學(xué)的一個(gè)分支，其中涉及與制造金屬部件和塑料的過(guò)程中，通過(guò)結(jié)構(gòu)形成，機(jī)械加工，焊接和鑄造。這部分側(cè)重于沖壓成型技術(shù)及其在金屬加工中的模具設(shè)計(jì)。主要用于沖壓，這不僅可以進(jìn)行金屬薄板成形，而且也可以進(jìn)行非金屬成形。在沖壓成型上，模具的作用下，發(fā)生在板塊內(nèi)力變形的鋼板。當(dāng)內(nèi)力達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的塑性變形，或在一些地區(qū)的斷裂。因此產(chǎn)生一定的形狀，大小和特點(diǎn)。
沖壓是進(jìn)行模具和沖壓，并具有高生產(chǎn)率。沖壓的機(jī)械化和自動(dòng)化，由于其操作簡(jiǎn)便，可實(shí)現(xiàn)方便性。由于沖壓件是由模具生產(chǎn)的，它可以用來(lái)產(chǎn)生復(fù)雜的一部分，可能在其他生產(chǎn)中產(chǎn)生制造難度。一般的沖壓件可用于進(jìn)一步的加工。通常情況下，沖壓工藝，可以做到不加熱。因此，它不僅節(jié)省材料，而且節(jié)省能量。此外，沖壓件具有重量輕，高剛性的特點(diǎn)。
沖壓工序根據(jù)不同的形狀，大小和精度要求，其輸出的部件和材料。它可分為兩大類(lèi)：切割工藝和成型工藝。切削過(guò)程的目標(biāo)是分開(kāi)沖壓沿輪廓線(xiàn)的部分。分離的部分截面的表面質(zhì)量必須達(dá)到一定的需求。在形成過(guò)程中，如彎曲，拉深，成形，脹形，翻邊，縮頸，整形和旋壓，發(fā)生塑性變形而不斷裂沒(méi)和皺紋的地方，并與部分生產(chǎn)所需的形狀和尺寸精度相對(duì)應(yīng)。
1.2落料和沖孔模
1.2.1 落料
剪切是沖裁過(guò)程中的一種其他沖裁方法。它主要包括落料，沖孔，切邊，分型和斷裂，其中落料和沖孔是使用最廣泛的。
落料和沖孔的分離過(guò)程是使材料沿封閉曲線(xiàn)相互分離。落料和沖孔后，該板塊分為兩部分。沖孔在一個(gè)毛坯或工件上沖孔，從毛坯上沖孔下來(lái)的材料是廢料，那么，另一個(gè)封閉曲線(xiàn)以外的部分，則是工件，所以在封閉曲線(xiàn)以?xún)?nèi)的一部分，是廢料。相反，落料是在工件或毛坯上沖出所需的形狀，也就是說(shuō)，在封閉曲線(xiàn)以?xún)?nèi)的一部分，是工件。封閉曲線(xiàn)以外的一部分，是廢料。落料和沖孔的變形工藝和模具結(jié)構(gòu)是相同的。傳統(tǒng)的來(lái)說(shuō)，落料和沖孔被稱(chēng)為沖裁。通過(guò)沖裁過(guò)程，最終可以生產(chǎn)的產(chǎn)品以及其他成型工藝的半成品。
1.2.2落料變形過(guò)程
一個(gè)落料過(guò)程中，涉及到放在模具上的毛坯，凸模向下移動(dòng)到?jīng)_床邊緣的毛坯和凹模使其變形和分離。凸模和凹模之間存在一個(gè)間隙Z。模具上毛坯的沖裁力主要集中在凸模和凹模的邊緣。在凸模和凹模的動(dòng)作下，利用鋒利的切削刃和適當(dāng)?shù)拈g隙使其變形，變形過(guò)程中經(jīng)歷了三個(gè)階段，即彈性變形，塑性變形和斷裂分離階段。
1彈性變形階段
當(dāng)其凸模接觸到毛坯時(shí)，該材料被壓縮，是由拉伸強(qiáng)度和彎曲彈性變形造成的。在這個(gè)階段，內(nèi)應(yīng)力不超過(guò)毛坯的彈性極限。如果卸料時(shí)發(fā)生變形則會(huì)彈性恢復(fù)。
2塑性變形階段
當(dāng)凸模使毛坯進(jìn)一步向下，毛坯的內(nèi)應(yīng)力達(dá)到其屈服強(qiáng)度，剛其就會(huì)開(kāi)始出現(xiàn)塑性變形和滑動(dòng)變形。在凸模和凹模的壓力下，毛坯的表面受到壓縮，由于凸、凹模之間的間隙，毛坯同時(shí)受到彎曲和張力的作用，在凸模作用下的材料是彎曲的，凹模上方的是向上卷曲的。形成區(qū)域循環(huán)的角度①和②由于彎曲和緊張，在地區(qū)和縮進(jìn)出現(xiàn)③和④。而毛坯受到凸模的進(jìn)一步作用，變形區(qū)的塑性變形和加工硬化增加，進(jìn)一步的擠壓。當(dāng)尖端附近的毛坯的內(nèi)應(yīng)力達(dá)到材料的強(qiáng)度極限，沖裁力達(dá)到最大，并出現(xiàn)裂縫，在造成損害的材料和塑性變形階段結(jié)束。
3斷裂分離階段
毛坯隨著凸模的連續(xù)擠壓，在頂部和底部的裂縫延伸到材料內(nèi)層逐漸滿(mǎn)足兩個(gè)裂縫時(shí)，毛坯被切斷，然后斷裂過(guò)程結(jié)束。
在圖中所示落料期間的剪切帶中的力分布平衡，其中F1和F2是毛坯在凸模和凹模垂直方向的作用力; F3和 F4是凸模和凹模分別對(duì)毛坯施加的力;μF1和μF2是凸模和凹模對(duì)毛坯分別施加的端面摩擦力;μF3和μF4凸模和凹模外側(cè)表面分別施加的摩擦力。凸模和凹模在μF1和μF2方向之間的間隙。
沖裁力的分析表明，側(cè)向壓力F3和F4必須是比垂直的壓力F1和 F2小則更容易擴(kuò)展在壓力面積小的地方發(fā)生裂縫。因此，初始裂紋應(yīng)該出現(xiàn)落料凹模的側(cè)面。裂紋發(fā)起和發(fā)展與掃描電子顯微鏡觀(guān)察表明，凸模的深度壓縮到毛坯厚度的20％時(shí)材料向下，裂紋發(fā)生在凸模表面一側(cè)和凹模的邊緣，然后在裂縫頂部和底部的迅速擴(kuò)大。當(dāng)兩個(gè)裂縫滿(mǎn)足一定條件時(shí)，毛坯的剪切和斷裂過(guò)程結(jié)束。
1.2.3落料工件的質(zhì)量
落料工件的質(zhì)量，主要是指切割橫截面和工件表面質(zhì)量，形狀公差和尺寸精度。截面切割工件的質(zhì)量，以確定落料過(guò)程是否成功與否的一個(gè)重要因素。
其圖中所示，切割斷面可以分為四個(gè)區(qū)域：平穩(wěn)剪切帶，斷裂帶，過(guò)渡區(qū)和毛刺區(qū)。
當(dāng)凸模減到毛坯的邊緣時(shí)，由于材料和尖端之間的擠壓發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致剪切帶的形成。因擠壓的特點(diǎn)，剪切帶的表面光滑和垂直，并與區(qū)域內(nèi)落料工件的切削截面獲得最高的準(zhǔn)確性和質(zhì)量。剪切帶切割截面的厚度比為1/2?1/3左右。
落料在最后階段形成的斷裂帶，它是被毛坯區(qū)域切斷的地方，裂縫不斷擴(kuò)大在拉伸應(yīng)力條件下形成斷裂面。毛坯表面的斷裂帶是粗糙和傾斜的，而不是垂直的。
毛坯在過(guò)渡區(qū)時(shí)會(huì)形成進(jìn)模壓力，尖端附近的材料被卷入和變形。材料的可塑性更好，更大的將是過(guò)渡區(qū)。
毛刺在落料時(shí)切割截面形成微裂紋，形成毛刺，然后拉長(zhǎng)，保持工件。
有許多因素影響切割斷面質(zhì)量。落料的條件，如工件材料，沖床，模具，設(shè)備等四個(gè)區(qū)（光滑剪切帶，斷裂帶，過(guò)渡區(qū)和毛刺區(qū)）的厚度比例。
圖中顯示了影響沖裁工件的切割斷面質(zhì)量的主要因素。另一圖中顯示了沖裁工件的尺寸精度的影響因素。研究和分析表明，凸、凹模之間的間隙是影響沖裁工件表面質(zhì)量和尺寸精度的最重要因素。為了提高沖裁工件表面質(zhì)量，它是重要的研究影響機(jī)制，以便在落料凸模和凹模之間找到一個(gè)最佳間隙的計(jì)算方法。
1.2.4落料和沖孔
1落料模的典型結(jié)構(gòu)
（1）單工序模
在一個(gè)行程內(nèi)只有一個(gè)工序的模具被稱(chēng)為單工序模。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（參見(jiàn)圖7），所以它可以很容易制造。它是適用于小批量生產(chǎn)。
圖7單工序模
1-擋料銷(xiāo) 2-導(dǎo)套 3-導(dǎo)柱 4-螺栓 5-模柄 6-定位銷(xiāo) 7-固定板
8-上模板 9-凸模 10-卸料板 11-導(dǎo)料板 12-凹模 13-下模板
（2）級(jí)進(jìn)模
在一個(gè)工作行程內(nèi)有幾個(gè)沖裁過(guò)程是在不同位置的模具稱(chēng)為級(jí)進(jìn)模，如在圖8所示。在操作上，定位銷(xiāo)的目的在沖壓以前的定位孔，沖頭凸模4向下移動(dòng)到毛坯，從而凸模1產(chǎn)生工件8。當(dāng)沖床復(fù)位時(shí)，卸料板6就會(huì)將毛坯7從凸模4上卸下，毛坯7向前移動(dòng)一步，然后開(kāi)始第二個(gè)沖裁。不斷重復(fù)上述步驟。毛坯的步距由導(dǎo)料銷(xiāo)控制。
圖1-8沖裁和沖壓級(jí)進(jìn)模
1-落料凸模 2-定位銷(xiāo) 3-落料凹模 4-沖孔凸模
5-沖孔凹模 6-卸料板 7-沖裁件 8-工件 9-廢料
（3）復(fù)合模
在一個(gè)工作行程中幾個(gè)沖裁都在同一模具的同位置進(jìn)行的模具稱(chēng)為復(fù)合模，如在圖9所示。復(fù)合模的主要特點(diǎn)是，第1部分是凸模和凹模。凸凹模1外圈是落料凸模，而內(nèi)孔是拉深的凹模。當(dāng)壓力機(jī)隨著凸凹模1向下移動(dòng)，落料過(guò)程首先是通過(guò)凸凹模1和落料凹模4的作用，沖裁工件通過(guò)拉深凸模2的作用，然后拉深凹模向下移動(dòng)進(jìn)行拉深操作。拉深凹模5和卸料塊3推動(dòng)模具拉深工件9復(fù)位。復(fù)合模是適合大批量生產(chǎn)和高精確度的沖裁。
圖1-9復(fù)合沖裁模和拉深
1-落料凸模 2-拉深凸模 3-卸料塊 4-落料凹模 5-拉深凹模
6-沖裁件 7-頂針 8-工件 9-拉深工件 10-成品零件 11-廢料
2. 凸模和凹模
(1) 凸模
在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中有3種標(biāo)準(zhǔn)凸模。工作部分是由凸模最小直徑d決定，應(yīng)選擇哪種凸模。 A型圓柱形凸模為d=1.1?30.2毫米，B型 d= 3.0?30.2毫米，快速變化的圓形凸模為d= 5?29毫米。要解決凸模的圓形沖孔，孔基本過(guò)渡配合h6采用A和B型，和基本孔間隙，適合快速變化的圓形沖孔。
凸模的長(zhǎng)度L應(yīng)由凹模結(jié)構(gòu)確定。當(dāng)使用固定的卸料板和導(dǎo)料板時(shí)（請(qǐng)參閱圖11），凸模的長(zhǎng)度L是：
L = H1+ H2+ H3+ H
其中，H1是固定板的厚度以毫米為單位; H2是卸料板的厚度以毫米為單位; H3是導(dǎo)料板的厚度以毫米為單位; H是額外的長(zhǎng)度主要由凸模進(jìn)入凹模的深度決定（0.5?1毫米），卸料板和凸模之間的安全距離（10?15毫米），模具在關(guān)閉狀態(tài)（15?20毫米）。
非標(biāo)準(zhǔn)凸模的緊固模式在圖所示。當(dāng)凸模在相同的凹模之間的距離非常小時(shí)，鉚接結(jié)構(gòu)可用于循環(huán)凸模;外套結(jié)構(gòu)通常用于較小的凸模中;在沖裁中快速變化型的凸模是容易受到損害;非圓形凸模，如果它的大小不是很大，是可以直接用螺栓固定在模具上的，銷(xiāo)釘或螺栓和定位槽的位置，而不是緊固板;如果凸模的工作部分是非圓形結(jié)構(gòu)則使用圓形的固定結(jié)構(gòu)。
對(duì)于一些小型的凸模，它也可以被低熔點(diǎn)合金凸模固定板，無(wú)機(jī)或環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑進(jìn)行固定。
原文： 1. 劉建雄、王家惠、廖丕博（作者），Chapter 1 Stamping Forming and Die Design（文章題目），《模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)英語(yǔ) 》（書(shū)名），2006，第1版，P1～14（頁(yè)碼）
學(xué)號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
冷凝器孔板沖壓連續(xù)模設(shè)計(jì)
Condenser orifice plate stamping mould design
學(xué)院 專(zhuān)業(yè) 班級(jí)
學(xué)生 指導(dǎo)教師（職稱(chēng)）
完成時(shí)間 20xx 年 3 月 12 日至 20xx 年 6 月 15 日
開(kāi)題報(bào)告
題目
冷凝器孔板沖壓連續(xù)模設(shè)計(jì)
Condenser orifice plate stamping mould design
院 （系）
專(zhuān)業(yè)
年級(jí)
學(xué)號(hào)
姓名
指導(dǎo)教師
20xx年 3 月 12 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
題目
冷凝器孔板沖壓連續(xù)模設(shè)計(jì)
時(shí)間
本課題的目的意義
（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）
畢業(yè)設(shè)計(jì)是整個(gè)教學(xué)的重要組成部分，是對(duì)學(xué)生的全面考核，是學(xué)生綜合訓(xùn)練必不可少的教學(xué)內(nèi)容。
通過(guò)冷凝器孔板沖壓連續(xù)模的設(shè)計(jì)，達(dá)到以下目的：
