3571 彎板沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)

3571 彎板沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì),沖壓,成型,工藝,模具設(shè)計(jì) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 1 頁(yè) 共 23 頁(yè)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)穆浜螅饕蚴俏覈?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)狀我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬(wàn)多家，從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在 2 萬(wàn)多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)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(lái)， 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(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)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(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)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(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)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(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)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(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬(wàn)美元，有的高達(dá) 25～30 萬(wàn)美河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 2 頁(yè) 共 23 頁(yè)元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)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(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)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(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)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(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)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(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。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(guò)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(lái)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(lái)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； 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 3 頁(yè) 共 23 頁(yè)10）開(kāi)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(wú)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(kāi)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(wèn)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(jiàn)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(wàn)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(wàn)美元，有的達(dá)到 25～ 30 萬(wàn)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　彎板模具設(shè)計(jì)與制造方面1.3.1 彎板模具設(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～I(xiàn)T6 級(jí)精度的高級(jí)沖裁模。只有加強(qiáng)沖裁件基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)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(shí)際問(wèn)題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 4 頁(yè) 共 23 頁(yè)支撐件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過(guò)程很簡(jiǎn)單就沖孔落料，可采用單工序模、復(fù)合模具或級(jí)進(jìn)模具，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長(zhǎng)度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。1.3.2 彎板沖孔落料彎曲件模具設(shè)計(jì)的進(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。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 5 頁(yè) 共 23 頁(yè)2零 件 的 工 藝 性 分 析由零件圖可知，該零件名稱為彎板，材料為 08 鋼，厚度 t = 2mm。經(jīng)過(guò)零件圖分析可知，該零件主要經(jīng)過(guò)落料，沖孔，彎曲三個(gè)工序。零件的材料 08 鋼為碳素鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁，工件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜，有兩個(gè)直徑為 4.5 的小圓孔，沖裁工藝性良好，零件的精度要求不高。2.1 彎曲沖孔的工藝分析為此工件典型的 U 形件，零件圖中的尺寸公差為未注公差，在處理此類公差等級(jí)時(shí)常采用 IT14 級(jí)要求。彎曲圓角半徑 R 為 2mm，大于最小彎曲半徑(rmin=0.6t=0.6×2mm=1.2mm)，故此彎曲件的形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，可用彎曲工序加工。此彎曲件上有 2 個(gè)孔，需采用沖孔的方式加工，孔的直徑為 4.5mm，形狀簡(jiǎn)單，且對(duì)稱。沖裁件所能達(dá)到精度為 IT11~IT14 級(jí)。故該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到滿足。2.2 工藝方案的確定該工件包括落料，沖孔，彎曲三個(gè)基本工序?？捎幸韵氯N工藝方案。工藝方案一 先落料 后沖孔 再?gòu)澢?采用單項(xiàng)工序模生產(chǎn)工藝方案二 落料 沖孔 彎曲 級(jí)進(jìn)沖壓 采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)工藝方案三 沖孔落料符合沖壓 再?gòu)澢?采用復(fù)合模生產(chǎn)各方案特點(diǎn)及比較如下：50.00R2.0035.002.0010.0030.0020.00φ4.50河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 6 頁(yè) 共 23 頁(yè)方案一 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但需要三道工序，三副模具，成本相對(duì)較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后進(jìn)入第二道工序必然會(huì)增大誤差，使工件精度質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需要求，難以滿足生產(chǎn)要求。方案二 級(jí)進(jìn)模是一種多工位，效率高的加工方法，但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大制造復(fù)雜 成本較高，一般適用于大批量小型沖壓件，而本工件精度要求不高，采用此方案則模具加工復(fù)雜。 方案三 此方案需要兩套模具，工件精度及生產(chǎn)效率都能滿足，模具制造方便，成本不高，故采用落料沖孔復(fù)合沖壓，再進(jìn)行彎曲的兩套模具生產(chǎn)。結(jié)論：采用方案三為最佳。2.3 沖裁排樣方案的確定排樣和裁板方案，坯料形狀為矩形，采用單排最合適，由于零件結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，所以為使沖孔落料時(shí)受力對(duì)稱，可一次落料兩個(gè)制件然后從中間切斷在進(jìn)行彎曲。取搭邊 a=2.5㎝ a 1=1.8㎝側(cè)條料跨度 B=112.46×2+2×2.5=229.92㎜步距 S=30