該課題針對(duì)冷凝器孔板的模具設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)緊密結(jié)合，更加清楚地了解和掌握該類(lèi)模具設(shè)計(jì)方法、工作原理、具體結(jié)構(gòu)，并培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的能力，初步掌握模具設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，為今后的工作實(shí)踐打下基礎(chǔ)。通過(guò)設(shè)計(jì)能熟練的運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，如國(guó)家相關(guān)部門(mén)所頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)、規(guī)范，還有企業(yè)使用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值等，培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力。該課題源于生產(chǎn)實(shí)際，要求學(xué)生多去動(dòng)手，了解整個(gè)工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)等，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。
設(shè)計(jì)(論文)的基本條件
及設(shè)計(jì)(論文)依據(jù)
1、薛啟翔《沖裁模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社。2005.3
2、郝濱海《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社 2004.11
3、《材料力學(xué)》，高等教育出版社。
4、高軍《沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南》，化學(xué)工業(yè)出版社2007 5、林楓英 《沖壓模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，電子工業(yè)出版社 2005.11
6、《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造過(guò)程仿真》，化學(xué)工業(yè)出版社2007
本課題的主要內(nèi)容、
重點(diǎn)解決的問(wèn)題
主要內(nèi)容：
一、分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，初步確定模具結(jié)構(gòu)
二、模具結(jié)構(gòu)型式選擇及論證
1.對(duì)產(chǎn)品詳細(xì)的分析；2.對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)；
三、模具設(shè)計(jì)（內(nèi)容包括：沖孔、落料、彎曲和翻孔）
1、模具模架的設(shè)計(jì) 2、彎曲工序計(jì)算；3、翻孔工序計(jì)算；4、 刃口尺寸計(jì)算；
重點(diǎn)解決的問(wèn)題：
模具的設(shè)計(jì)的可行性、可加工性、模具的使用的壽命、模具材料選用。
本課題欲達(dá)到的目的
或預(yù)期研究的結(jié)果
通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，希望能使我們更好的掌握本專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技術(shù)，能更清楚模具設(shè)計(jì)要求和技巧，更明確模具加工與設(shè)計(jì)。同時(shí)也希望我們能更好的把書(shū)本的知識(shí)和實(shí)際操作融合在一起。為即將面臨的工作打下牢固的基礎(chǔ)。
計(jì) 劃 進(jìn) 度
時(shí) 間
工 作 內(nèi) 容
備 注
12/3～16（4周）
查閱、收集國(guó)內(nèi)外與課題有關(guān)文獻(xiàn)資料15篇以上，并寫(xiě)出6000～8000字的文獻(xiàn)綜述。
19～23（5周）
寫(xiě)出設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告與導(dǎo)師進(jìn)行設(shè)計(jì)思想交流。
26～30（6周）
檢索與閱讀與設(shè)計(jì)題目相關(guān)的外文資料，并書(shū)面翻譯3000～5000漢字（附外文原文及出處）的外文資料；準(zhǔn)備與本設(shè)計(jì)所用的工具書(shū)
2/4～6（7周）
畫(huà)出設(shè)計(jì)零件的2D及3D圖。初步確定設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出草圖。
9～13（8周）
分析確定設(shè)計(jì)的最佳方案。
16～20（9周）
繪制模具總裝配圖和主要零件圖。編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
23～18/5（10-13周）
21～25（14周）
修改與完善、打印、裝訂、裝袋
28～10/6（17周）
答辯前準(zhǔn)備，答辯
指
導(dǎo)
教
師
意
見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
專(zhuān)
業(yè)
教
研
室
意
見(jiàn)
教研室主任簽名：
年 月 日
文獻(xiàn)綜述
學(xué)院（系）
專(zhuān) 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
冷沖模的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
0引言
對(duì)沖壓生產(chǎn)而言，單工位模具結(jié)構(gòu)單一，生產(chǎn)效率低，而且鈑金零件不能過(guò)于復(fù)雜，否則就需要多副單工位模具才能實(shí)現(xiàn)。如果采用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓生產(chǎn)，就可以改變這些缺點(diǎn)。級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短，占用的操作人員少，非常適合大批量生產(chǎn)。多工位級(jí)進(jìn)模是當(dāng)代先進(jìn)模具技術(shù)的典型代表，是沖壓模具重點(diǎn)發(fā)展的方向之—。利用多工位級(jí)進(jìn)?？梢栽凇蹦＞咧型瓿蓻_裁、彎曲、拉深、成形等多種沖壓工序，其工序集成度之多、功能之廣是其他模具無(wú)法與之相比的。多工位級(jí)進(jìn)?？梢圆捎米詣?dòng)送料、高速?zèng)_壓、無(wú)人操作下的完全自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)，是高精密、高效率、長(zhǎng)壽命“三高”模具的典型代表。本次課題冷凝器孔板是一種常見(jiàn)沖壓件，課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際。本次設(shè)計(jì)選用連續(xù)模來(lái)生產(chǎn)此沖壓件。多工位連續(xù)模和多功能模具是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種[1]。
1冷沖模具工業(yè)在歷史上的背景
冷沖壓加工工藝，在我國(guó)已有悠久的歷史。據(jù)文獻(xiàn)記載：我國(guó)勞動(dòng)人民遠(yuǎn)在青銅時(shí)期就發(fā)現(xiàn)了金屬具有錘擊變形的性能；到了戰(zhàn)國(guó)時(shí)代（公元前403-221年）已經(jīng)能煉劍淬火。可以肯定，我們的祖先，在2300年前已掌握了錘擊金屬制造兵器和各種日用品技術(shù)。在漫長(zhǎng)的封建社會(huì)時(shí)期，我國(guó)勞動(dòng)在金、銀、銅裝飾品和日用品的制作中，顯示出精巧的工藝技術(shù)和高超的藝術(shù)水平[2]。
2冷沖模具工業(yè)的現(xiàn)狀
到了21 世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，CAD/CAE/CAM 技術(shù)日臻成熟，其現(xiàn)代模具中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前我國(guó)沖壓模具無(wú)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)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，仍具有較大的差異，一些大型、精密、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(chē)的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。而一些低檔次的簡(jiǎn)單沖模，則已供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈[3]。
中國(guó)沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開(kāi)放帶了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)期，模具的市場(chǎng)的需求量也進(jìn)一步的增加。模具行業(yè)也一直以15%左右的增速再發(fā)展。因此帶來(lái)的模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分的巨大變化，一些國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)也如雨后春筍般的建立起來(lái)，同時(shí)也帶來(lái)了以集體、獨(dú)資、私營(yíng)和合資等形式的快速發(fā)展。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠(chǎng)家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。以汽車(chē)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(jìn)步，東風(fēng)汽車(chē)公司模具廠(chǎng)、一汽模具中心等模具廠(chǎng)家已能生產(chǎn)部分轎車(chē)覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在某些領(lǐng)域已取代機(jī)械加工，并正逐步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，到本世紀(jì)中，機(jī)械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要由模具來(lái)完成。因此，沖壓技術(shù)對(duì)發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用[4]。
從進(jìn)出口模具價(jià)格方面分析，2009 年出口沖壓模具平均每噸8894.5 美元，比上年上升13.5%；出口塑料橡膠模具平均每套價(jià)963 美元，比上年上升15.6%。如果與進(jìn)口價(jià)相比較，則沖壓模具平均每噸進(jìn)出口之比1.8:1；塑料橡膠模具平均每套進(jìn)出口之比為2.5︰1。與上年相比，差距明顯縮小。中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的分析指出，從上述價(jià)格可看出，中國(guó)出口模具的技術(shù)含量和附加值比上年又有了上升，與進(jìn)口模具相比，技術(shù)和價(jià)格差距也在不斷縮小，充分體現(xiàn)出了2009年中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步[5]。
3本設(shè)計(jì)的目的與意義
進(jìn)行冷凝器孔板的模具設(shè)計(jì)，可以使自己對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)緊密結(jié)合，更加清楚地了解和掌握該類(lèi)模具設(shè)計(jì)方法、工作原理、具體結(jié)構(gòu)，并培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的能力，初步掌握模具設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，為今后的工作實(shí)踐打下基礎(chǔ)。通過(guò)設(shè)計(jì)能熟練的運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，如國(guó)家相關(guān)部門(mén)所頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)、規(guī)范，還有企業(yè)使用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值等，培養(yǎng)獨(dú)立工作的能力。該課題源于生產(chǎn)實(shí)際，要求學(xué)生多去動(dòng)手，了解整個(gè)工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)等，從而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。
冷凝器孔板生產(chǎn)批量很大，若采用單工序沖壓，工裝投入多，成本大，生產(chǎn)效率低。而且難以滿(mǎn)足零件較高的尺寸精度要求。為此。采用沖孔、落料、翻邊、彎曲級(jí)進(jìn)模。通過(guò)本設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)沖壓模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和全過(guò)程，訓(xùn)練工程設(shè)計(jì)能力，并對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)來(lái)一個(gè)很好的綜合，查漏補(bǔ)缺。更重要的親身經(jīng)歷整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，認(rèn)真分析設(shè)計(jì)的每一部分，更或觸類(lèi)旁通，在精神上、思想上有一個(gè)明悟，為將來(lái)的工作、生活打下良好的基礎(chǔ)。
4本課題在國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及存在的問(wèn)題
隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。近年來(lái)許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，一些國(guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠(chǎng)家還引進(jìn)了Moldf隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。近年來(lái)許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，一些國(guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠(chǎng)家還引進(jìn)了Moldflow等CAE軟件，并成功應(yīng)用于多工位級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)中[6]。
目前，以汽車(chē)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(jìn)步，東風(fēng)汽車(chē)公司模具廠(chǎng)、一汽模具中心等模具廠(chǎng)家已能生產(chǎn)部分轎車(chē)覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步。例如，吉林大學(xué)汽車(chē)覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車(chē)覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的注塑模、汽車(chē)覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國(guó)家工程研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等。
而多工位級(jí)進(jìn)模技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。專(zhuān)家認(rèn)為，未來(lái)多工位級(jí)進(jìn)模具制造技術(shù)有以下幾大發(fā)展趨勢(shì)：
(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)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(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)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(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)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(guó)外近年來(lái)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，可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車(chē)、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(jī)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退璧闹T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(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)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(chē)、摩托車(chē)、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)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(chēng)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(jiǎn)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(fù)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(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。
(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度
我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右。
(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)
選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)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(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)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(dòng)化、智能化
模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀(guān)質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)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(shì)。
(8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展
這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤(pán)；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)[7]。
近幾年來(lái)在許多企業(yè)里無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量水平上,都已經(jīng)有了一個(gè)較快的發(fā)展。但在此同時(shí)，級(jí)進(jìn)模選用的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和制造工藝等都必須更加引起我們的高重視和認(rèn)真對(duì)待，因?yàn)檫@是先進(jìn)的級(jí)進(jìn)模技術(shù)賴(lài)以采用，并得以充分發(fā)揮效益的基礎(chǔ)[8]。當(dāng)然，沖壓工藝和其它加工方法一樣，也有其自身的局限性，如：沖模結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，模具價(jià)格偏高，在單件小批量、多品種生產(chǎn)時(shí)經(jīng)濟(jì)上不合算。沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的工藝裝備。其模具結(jié)構(gòu)必須滿(mǎn)足沖壓生產(chǎn)的要求，不僅要沖壓出合格的零件制品，而且要適應(yīng)批量生產(chǎn)的需要，操作要方便、使用壽命要長(zhǎng)、安全可靠、成本低廉，并能容易制造和維修[9]。
5應(yīng)解決的主要問(wèn)題及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求
1）成形零件設(shè)計(jì)：凹、凸模尺寸的計(jì)算和布置；
2）壓力機(jī)的選擇；
3）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算：卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算，排樣圖和工序件圖的設(shè)計(jì)計(jì)算，各工序沖裁力的計(jì)算，沖裁、拉深和壓制成形各工序間尺寸的計(jì)算，各工序沖裁力的計(jì)算；
4）強(qiáng)度設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)：各部件的強(qiáng)度校核；
5)成型設(shè)備選擇：根據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)和批量大小=制件的幾何形狀、尺寸及精度要求，以及安全操作等因素來(lái)確定；
6）排樣設(shè)計(jì)：通過(guò)幾種排樣方案的設(shè)計(jì)，確定最佳的排樣方案;
7)卸料裝置設(shè)計(jì)：工作穩(wěn)定，并能確保凸模與板料順利分離；
8)定位裝置設(shè)計(jì)、托料裝置設(shè)計(jì)：確保板料順利送進(jìn)，準(zhǔn)確定位；
9）凸、凹模設(shè)計(jì)：凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，強(qiáng)度足夠，刃口尺寸精確，確保能生產(chǎn)出合格制件。
6總結(jié)
雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去10 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(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。如精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低，CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高，許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等。特別在大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類(lèi)型模具的生產(chǎn)能力也不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求，因而需要大量從國(guó)外進(jìn)口。目前我國(guó)模具設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比德、美等國(guó)家落后許多，也比韓國(guó)、新加坡等國(guó)落后。存在的問(wèn)題和差距主要表現(xiàn)在下列6個(gè)方面：1）產(chǎn)品質(zhì)量不高；2）標(biāo)準(zhǔn)化水平不高；3）CAD/CAE/CAM 技術(shù)剛起步；4）缺乏相關(guān)人才；5）受到外資的挑戰(zhàn)；6）缺乏自有品牌[10] 。
對(duì)于促進(jìn)我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展，建議應(yīng)該向以下所述的幾點(diǎn)進(jìn)行實(shí)行。這樣對(duì)我國(guó)的模具行業(yè)有巨大的歷史意義。（1）促進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。中國(guó)模具企業(yè)今后的發(fā)展方向，應(yīng)該注重產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和定位，進(jìn)一步提升模具的制造技術(shù)水平，占領(lǐng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高、技術(shù)含量高的高檔模具市場(chǎng)；（2）加大設(shè)備和高技術(shù)手段的投入。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中低檔模具供過(guò)于求，但高檔模具卻供不應(yīng)求。為此，應(yīng)該積極鼓勵(lì)企業(yè)與大專(zhuān)院校進(jìn)行技術(shù)合作，廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、人工智能技術(shù)等進(jìn)行設(shè)計(jì)決策、模擬分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力。（3）積極開(kāi)拓國(guó)外市場(chǎng)。作為基礎(chǔ)工業(yè)的模具制造業(yè)，尤其是沖壓模具的制造能力趕不上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，為此急需從國(guó)外進(jìn)口沖壓模具制造技術(shù)和能力，而中國(guó)模具業(yè)在這方面恰好有較大的優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)前景看好[11]。
在模具制造的方法中，沖壓加工與其它機(jī)械加工方法相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)： 1、效率高，可實(shí)現(xiàn)制品與零件的高速度大量的生產(chǎn)；2、原材料，可實(shí)現(xiàn)少切屑、無(wú)切屑加工；3、質(zhì)量穩(wěn)定，有良好的互換性；4、工藝簡(jiǎn)單，利用模具生產(chǎn)制品時(shí)，不需要操作者有較高的技藝水平；5、模具批量生產(chǎn)的零件和制品成本低廉；6、工出的零件與制品可一次成型，不需進(jìn)行再加工；7、造出其他加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；8、易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化及半自動(dòng)化。由于沖壓工藝的這些特點(diǎn)，因此其應(yīng)用范圍極廣，從精細(xì)的電子元件、儀表指針到汽車(chē)的覆蓋件和大梁、高壓容器封頭及航空航天器的蒙皮、機(jī)身等，均需沖壓加工。目前用沖壓工藝所獲得的制品，在現(xiàn)代汽車(chē)、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表及無(wú)線(xiàn)電電子產(chǎn)品和人們?nèi)粘Ｉ钪?，都占有十分重要的地位[12]。
在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，我國(guó)沖壓模具必須盡快提高水平。十一五”期間，在科學(xué)發(fā)展觀(guān)指導(dǎo)下，不斷提高自主開(kāi)發(fā)能力、重視創(chuàng)新、堅(jiān)持改革開(kāi)放、走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長(zhǎng)模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來(lái)，我國(guó)的沖壓模具的水平也必然會(huì)更上一層樓[13]。本次設(shè)計(jì)冷凝器孔板沖壓連續(xù)模相信能讓自己學(xué)到更多的東西，它雖然不能給工業(yè)化發(fā)展帶來(lái)貢獻(xiàn)，但能給我個(gè)人帶來(lái)更重要的學(xué)習(xí)空間。
參考文獻(xiàn)
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I 摘要 本文說(shuō)明了冷凝器孔板連續(xù)模設(shè)計(jì)的全過(guò)程 首先對(duì)冷沖壓連續(xù)模技術(shù)的定義 分類(lèi) 特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀作了簡(jiǎn)略概述 論述了級(jí)進(jìn)模沖壓零件的成形原理 基本模具 結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)過(guò)程及其設(shè)計(jì)原理 重點(diǎn)對(duì)連續(xù)模的沖裁 彎曲 分離工序的方案分析設(shè) 計(jì) 并且對(duì)多工位連續(xù)模重要零部件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì) 首先 根據(jù)產(chǎn)品圖分析了沖壓件的形狀特點(diǎn) 尺寸大小 精度要求 材料力學(xué)性 能 并結(jié)合模具制造條件 生產(chǎn)批量等因素 分析了零件的沖壓工藝性 在工藝性分 析的基礎(chǔ)上 提出了各種的可能的沖壓工藝方案 并通過(guò)分析比較確定出適合于現(xiàn)有 生產(chǎn)條件的最佳方案 接著 進(jìn)行了諸如零件展開(kāi)尺寸 材料利用率 沖裁力 拉深 力等主要工藝參數(shù)計(jì)算 根據(jù)計(jì)算結(jié)果選出了合適的沖壓設(shè)備并確定了模具壓力中心 其次 根據(jù)擬訂的工藝方案 分別確定了落料沖孔 翻邊彎曲模具結(jié)構(gòu)型式 然 后 計(jì)算或校核模具結(jié)構(gòu)上的有關(guān)參數(shù) 如模具工作部分尺寸 模具零件的強(qiáng)度和剛 度 模具部件之間的配合與公差等 關(guān)鍵詞 冷凝器孔板 連續(xù)模 模具設(shè)計(jì) 多工位 成型 II Abstract This article explains the whole process of progressive die design of gas oven lock parts First gave a brief overview of progressive die technology of cold stamping the definition classification characteristics and development status Explains the forming principle of the progressive die stamping parts and the basic design principles of mold structure and movement Focus on progressive die of punching bending separation process design of program analysis and multi station progressive die design of the important parts in details First of all According to the product chart has analyzed pressing part s shape characteristic size precision mechanical properties combined with the conditions of mold manufacturing production volume and other factors an analysis of parts of the stamping process In the technological analysis s foundation proposed some possible ramming craft plan and through the analysis comparison determined suits in the existing working condition preferred plan Then carried on such as the launch size material usage rate the blanking force the drawing strength and so on main technological parameter computation According to the computed result has selected the appropriate ramming equipment and determined the mold center of pressure Next according to the craft plan which drafts has determined drawing punching the flanging bending mold structure pattern separately Then computation or in examination mold structure related parameter like mold effective range size mold components intensity and rigidity Coordination and common difference between the mold part s and so on Keyword Progressive die dies design drawing punching flanging bending Multi station Forming III 目 錄 摘要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1 1 連續(xù)模的含義 1 1 2 連續(xù)模的特點(diǎn) 1 1 3 連續(xù)沖壓模具的應(yīng)用現(xiàn)狀 1 第二章 沖壓工藝分析及模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型 3 2 1 工藝分析 3 2 2 工藝方案的確定 3 第三章 排樣設(shè)計(jì) 5 3 1 排樣原則 5 3 2 排樣方式的確定 5 3 2 1 彎曲件毛坯尺寸計(jì)算 5 3 2 2 翻邊尺寸計(jì)算 6 3 2 3 沖壓方向的確定 7 3 2 4 排樣形式的確定 7 3 2 4 材料利用率的計(jì)算 8 第四章 沖壓力與壓力中心計(jì)算 9 4 1 沖壓力計(jì)算 9 4 1 2 彎曲力的計(jì)算 9 4 1 3 卸料力的計(jì)算 10 4 1 4 翻邊力的計(jì)算 11 4 2 壓力中心計(jì)算 12 第五章 凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 15 5 1 切邊模刃口尺寸計(jì)算的基本原則 15 5 2 刃口尺寸的計(jì)算方法 16 5 3 各工位凸 凹模刃口與尺寸的計(jì)算 19 5 3 1 工位一 二的尺寸計(jì)算 19 5 3 2 工位二 三的沖裁凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 20 5 4 強(qiáng)度校核計(jì)算 21 5 4 1 凸模強(qiáng)度計(jì)算 21 5 4 2 銷(xiāo)釘強(qiáng)度計(jì)算 22 IV 5 4 3 螺釘?shù)脑S用載荷計(jì)算 22 第六章 圓孔翻邊模與彎曲模工藝的設(shè)計(jì) 24 6 1 圓孔翻邊模工藝分析 24 6 2 彎曲工藝分析 24 6 2 1 制件回彈分析 25 6 2 2 彎曲結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 26 6 2 3 彎曲凸 凹模工作部分尺寸設(shè)計(jì)與計(jì)算 26 第七章 凹模板 卸料板及其它結(jié)構(gòu)整體尺寸設(shè)計(jì) 28 7 1 凹模板結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 28 7 1 1 凹模板整體尺寸計(jì)算 28 7 1 2 凹?？卓谛问皆O(shè)計(jì) 28 7 1 3 凹模的鑲 拼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 7 2 卸料板整體尺寸計(jì)算 28 7 3 其它板的尺寸設(shè)計(jì) 30 第八章 多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)和選用 31 8 1 模架的設(shè)計(jì) 31 8 2 模架的導(dǎo)向零件設(shè)計(jì) 31 8 3 模具安全裝置設(shè)計(jì) 32 8 4 導(dǎo)料裝置 設(shè)計(jì) 32 8 5 導(dǎo)正 裝置設(shè)計(jì) 34 8 6 彈壓卸料板卸料彈簧的選用與計(jì)算 35 第九章 模具的調(diào)試 36 第十章 總結(jié) 37 致謝 38 參考 文獻(xiàn) 39 附件 40 1 第一章 緒論 1 1 連續(xù)模的含義 連續(xù)模又稱(chēng)級(jí)進(jìn)模 多工位級(jí)進(jìn)模 跳步模 指的是壓力機(jī)在一次沖壓行程中 采用帶狀沖壓原材料 在一副模具上用幾個(gè)不同的工位同時(shí)完成多道沖壓工序的冷沖 壓沖模 模具每沖壓完成一次 料帶定距移動(dòng)一次 至產(chǎn)品完成 連續(xù)模在沖壓過(guò)程中材料料帶始終向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng) 模具內(nèi)部料帶切斷后向兩個(gè) 或者兩個(gè)以上方向運(yùn)動(dòng)的叫級(jí)進(jìn)模 料帶送料在模具內(nèi)部完成的叫自動(dòng)連續(xù)模 在一 個(gè)沖壓生產(chǎn)鏈上用不同工藝的沖壓模具用機(jī)械手或其他自動(dòng)化設(shè)施 采用模具或者零 件移動(dòng)完成工件沖壓加工的模具叫多工位模 1 2 連續(xù)模的特點(diǎn) 連續(xù)模和其他沖模相比 有如下優(yōu)點(diǎn) 連續(xù)模是多工序沖模 在一副模具中可以包括沖裁 彎曲 拉深成型等多種 多道工序 因此比復(fù)合模有更高的生產(chǎn)效率 也能生產(chǎn)相當(dāng)復(fù)雜的沖壓件 連續(xù)模設(shè)計(jì)時(shí) 工序可以分散 因?yàn)楣ば蚩梢圆槐丶性谕还の?不存在 復(fù)合模中的 最小壁厚 問(wèn)題 因此相對(duì)來(lái)說(shuō) 模具強(qiáng)度好 壽命長(zhǎng) 由于連續(xù)模中不存在人為送料誤差 故精度較高 連續(xù)模操作安全 可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn) 連續(xù)模在沖壓模具中亦有其缺點(diǎn) 連續(xù)模的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造精度要求高 制造周期長(zhǎng) 成本高 對(duì)于外形較大較復(fù)雜的工件 若用連續(xù)模 則模具往往很大 有時(shí)無(wú)法與沖 床匹配 因?yàn)檫B續(xù)模是將工件的形狀依次在不同的工步?jīng)_出 每次都有定位誤差 因 此工件上如有相對(duì)位置精度較高的部分 盡量考慮在模具的同一工位沖出 以保證精 度 連續(xù)模對(duì)材料的寬度有較嚴(yán)的要求 過(guò)寬時(shí) 材料不能進(jìn)入導(dǎo)料板 送料不 暢 過(guò)窄 則影響送料精度 還易損壞模具 1 3 連續(xù)沖壓模具的應(yīng)用現(xiàn)狀 近幾年 我國(guó)模具技術(shù)發(fā)展較快 隨著現(xiàn)代沖壓模具技術(shù)的迅速發(fā)展 模具設(shè)計(jì) 2 制造水平有了較大提高 一些按傳統(tǒng)沖壓工藝要多副沖模分序沖制的中小型復(fù)雜的沖 件 越來(lái)越多地采用多工位級(jí)進(jìn)模成型 以提高沖件質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率 降低件生產(chǎn) 成本 當(dāng)前 國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)與制造連續(xù)模已有一定的基礎(chǔ) 個(gè)別企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品已有較高水 平 但大部分企業(yè)仍依靠引進(jìn)模具來(lái)維持生產(chǎn) 因而生產(chǎn)成本較高 而對(duì)于五金模具 行業(yè)來(lái)講 提升技術(shù)含量 提高沖壓模具的自動(dòng)化是未來(lái)必然的選擇 3 第二章 沖壓工藝分析及模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型 2 1 工藝分析 1 結(jié)構(gòu) 制件如圖 2 1 所示 從整體上看該制件主要由沖孔 落料和翻孔 彎 曲完成 2 該材料選用為 08F 鋼 是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 由 沖壓手冊(cè) 表 8 7 7 可知 其 機(jī)械性能如表 1 1 08F 鋼的塑性很好 主要用來(lái)制造冷沖壓件 易于軋成薄板 薄帶 冷變形材 冷拉鋼絲 用于沖壓件 壓延機(jī) 各類(lèi)不承受載荷的覆蓋件 滲碳 滲氮 制作各類(lèi)套筒 靠模 支架 零件厚度為 0 6 0 15mm 對(duì)該零件的尺寸來(lái)說(shuō) 成型比 較容易 表 1 1 08F 的機(jī)械性能 機(jī) 械 性 能 材料 材料狀態(tài) MPa MPab MPas 10 100 08F 已退火 200 310 280 390 180 32 圖 2 1 產(chǎn)品制件形狀 2 2 工藝方案的確定 確定工藝方案主要考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題 1 工序的性質(zhì) 沖壓件工序的性質(zhì)是指該零件的所需的沖壓工序類(lèi)型 沖壓工序的 性質(zhì)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀 各工序的變形性質(zhì)和應(yīng)用范圍予以確定 2 工序的數(shù)量和工序順序 工序的數(shù)量主要決定于材料的力學(xué)性能 幾何形狀的復(fù) 雜程度和尺寸精度的高低 當(dāng)零件需要經(jīng)過(guò)數(shù)道工序沖壓成型時(shí) 零件的總 4 體形狀是通過(guò)各個(gè)成型工序部分逐步地形成 因而零件工序順序的安排需根 據(jù)零件的形狀特征尺寸精度要求來(lái)確定 3 工序的組合方式 一個(gè)沖壓件往往需要多道工序才能完成 因此 編制工藝方案 必須考慮是采用單工序分散沖壓 還是將工序組合起來(lái) 選用復(fù)合?；蚣?jí)進(jìn) 模生產(chǎn) 圖 2 2 產(chǎn)品制件尺寸 從產(chǎn)品尺寸圖 2 2 分析可知 該零件形狀較為簡(jiǎn)單 尺寸精度要求不高 但有三處 要進(jìn)行直角彎曲 所需的主要工序有 沖孔 沖外形 翻孔 彎曲 彎曲部分 不宜一次成型 若采用單工序模 工序多 手工操作 操作不方便 不安全 累積誤 差較大 質(zhì)量難以保證 制件生產(chǎn)批量較大 采用連續(xù)模加工 可節(jié)約沖壓設(shè)備和模 具 提高生產(chǎn)效率 同時(shí)減少手工送料的誤差 因而適宜采用多工位級(jí)進(jìn)模加工 2 5 第三章 排樣設(shè)計(jì) 在沖壓零件的成本中 材料費(fèi)用約占 60 以上 因此排樣對(duì)材料的經(jīng)濟(jì)利用具有非 常重要的意義 沖壓件在條料或板料上的布置方法稱(chēng)為排樣 級(jí)進(jìn)模的排樣是指制件 在條料上分幾個(gè)工位沖制的布置方法 排樣是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)的重要依據(jù) 其合理與否 不但影響材料的經(jīng)濟(jì)利用 還影響到制件的質(zhì)量 模具的結(jié)構(gòu)與壽命 制件的生產(chǎn)率 和模具的成本等技術(shù) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 實(shí)際上 一張完整 合理 可行的級(jí)進(jìn)模排樣圖 就已宣告了一套新的級(jí)進(jìn)模的產(chǎn)生 3 1 排樣原則 可以將展開(kāi)輪廓繪制好 在繪圖區(qū)反復(fù)試排 待初步方案確定后 在排樣圖 的開(kāi)始端安排沖孔 切口 切廢料等分離工位 再向另一端依次安排成形工位 歸后 安排制件和載體分離 第一工位一般安排沖孔和沖工藝導(dǎo)正孔 沖壓件上孔的數(shù)量較多 且孔的位置太近時(shí) 可分布在不同工位上沖出孔 但 孔不能加后續(xù)開(kāi)形工序的影響而變形 為提高凹模鑲塊 卸料板和固定板的強(qiáng)度 保證各成形零件安裝位置不發(fā)生干 涉 可在排樣中設(shè)置空工位 空工位的數(shù)量根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求而定 成形方向的選擇 向上或向下 要有利于模具的設(shè)計(jì)和制造 有利于送料的順 暢 對(duì)彎曲和拉深成形件 每一工位的變形程度不宜過(guò)大 變形程度較大的沖壓件 可分幾次成形 為避免 U 形彎曲件變形區(qū)材料的拉伸 應(yīng)考慮先變成 45 再變成 90 在級(jí)進(jìn)拉深排樣中 可應(yīng)用拉深前切口 要切槽等技術(shù) 以便材料的流動(dòng) 當(dāng)級(jí)進(jìn)成形工位數(shù)不是很多 制件的數(shù)度要求較高時(shí) 可采用壓回條料的技術(shù) 即將凸模切入料厚的后 模具中的機(jī)構(gòu)將被要制件反向條料內(nèi) 再送到下一工位加工 但不能將制件完全脫離帶料后再壓入 在級(jí)進(jìn)沖壓過(guò)程中 各工位分段切除作料后 形成完整的外形 此時(shí)一個(gè)重要 的問(wèn)題是如何使各段沖載的連接部位平直或圓滑 以免出現(xiàn)毛刺 錯(cuò)位 尖角告等 12 3 2 排樣方式的確定 6 3 2 1 彎曲件毛坯尺寸計(jì)算 當(dāng) r 0 5t 或無(wú)彎曲圓角半徑的零件時(shí) 展開(kāi)尺寸是根據(jù)毛坯與零件體積相等的 原則 并考慮在彎曲處材料的變薄來(lái)求得的 毛坯的總長(zhǎng)度等于各平直部分長(zhǎng)度之和 再加上彎曲角的部分 即 tlL 6 0 4 21 式 3 1 式中 工件直邊長(zhǎng)度 mm t 板料厚度 mm 1l2 由于在實(shí)際彎曲變形過(guò)程中 不僅在毛坯的圓角變形區(qū)產(chǎn)生變薄 而且與其相鄰 的直邊部分也產(chǎn)生一定程度的變薄 同時(shí)會(huì)受到多種因素的影響 如材料力學(xué)性能 模具狀況 彎曲方式等 因此可能會(huì)產(chǎn)生較大的誤差 對(duì)于本制件形狀比較簡(jiǎn)單 尺 寸精度要求不高 最終計(jì)算得到制件毛坯尺寸如圖 3 1 所示 由于該制件要求普通沖 裁 所標(biāo)注尺寸公差按經(jīng)濟(jì)公差 IT12 級(jí)查取標(biāo)準(zhǔn)公差 圖 3 1 產(chǎn)品的毛坯尺寸 3 2 2 翻邊尺寸計(jì)算 一 最小圓角半徑 由 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 5 表3 6查得08鋼的最小圓角半徑為 而工件的最小圓角半徑 r 0 5mm 0 2t 故圓角半徑滿(mǎn)足要0 2 6012tm 求 7 圖3 2 平板毛坯翻邊尺寸計(jì)算 二 最大翻邊高度計(jì)算 根據(jù)公式 在極限翻邊系數(shù) 時(shí)的最大翻邊高度 為 minKmaxh 式 3 2 式中 0 68 r 1mm t 0 6mm 8 2mm 3 7mm 則 minK1D2 根據(jù)計(jì)算 其翻邊高度滿(mǎn)足要求 即可以一次翻邊成形 三 預(yù)沖孔直徑計(jì)算 根據(jù)公式 式 3 3 72 043 2trHDd 計(jì)算得預(yù)沖孔直徑 m674 5 072 143 81 25 3 2 3 沖壓方向的確定 考慮到制件的結(jié)構(gòu)情況和板料送料方式 由于沖壓件的彎曲部分均彎曲成直角 為避免或減少毛刺 便于送料 制件沖壓方向詳見(jiàn)排列方式圖3 2 3 2 4 排樣形式的確定 由于考慮大批量生產(chǎn) 自動(dòng)送料方式 因而采用對(duì)排 雙側(cè)載體排樣方式 這樣 從材料利用率方面有所提高 料帶送進(jìn)更加平穩(wěn) 采用排樣如圖3 2所示 共9個(gè)工位 第一工位 沖兩個(gè) 4mm導(dǎo)正銷(xiāo)孔及20個(gè)圓孔 第二工位 沖剩余的16個(gè)圓孔 第三工位 沖外形一 第四工位 沖外形二 第五工位 內(nèi)孔翻邊 第六工位 空步 第七工位 預(yù)彎曲45 外形 第八工位 彎曲 校正直角外形 trh7 043 2iax 4 6 068 1 1ax mh 507243732 8 第九工位 切斷分離 圖 3 2 排樣圖 3 2 4 材料利用率的計(jì)算 由 Auto CAD 軟件測(cè)量其面積及以上排樣圖得 式 3 4 71 405 18763492 10 LBnA 式中 A 為沖裁件面積 L 為步距 mm B 為毛坯寬度 mm 2m 9 第四章 沖壓力與壓力中心計(jì)算 4 1 沖壓力計(jì)算 計(jì)算沖壓力的目的是為了選用合適的壓力機(jī) 設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度 壓力 機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖壓力 以適應(yīng)沖壓的需求 按圖3 3所示工序排樣 本制 件的沖壓力P 由三個(gè)部分組成 沖裁力 彎曲力 卸料力 和翻邊力 iPwPx翻F 4 1 1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力 沖裁力由五部分組成 即 其中 為沖孔沖 1234561 工序中的沖裁力 為沖外形一工序的沖裁力 為沖外形二工序的沖裁力 為翻2P 4P 孔工序的沖裁力 為彎曲工序的沖裁力 為沖外形三工序的沖裁力 5 6P 計(jì)算沖裁力 以普通平刃口沖裁計(jì)算 其沖裁力 一般可按下式計(jì)算 i KLt 式 4 1 i 式中 材料抗剪強(qiáng)度 MPa L 沖壓周邊總長(zhǎng) mm t 材料厚度 mm K 系數(shù) 考慮K是實(shí)際沖壓中 凸 凹模刃口鈍化 間隙不均 材 料力學(xué)性能和厚度的波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù) 一般取K 1 3 用Auto CAD軟件測(cè)量各部分的沖壓周邊長(zhǎng)度得 式 4 2 mL64 2958 17 式 4 3 032 式 4 4 3 式 4 5 4 式 4 6 mL 51 4 9235 841 56 式 4 7 則 式 4 8 kNMPamPi 78 629 627843106 2 573 1 式 4 9 4 1 2 彎曲力的計(jì)算 彎曲力 本模具將制件的彎曲過(guò)程劃分為兩步 彎曲力分為 其中 為w 5P65 預(yù)彎外形45 的彎曲力 為彎曲 校正外形90 的彎曲力 彎曲力是指彎曲件在完6 成預(yù)定彎曲時(shí)所需要的壓力機(jī)施加的壓力 是設(shè)計(jì)沖壓工藝過(guò)程和選擇設(shè)備的重要依 據(jù)之一 彎曲力的大小與毛坯尺寸 零件形狀 材料的機(jī)械性能 彎曲方法和模具結(jié) mLL 535 4 2406953 514 362 387 8 10 NP86 746 0390213 225 構(gòu)等多種因素有關(guān) 理論分析方法很難精確計(jì)算 在實(shí)際生產(chǎn)中常按經(jīng)驗(yàn)公式或通過(guò)簡(jiǎn)化的理論公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算 經(jīng)分析排樣圖3 2 彎曲過(guò)程中 可按V形自由彎曲5P6力計(jì)算 式 4 10 式中 自由彎曲力 K 安全系數(shù) 一般取1 3 B 彎曲件的寬度 tfP 彎曲件厚度 彎曲材料的抗拉強(qiáng)度 r 內(nèi)圓彎曲半徑 在此取 b 5P分別對(duì)應(yīng)的 B值為12mm 21 6mm t 0 6mm r 0 則6 MPab 式 4 11 式 4 12 式 4 12 由 于 為校正外形 90 的彎曲力 按以下公P 式計(jì)算 Ap 式 4 13 校P 式中 為校正彎曲力 A 為校正部分的投影面積 p 為單位面積校正力 其值校 參考表 4 1 取 p 50MPa 由軟件測(cè)量得 式28 9052 371 594m 4 14 式NP468 06 4 15 所以 式kNw 91 682 61904528 79 65 4 16 表 4 1 單位校正力 p 值 MPa 材料厚度 t mm材 料 0 1 0 5 0 5 2 5 2 5 6 5 6 5 0 065 0 075 0 045 0 055 0 04 0 05 0 03 0 04 0 02 0 03 0 1 0 063 0 055 0 045 0 025 0 14 0 08 0 06 0 05 0 03 4 1 4 翻邊力的計(jì)算 翻邊是將制件的邊緣翻成豎直或呈一定角度的直邊 是沖壓成形工序之一 主要 用于制出與其他零件裝配的部位 或者為了提高制件的剛度而加工出的特定形狀 用圓柱形凸模進(jìn)行翻邊時(shí) 翻邊力可按下式計(jì)算 式 4 19 tdDFs 翻 1 式中 為材料的屈服強(qiáng)度 MPa D 為翻邊直徑 中線(xiàn) t 為毛坯厚度 d 為毛坯預(yù)制s 孔直徑 由公式 式 4 20 72 043 2trHd 而 200MPa t 0 6mm r 取s m 81 2 1mm md674 51 則 式 4 21 KNF 96 10 169 74 50 3181 式 4 22 825282 所以 式 4 23 KNF 1 9621 翻 由以上計(jì)算可估算出總沖壓力 式 4 24 一般情況下 壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力應(yīng)大于或等于總沖壓力的 1 3 倍 因此 取壓力 機(jī)的壓力為 式 4 25 KNPF41 958 73 1 壓 力 機(jī) 2 kNPPXWi85 73114 902 89 62 翻 12 據(jù)此可預(yù)先選擇壓力機(jī)型號(hào)如下 表 4 3 開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)標(biāo)準(zhǔn)型 J23 100 開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)標(biāo)準(zhǔn)型 J23 100 公稱(chēng)壓力 kN 1000 厚度 100 滑塊行程 mm 130 墊板尺寸 mm 直徑 250 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度 mm 100 滑塊行程次數(shù) 次 min 38 直徑 60 最大封閉高度 mm 480 模柄孔尺寸 mm 深度 75 最大裝模高度 mm 380 最大傾斜角度 30 前后 710 工作臺(tái)尺寸 mm 左右 1080 4 2 壓力中心計(jì)算 模具壓力中心是指沖壓時(shí)所有沖壓力合力的作用點(diǎn)位置 一副沖模的壓力中心就 是指這副沖模各個(gè)沖壓部分的沖壓力的合力作用點(diǎn) 沖模的壓力中心 應(yīng)盡可能通過(guò) 模具中心并與壓力機(jī)滑塊中心重合 以避免偏心載荷使模具歪斜 間隙不均 從而加 速壓力機(jī)和模具的導(dǎo)向部分及凸 凹模刃口的磨損 為了確保壓力機(jī)和模具正常工作 應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重 合 對(duì)于帶有模柄的沖壓模 壓力中心應(yīng)通過(guò)模柄的軸心線(xiàn) 否則會(huì)使沖模和壓力機(jī) 滑塊產(chǎn)生偏心載荷 使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的磨損 模具導(dǎo)向零件加速磨損 降 低模具和壓力機(jī)的使用壽命 對(duì)于沒(méi)有模柄的沖壓模 壓力中心應(yīng)盡量通過(guò)模具的幾 何中心 以保證沖壓過(guò)程的平穩(wěn)性 4 2 1 確定沖模的壓力中心的原則 1 對(duì)稱(chēng)形狀的單個(gè)沖壓件 沖模的壓力中心就是沖壓件的幾何中心 2 工件形狀相同且分布位置對(duì)稱(chēng)時(shí) 沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱(chēng)中心相重合 3 形狀復(fù)雜的零件 多凸模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心 13 4 2 2 沖壓模壓力中心計(jì)算 根據(jù)理論力學(xué) 對(duì)于平行力系 合力對(duì)同一軸之力矩等于各分力對(duì)同軸力矩之和 由此求多凸模沖裁時(shí)的壓力中心按如下公式計(jì)算 式 4 26 niiinF xFxx1210 式 4 27 niiin yyyy 1210 式中 為各沖裁力和彎曲力 為各沖裁周長(zhǎng)和彎曲處寬度 nF 21 L 21 為各沖裁外形中心坐標(biāo) nx 21和 如圖 4 1 所示 由于排樣圖采用對(duì)排方式 各沖壓工序均是對(duì)稱(chēng)分布 壓力中心 必位于對(duì)稱(chēng)線(xiàn)上 因此可簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程 只需計(jì)算 即可知道壓力中心的位置 0 y 0 x 利用 Auto CAD 軟件標(biāo)識(shí)各沖裁 翻孔和彎曲位置的橫坐標(biāo) 測(cè)量各部分的沖壓周邊長(zhǎng) 度 如圖所示 利用式計(jì)算各坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的沖壓力如下 NF32 4671 5612 式 4 28 NF12 584059 式 4 29 NF76 32106 83717615413983 式 4 30 式F 06 27104 4 31 式N36 9481 35185 4 32 式F2 06 09276 4 33 4 5831 81420 式 4 34 N1 79 2 式 4 35 式F6 206 2 4 36 式 1473 3152 4 37 式NF8 06 024 4 38 式N1325翻 14 4 39 式NF82 16454526 彎 4 40 NF452627 校 式 4 41 式04 93 028 4 42 式NF82516 29 4 43 而 式NkPWni 7059 3 219 67 1 翻沖 4 44 9 237059 46 570961 740 0 2 1 82 3 1 27 314 4526 7 21 8 4 8 8 963 59 7 50 694 7 64 056 83091 35 3 41 62 4 4282 0 x 式 4 45 最終得到壓力中心坐標(biāo) 0 其壓力中心位置可見(jiàn)較為靠近排樣的幾何9 23 中心 0 0 即模具中心 沖壓排樣工序合理 圖 4 1 壓力中心位置 15 16 第五章 凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 凸模和凹模的刃口尺寸和公差 直接影響沖裁件的尺寸精度 模具的合理間隙也 靠凸 凹模刃口尺寸及公差來(lái)保證 因此 正確確定凸 凹模刃口尺寸和公差是沖模 設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作 5 1 切邊模刃口尺寸計(jì)算的基本原則 在沖壓件的尺寸測(cè)量和使用中 都是以光面的尺寸為基準(zhǔn) 落料件的光面是因凹 模刃口擠切材料產(chǎn)生產(chǎn)的 而孔的光面是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的 故計(jì)算刃口尺寸 時(shí) 應(yīng)按落料和沖孔兩種情況分別進(jìn)行 從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn) 1 由于凸模 凹模之間存在間隙 使落下的料或沖出的孔都帶有錐度 且落料 件的大端尺寸等于凹模尺寸 切邊件的小端尺寸等于凸模尺寸 2 在測(cè)量與使用中 落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn) 切邊邊長(zhǎng)是以小端尺寸為基 準(zhǔn) 3 沖壓時(shí) 凸模 凹模要與沖壓件或廢料發(fā)生摩擦 凸模愈磨愈小 凹模愈磨 愈大 結(jié)果使間隙越來(lái)越大 由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需考慮下述原則 1 落料件尺寸由凹模尺寸決定 切邊時(shí)孔的尺寸由凸模尺寸決定 故設(shè)計(jì)落料 模時(shí) 以凹模為基準(zhǔn) 間隙取在凸模上 設(shè)計(jì)切邊模時(shí) 以凸模為基準(zhǔn) 間隙取在凹 模上 2 考慮到?jīng)_壓中凸模 凹模的磨損 設(shè)計(jì)落料模時(shí) 凹模基本尺寸應(yīng)取尺寸公 差范圍的較小尺寸 設(shè)計(jì)切邊模時(shí) 凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍內(nèi)的較 大尺寸 這樣 在凸模 凹模磨損到一定程度的情況下 仍能沖出合格制件 凸模 凹模間隙則取最小合理間隙值 3 確定沖模刃口制造公差時(shí) 應(yīng)考慮制件的公差要求 凸模和凹模的刃口尺寸 精度選擇應(yīng)以能保證工件的精度要求為準(zhǔn) 保證合理的凸 凹模間隙值 保證模具一 定的使用壽命 如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高 即制造公差過(guò)小 會(huì)使模具制造困難 增加成本 延 長(zhǎng)生產(chǎn)周期 如果對(duì)刃口精度要求過(guò)低 即制造公差過(guò)大 則生產(chǎn)出來(lái)的制件可能不 合格 會(huì)使模具的壽命降低 若制件沒(méi)有標(biāo)注公差 則對(duì)于非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 非 配合尺寸的公差數(shù)值 IT14 級(jí)處理 沖模則可按 IT11 級(jí)制造 對(duì)于圓形件 一般可按 IT7 IT6 級(jí)制造模具 沖壓件的尺寸公差應(yīng)按 入體 原則標(biāo)注 落料件上偏差為零 下偏差為負(fù) 切邊件下偏差為零 上偏差為正 17 5 2 刃口尺寸的計(jì)算方法 由于模具加工方法不同 凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差的標(biāo)注 也不同 刃口尺寸的計(jì)算方法可分為二種情況 一種是凸 凹模分別加工方法 另一 種是凸 凹模配合加工作方法 對(duì)沖制形狀復(fù)雜或薄材料工件的模具 其凸 凹模通常采用配合加工的方法 此 方法是先做凸?；虬寄Ｖ械囊患?然后根據(jù)制作好的凸?；虬寄５膶?shí)際尺寸 配做另 一件 使它們之間達(dá)到最小合理間隙值 落料時(shí) 先做凹模 并以它作為基準(zhǔn)配制凸 模 保證最小合理間隙 沖孔時(shí) 先做凸模 并以它作為基準(zhǔn)配做凹模 保證最小合 理間隙 因此 只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和公差 另一件只標(biāo)注基本尺寸 并注明 凸模 尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制 保證雙面間隙值為 落料時(shí) 或 凹模尺寸按maxin Z 凸模實(shí)際尺寸配做 保證雙面間隙值為 沖孔時(shí) 這種方法 可放大基準(zhǔn)ami 件的制造公差 使其公差大小不再受凸 凹模間隙值的限制 制造容易 對(duì)一些復(fù)雜 的沖裁件 由于各部分尺寸的性質(zhì)不同 凸 凹模刃口的磨損規(guī)律也不相同 所以基 準(zhǔn)件刃口尺寸計(jì)算方法也不同 表 5 1 沖裁件初始雙面間隙 Z mm 表 5 2 列有凸 凹模刃口尺寸計(jì)算公式 沖孔件按凸模磨損后尺寸變小 可按表 中 A 類(lèi)尺寸計(jì)算 變大可按表中 B 類(lèi)尺寸計(jì)算 不變可按表中 C 類(lèi)尺寸計(jì)算 按規(guī)律 分為三種 18 表 5 2 配合加工法凸 凹模尺寸及其公差的計(jì)算公式 工件性質(zhì) 工件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 A 0凸凸 x B 凸凸 0沖孔 C 2凸凸 按凸模尺寸配制 其雙面間 隙為 maxin Z 表 中 凸凸 凸 BA 凸 模 刃 口 尺 寸 mm 凹凹 凹 CBA 凹 模 刃 口 尺 寸 mm A B C 一 工 件 基 本 尺 寸 mm 一 工 件 公 差 mm 凸 凸 模 制 造 公 差 mm 取 值 為 x 一 磨 損 系 數(shù) 其 見(jiàn) 表 5 3 表 5 3 磨 損 系 數(shù) x 非圓形 圓形 1 0 75 0 5 0 75 0 5 材料 厚 度 t 工件公差 mm 0 1 1 2 2 4 4 0 16 0 20 0 24 0 30 0 17 0 35 0 21 0 41 0 25 0 49 0 31 0 59 0 36 0 42 0 50 0 60 0 16 0 20 0 24 18 30 30 80 0 020 0 020 0 025 0 030 120 180 180 160 0 030 0 040 0 045 80 12 0 0 025 0 035 160 360 360 500 500 0 035 0 040 0 050 0 050 0 060 0 070 20 表 5 6 根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 以下為基本尺寸 0 500mm 4 18 級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)公差表 公差值 基本尺寸 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14 IT15 IT16 IT17 IT18 大于 到 m mm 3 3 4 6 10 14 25 40 60 0 10 0 14 0 25 0 40 0 60 1 0 1 4 3 6 4 5 8 12 18 30 48 75 0 12 0 18 0 30 0 48 0 75 1 2 1 8 6 10 4 6 9 15 22 36 58 90 0 15 0 22 0 36 0 58 0 90 1 5 2 2 10 18 5 8 11 18 27 43 70 110 0 18 0 27 0 43 0 70 1 10 1 8 2 7 18 30 6 9 13 21 33 52 84 130 0 21 0 33 0 52 0 84 1 30 2 1 3 3 30 50 7 11 16 25 39 62 100 160 0 25 0 39 0 62 1 00 1 60 2 5 3 9 50 80 8 13 19 30 46 74 120 190 0 30 0 46 0 74 1 20 1 90 3 0 4 6 80 120 10 15 22 35 54 87 140 220 0 35 0 54 0 87 1 40 2 20 3 5 5 4 120 180 12 18 25 40 63 100 160 250 0 40 0 63 1 00 1 60 2 50 4 0 6 3 5 3 各工位凸 凹模刃口與尺寸的計(jì)算 5 3 1 工位一 二的尺寸計(jì)算 工位一 二為沖孔 孔徑有 和 按 IT12 精度4 589 674 52 查取標(biāo)準(zhǔn)公差得 查表 5 1 表 5 3 表 5 4 表 5 5 表 5 6 得 1 05 1 07 m221 m1 43 10 6 Z48 minZ axd2 mp 75 0 x 校核間隙 不能滿(mǎn)足要求 但相差不Zdp 4 inax 大 則 根據(jù)刃口尺寸計(jì)算原則 分別代入公式計(jì)算 尺寸 4 式 5 1 mxdpp 01 01 0 94 275 4 式 5 2 Zdmin89 尺寸 5 式 5 3 xdpp 01 01 0 95 275 式 5 4 md 4 4 min89 p 0 2 0 0minax d 1466i 21 尺寸 8 式 5 5 mxdpp 01 01 0 8 57 8 式 5 6 Zd 4 4 min 63 尺寸 9 式 5 7 xdpp 01 01 0 9 57 9 式 5 8 md 4 4 min 683 尺寸 674 5 式xdpp 01 01 0 75 275 6 5 9 式 5 10Zdpd 04 014 0min 8 5 尺寸 24 式 5 11mxpp 01 01 0 32 7 24 式 5 12Zddp 04 04 0min 5 8 3 5 3 2 工位二 三的沖裁凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 工位二 三均為沖孔外形 且外形較為復(fù)雜 所以按凸 凹模配合設(shè)計(jì)加工 即 先做凸模 以它作為基準(zhǔn) 凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配做 保證雙面間隙值為 0 048mm 0 072mm 其基本尺寸如圖 5 1 所示 均按 IT12 精度查取標(biāo)準(zhǔn)maxin Z 公差 按表 5 2 公式進(jìn)行計(jì)算 所需參數(shù)由表 5 3 表 5 5 表 5 6 查得 則其計(jì)算的 結(jié)果如圖 5 2 所示 22 圖 5 1 沖孔外形的基本尺寸 圖 5 2 異形凸模刃口尺寸 5 4 強(qiáng)度校核計(jì)算 5 4 1 凸模強(qiáng)度計(jì)算 凸模直徑或?qū)挾却笥跊_件料厚度 查表 5 7 表 5 7 校核項(xiàng)目及條件 圓形凸模 異形凸模 壓應(yīng)力 凸模直徑或?qū)挾却?于沖件料厚 4min壓 td min壓 PF 有導(dǎo)向裝置的凸模 L 2ax70 IL10ax 最大允許 長(zhǎng)度 無(wú)導(dǎo)向裝置的凸模 F d2max95F425max 凸模最小直徑 mm mind 凸模最小截面的面積 F2m t 沖件材料厚度 mm 沖件材料抗剪強(qiáng)度 MPa 23 P 沖裁力 N 凸模材料許用應(yīng)力 對(duì)于常用合金模具鋼 可取 1000 1800 壓 MPa 凸模最大允許自由長(zhǎng)度 mm maxL d 凸模或沖孔最小直徑 mm F 沖裁力 N I 凸模最小橫截面的慣性矩 4 根據(jù)計(jì)算 其所有凸模壓應(yīng)力校核都滿(mǎn)足要求 而圓形沖孔的采用帶臺(tái)肩標(biāo)準(zhǔn)圓 凸模 其它的采用卸料板導(dǎo)向異形凸模 5 4 2 銷(xiāo)釘強(qiáng)度計(jì)算 沖模上廣泛采用圓柱銷(xiāo)作凸模 凹模與模板連接的定位元件 有時(shí)也用于凸模與 固定板連接中的支承元件 當(dāng)銷(xiāo)釘受載荷較大時(shí) 需要對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行核算 上模 下模定位銷(xiāo)釘直徑 式 2min Pd 5 13 銷(xiāo)釘最小直徑 mm P 側(cè)向載荷 N 銷(xiāo)釘材料的許用剪應(yīng)力 MPa 經(jīng)淬火的銷(xiāo)釘 取 300MPa 未經(jīng)淬火的銷(xiāo)釘 取 120MPa 根據(jù)計(jì)算 得 14mm 上 下模各取銷(xiāo)釘直徑 16mm 兩根 未經(jīng)淬火的 5 4 3 螺釘?shù)脑S用載荷計(jì)算 沖模上廣泛采用內(nèi)六角螺釘作緊固件 并采用卸料板螺釘來(lái)控制卸料板的行程 當(dāng)螺釘承受較大載荷時(shí) 應(yīng)核算其許用載荷 1 緊固螺釘螺釘在工作時(shí) 主要承受拉應(yīng)力 其許可載荷按下式計(jì)算 式 24 5 14 式中 一個(gè)螺釘?shù)脑S用載荷 N d 螺釘?shù)淖钚≈睆?mm 許用應(yīng)力 MPa 對(duì)于緊固螺釘 取 120MPa 表 5 8 緊固螺釘?shù)脑S用載荷 螺釘規(guī)格 mm M6 M8 M10 M12 M14 M16 M20 M24 螺紋內(nèi)徑 d mm 4 9 6 6 8 4 10 1 11 8 13 8 17 3 20 7 許用載荷 P N 2260 4100 6650 9600 13000 18000 28000 40000 根據(jù)計(jì)算及考慮安全性 模板尺寸較大 取 M10 螺釘 上模 16 下模 16 根 24 卸料板螺釘工作時(shí) 也是主要承受拉應(yīng)力 其計(jì)算公式與緊固螺釘相同 但由于 它承受的是動(dòng)載荷 故一般選許用應(yīng)力 80 MPa 常用卸料板螺釘?shù)脑S用載荷列 于下表 以供選用 表 5 9 卸料板螺釘?shù)脑S用載荷 螺釘規(guī)格 M mm M6 M8 M10 M12 M16 M20 最小直徑 d mm 4 5 6 2 7 5 9 5 13 16 5 許用載荷 N 1270 2400 3500 5700 11000 17000 根據(jù)計(jì)算及考慮安全性 取 M10 卸料螺釘 16 根 25 第六章 圓孔翻邊模與彎曲模工藝的設(shè)計(jì) 6 1 圓孔翻邊模工藝分析 翻邊的目的主要是為了減小重量 增加結(jié)構(gòu)的剛度 小的圓角半徑和高的豎邊的 翻邊 僅僅應(yīng)用在螺紋底孔或與軸配合的小孔的翻邊 此時(shí)單邊間隙 c 0 65t 考慮到 翻邊時(shí)料厚變薄 翻邊時(shí)凸 凹模單邊間隙可取料厚的 75 85 或也可以按表 6 1 選取 表 6 1 翻邊時(shí)凸凹模的單邊間隙 mm 材料 厚度 0 3 0 5 0 7 0 8 1 0 1 2 1 5 2 0 平毛坯 翻邊 0 25 0 45 0 6 0 7 0 85 1 0 1 3 1 7 拉深后 翻邊 0 6 0 75 0 9 1 1 1 5 四種常用翻邊凸模形狀 如圖 6 1 所示 用于沖孔翻邊 翻邊孔徑 d10 的 翻邊 先定位 后翻邊 對(duì)任意孔翻邊 采用球形 拋物線(xiàn)型凸模最好 平底凸模 rp 應(yīng)盡量大 rp 4 翻邊垂直度要求高 單邊間隙 c 0 75 0 85 to 圖 6 1 圓孔翻邊凸模 而對(duì)于翻邊凹模圓角半徑一般對(duì)翻邊成形影響不大 可取該值等于零件的圓角半 徑 26 6 2 彎曲工藝分析 從工件上可以看出其屬于 L 形件 它是由平板毛坯彎成 L 形件或在級(jí)進(jìn)模彎曲工 位進(jìn)行的單邊直角彎曲 其都必須采用壓料板 6 2 1 制件回彈分析 一 回彈現(xiàn)象及回彈原因分析 回彈現(xiàn)象 在彎曲過(guò)程中 彈性變形在卸載后將消失 引起彎曲件脫離模具后彎 曲角度和彎曲半徑都與模具不一致的現(xiàn)象稱(chēng)為回彈 正回彈 工件的角度和圓角半徑大于凸模的角度和圓角半徑 負(fù)回彈 工件的角度和圓角半徑小于凸模的角度和圓角半徑 二 L 形彎曲后的回彈 L 形彎曲模的一般結(jié)構(gòu)形式如圖 6 2 示 為防止毛坯的另一端上翹 必須用壓料板 將板料壓住 彎曲時(shí) 凸模要承受較大的側(cè)向力 為平衡側(cè)向力 在凸模一側(cè)設(shè)置擋 塊 2 L 形彎曲可以看作是 90 V 形彎曲的特例 同屬于單角彎曲 但比 V 形彎曲復(fù)雜 得多 因此 任何單角彎曲都應(yīng)優(yōu)先考慮采用 V 形彎曲方式 影響 L 件回彈量的主要因素是彎曲間隙 Zb 當(dāng) Zb 值過(guò)大時(shí) rp 區(qū)塑性變形不充 分 彎邊與模貼合不緊 出現(xiàn)明顯的外開(kāi)回彈 如圖 b 示 當(dāng) Zb 值過(guò)小時(shí) 彎曲件將 產(chǎn)生波形 外開(kāi)回彈量也較大 如圖 c 示 故間隙一般取 Zb 0 95 0 98 t 圖 6 2 L 件彎曲回彈 該制件彎曲部位為直角彎曲變形 其相對(duì)彎曲半徑 r t 1 回跳角度可查表 6 1 排樣圖給出的彎曲工序中 其彎曲工序中成形部分的尺寸較小 只需在模具結(jié)構(gòu)中 根據(jù)可能產(chǎn)生的回彈量 用補(bǔ)償法修正凹模的尺寸和幾何形狀 即可保證在允許的回 彈誤差范圍內(nèi) 表 6 1 較軟金屬材料 90 度單角校正彎曲回跳角度 r t 材料 1 1 2 2 3 Q215 Q235 03 2 032 1 27 純銅 黃銅 鋁 031 3 4 2 6 2 2 彎曲結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 制件的彎曲形式詳見(jiàn)排樣圖 由于采用浮動(dòng)送料 為使送料方便 出料不受阻礙 考慮到制件 兩角彎曲部位的高度有 13mm 中間 U 形彎曲部位的彎曲高度有 15mm 浮動(dòng)高度預(yù)定為 25mm 這樣模具的凸 凹模采用鑲嵌件形式 彎曲凸模留在下模 不論從加工和強(qiáng)度方面都容易保證 最 終定為彎曲的凸模留在下模 采用彎曲和校形鑲嵌件 3 6 2 3 彎曲凸 凹模工作部分尺寸設(shè)計(jì)與計(jì)算 一 凸模圓角半徑 當(dāng) r 時(shí) r minrinpr 當(dāng) r 先取 彎曲成形 再增加一套整形工序 使 rmin pr 當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑 r t 較小時(shí) 取凸模圓角半徑等于或略小于工件內(nèi)側(cè)的 圓角半徑 r 但不能小于材料所允許的最小彎曲半徑 其可由表 6 2 查得 minr 表 6 2 最小彎曲半徑 退火狀態(tài) 冷作硬化狀態(tài) 彎曲線(xiàn)的位置材料 垂直纖維 平行纖維 垂直纖維 平行纖維 08 10 Q195 Q215 A 0 1t 0 4t 0 4t 0 8t 15 220 Q235 A 0 1t 0 5t 0 5t 1 0t 45 50 Q275 0 5t 1 0t 1 0t 1 7t 60Mn T8 1 2t 2 0t 2 0t 3 0t 純銅 0 1t 0 35t 1 0t 2 0t 軟黃銅 0 1t 0 35t 0 35t 0 8t 黃銅 半硬 0 1t 0 35t 0 5t 1 2t 鋁 0 1t 0 2t 0 3t 0 8t 硬鋁 2 0t 3 0t 3 0t 4 0t 當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑 r t 較大 r t 10 精度要求較高時(shí) 必須考慮回彈 的影響 根據(jù)回彈值的大小對(duì) 凸 模圓角半徑進(jìn)行修正 二 凹模圓角半徑 凹模入口處圓角半徑 的大小對(duì)彎曲力以及彎曲件的質(zhì)量均有影響 過(guò)小的凹模dr 圓角半徑會(huì)使彎矩的彎曲力臂減小 毛坯沿凹模圓角滑入時(shí)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 在生產(chǎn)中 通常根據(jù)材料的厚度選取凹模圓角半徑 28 當(dāng) t 2mm t dr6 3 t mm t 422 t 4 mm 2t d 三 凹模深度 凹模深度指彎曲件的彎曲邊在凹模內(nèi)的非變形區(qū)的直線(xiàn)段長(zhǎng)度 凹模深度過(guò)小 兩邊自由部分過(guò)大 造成彎曲件回彈量大 工件不平直 凹模深度過(guò)大 則增大了凹 模尺寸 浪費(fèi)模具材料 且需要大行程的壓力機(jī) 經(jīng)驗(yàn)取值由下表 6 3 取得 表 6 3 凹模圓角半徑 和深度 mm drl 四 彎曲凸 凹模的間隙 凸 凹模的間隙指彎曲模中凸 凹模之間的單邊間隙 用 Z 表示 L 形件彎曲時(shí) 凸 凹模的間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的閉合高度來(lái)控制的 設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮 所以 Z t 0 6mm U 形和其他形狀工件彎曲 則必須確定適當(dāng)?shù)拈g隙 五 彎曲凸 凹模的工作尺寸 其工作尺寸的計(jì)算與工件尺寸的標(biāo)注形成有關(guān) 一般原則是 當(dāng)工件標(biāo)注外形尺 寸時(shí) 應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件 間隙取在凸模上 當(dāng)工件標(biāo)注內(nèi)行尺寸時(shí) 應(yīng)以凸模為基 準(zhǔn)件 間隙取在凹模上 并用配作法來(lái)制模 綜上所述 式 6 1 pxLp 0 式中 凸模寬度基本尺寸 mm L 為工件橫向基本尺寸 mm p 故 式 6 2 05 05 1 871 7 2 式 6 3 0 0426 p 29 第七章 凹模板 卸料板及其它結(jié)構(gòu)整體尺寸設(shè)計(jì) 7 1 凹模板結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 7 1 1 凹模板整體尺寸計(jì)算 凹模厚度 高度 H 取 H 34mm 式 7 1 mks93 5 18 0 式中 s 垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離 由排樣圖測(cè)量得 ms5 18 K 系數(shù) 考慮板料厚度的影響 其值可查表取為 0 18 凹模壁厚 c 取 c 55mm 式 7 2 H 68 51 2 1 凹模長(zhǎng)度 A 式 7 3 mAcb 101 9 取 式中 b 送料方向的凹模刃壁間最大距離 由排樣設(shè)計(jì)得 ms1 89 凹模寬度 B 取 B 280mm 式 7 4 mca5 26345 182 確定凹模板整體尺寸為 1000 280 34mm 7 1 2 凹?？卓谛问皆O(shè)計(jì) 凹模的刃壁形式為直刃壁 采用圖 7 1 中的圖 C 形式 該形式同時(shí)適用于圓孔和非圓孔 其中 b 取 1 0m 5 7 1 3 凹模的鑲拼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)于大 中型或復(fù)雜形狀的沖模 采用鑲塊 可節(jié)約貴重的工具鋼 改善加工工 藝性 減少鉗工工作量 提高模具加工精度 凹模整體尺寸表明 該模具較大 因此 將凹模板設(shè)計(jì)為鑲拼結(jié)構(gòu) 部分凹模刃口亦設(shè)計(jì)為鑲嵌件 其中圓凹模嵌套采用標(biāo)準(zhǔn) A 型圓凹模 7 2 卸料板整體尺寸計(jì)算 30 卸料裝置在一般冷沖壓加工中主要起卸料和壓料的作用 而多工位級(jí)進(jìn)模由于帶 料 或條料 在連續(xù)送進(jìn)的沖壓過(guò)程中必須浮離凹模平面一定的高度 同時(shí) 多工位 級(jí)進(jìn)模又是多工序 多工位的沖壓加工 在沖壓前 材料必須被完全壓緊 因此 多 工位級(jí)進(jìn)模中絕大部分采用彈壓卸料的結(jié)構(gòu)形式 而較少采用固定卸料的方式 卸料裝置的設(shè)計(jì)原則 在級(jí)進(jìn)沖模中彈壓卸料板一般設(shè)計(jì)成平板形 反凸臺(tái)形或一側(cè)臺(tái)肩形的三種基本 結(jié)構(gòu)形式 1 卸料裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)與模具的總體結(jié)構(gòu)相適應(yīng) 當(dāng)級(jí)進(jìn)模沖模采用兩側(cè)均為帶 導(dǎo)向槽浮頂導(dǎo)料柱送料時(shí) 宜選用平板形彈壓卸料板 以板平面壓緊材料 當(dāng)級(jí)進(jìn)模 沖模采用兩側(cè)均為側(cè)導(dǎo)板送料 時(shí) 家選用反凸臺(tái)形彈壓卸料板 凸出部分正好進(jìn)入 兩側(cè)導(dǎo)板之間壓緊材料 當(dāng)級(jí)進(jìn)沖模采用一側(cè)為側(cè)導(dǎo)板 另一側(cè)為帶導(dǎo)向槽浮頂導(dǎo)料 柱送料時(shí) 家選用一側(cè)臺(tái)肩形彈壓卸料板 其凸臺(tái)臺(tái)肩側(cè)面應(yīng)保證與導(dǎo)料板之間留有 適當(dāng)?shù)拈g隙 2 凹模部分為整體式 彈壓卸料板亦為整體式 凹模部分為分塊式 彈壓卸料 板也為分塊式 凹模部分為組合分塊式 一般彈壓卸料板也應(yīng)為組合分塊式 3 卸料板所有型孔的基準(zhǔn)軸線(xiàn)應(yīng)與凹模相對(duì)應(yīng)型孔的基準(zhǔn)軸線(xiàn)一致 由于級(jí)進(jìn) 沖模中所有工作零件的導(dǎo)向精度是由卸料板的導(dǎo)向精度來(lái)保證的 同時(shí)又由于在模具 零件的加工全過(guò)程中存在可能的形狀或位置加工誤差及最后的組裝誤差 因此 凹模 各型孔間的相對(duì)位置精度首先要由模具的設(shè)計(jì) 工藝的編排 設(shè)備的加工精度和質(zhì)量 檢測(cè)控制來(lái)保證 為使卸料板對(duì)凸模的導(dǎo)向精度和保護(hù)作用達(dá)到最終的使用要求 卸 料板型孔和與之對(duì)應(yīng)的凸模 鑲件的配合間隙一般取實(shí)際選用沖裁雙面間隙的 1 4 1 3 對(duì)簡(jiǎn)單型孔的配制間隙取前者 復(fù)雜型孔的配合間隙取后者 亦可采用對(duì) 形狀簡(jiǎn)單的型孔 0 01 0 02mm 的雙面配合間隙值 對(duì)形狀較為復(fù)雜的型孔 0 02 0 03mm 的雙面配制間隙值 4 卸料板型孔為保證與各凸模的配合精度和減少磨損 型孔表面粗糙度 0 8 高速?zèng)_壓級(jí)進(jìn)沖模的卸料板型孔表面粗糙度 0 4 5 卸料板板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度 應(yīng)保證各凸模工作零件在卸料板內(nèi)的有效導(dǎo)向長(zhǎng) 度 并應(yīng)充分考慮對(duì)細(xì)小 狹長(zhǎng)形 風(fēng)度差的凸模的導(dǎo)向和保護(hù) 可在卸料板內(nèi)增加 鑲套對(duì)細(xì)小凸模進(jìn)行導(dǎo)向保護(hù) 6 由于大多數(shù)級(jí)進(jìn)沖模的壓力中心并不在模具的工作尺寸中心 因此要求各卸料 彈簧加的合力作用點(diǎn)與沖壓力的作用點(diǎn)重合 否則將存在一個(gè)彎矩 M 當(dāng)這個(gè)彎矩 M 足 夠大時(shí) 會(huì)在模具的沖壓過(guò)程中使模具產(chǎn)生政治歪斜 從而影響模具的精度和使用壽 命 降低沖件的質(zhì)量 因此 內(nèi)導(dǎo)柱及卸料彈簧在卸料板上的分布應(yīng)在計(jì)算卸料力矩 后 對(duì)稱(chēng) 均勻 合理地設(shè)置 卸料裝置在多工位級(jí)進(jìn)模中 主要采用彈壓卸料板或 在局部配以懸臂式固定卸料裝置的結(jié)構(gòu)形式 31 根據(jù)上述原則選擇平板式彈壓卸料板 板厚 整體結(jié)m28 0 8HT 凹 模 厚 度 構(gòu)尺寸 尺寸為 1000 295 28mm 7 3 其它板的尺寸設(shè)計(jì) 凹模墊板尺寸選擇 根據(jù)凹模板結(jié)構(gòu) 確定其整體尺寸為 1000 260 20mm 凸模固定板尺寸的選擇 尺寸為 1000 260 30mm 凸模墊板尺寸選擇 尺寸為 1000 260 20mm 模座整體結(jié)構(gòu)與尺寸的選擇 根據(jù)凹模 定位和卸料裝置等的平面布置 來(lái)選擇模座的外形尺寸 在進(jìn)行非標(biāo) 準(zhǔn)模板設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)保證模座的外形尺寸比凹模具相應(yīng)尺寸大 40 70 模座厚度一般取 凹模厚度的 1 1 5 倍 下模座的外形尺寸每邊至少應(yīng)超過(guò)壓力機(jī)臺(tái)面孔約 50 沖壓模 具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南 P64 頁(yè) 在此模具設(shè)計(jì) 模座采用滾動(dòng)導(dǎo)向 非標(biāo)準(zhǔn)模座形式 上 下模座尺寸為 1050 405 50mm 圖 7 2 卸料板尺寸 32 第八章 多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)和選用 8 1 模架的設(shè)計(jì) 模架由上模座 下模座和導(dǎo)柱 導(dǎo)套等組成 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下原則 多工位級(jí)進(jìn)模應(yīng)滿(mǎn)足剛性高和精度高的要求 為保證模架的強(qiáng)度 其上 下模板的厚度要足夠 通常比普通沖模模座厚約 30 模架要有精確的導(dǎo)向 基本上都采用四根兩組的滾珠滾動(dòng)導(dǎo)向 導(dǎo)柱直徑應(yīng)在許 可范圍內(nèi)取大 并考慮裝錯(cuò)措施 加工 裝配中 應(yīng)保證以下技術(shù)條件 a 上模座對(duì)下模座的平行度 0 003 100 b 導(dǎo)柱 導(dǎo)套固定部分對(duì)滑動(dòng)部分圓柱面的同軸度 不大于 0 003mm c 上模座與下模座安裝導(dǎo)柱 導(dǎo)套的孔 分別加工時(shí) 其孔距誤差應(yīng)0 5mm 時(shí) 導(dǎo)正釘孔直徑應(yīng)取 d 在此設(shè)計(jì)中選用直 4 徑 4 的導(dǎo)正孔 當(dāng)選用沖件上的型孔作導(dǎo)正釘孔時(shí) 不應(yīng)選用孔徑過(guò)小的孔 以避免影響導(dǎo)正釘 的強(qiáng)度 也不應(yīng)選用孔徑過(guò)大的孔 以影響安裝位置的占用面積 導(dǎo)正釘工作直徑與導(dǎo)釘孔徑的關(guān)系 導(dǎo)正釘工作直徑部分與導(dǎo)正釘孔的實(shí)際尺寸 間應(yīng)有微小的間隙 間隙過(guò)小會(huì)影響導(dǎo)正釘?shù)恼_導(dǎo)向 而間隙過(guò)大則無(wú)法保證定距 36 精度 因此 導(dǎo)正釘?shù)墓ぷ髦睆脚c導(dǎo)正釘孔應(yīng)有袍嚴(yán)格的配合間隙要求 孔做為導(dǎo)正 孔 采用浮動(dòng)送料 導(dǎo)正銷(xiāo)與導(dǎo)料銷(xiāo)配合作用 使條料正確導(dǎo)向和實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)送進(jìn) 根 據(jù)到凹模的結(jié)構(gòu) 采用導(dǎo)正釘定位 導(dǎo)正釘?shù)墓ぷ髦睆綉?yīng)參照沖導(dǎo)正釘孔的凸模直徑確 定 8 6 彈壓卸料板卸料彈簧的選用與計(jì)算 初定彈簧數(shù)量 n 因級(jí)進(jìn)沖模的矩形模板在沖壓中必須保持平衡 一般選用 4 6 個(gè) 結(jié)構(gòu)需要時(shí)可選 8 12 個(gè) 或按實(shí)際需要選用 尤其是在采用分段式凹模結(jié)構(gòu)的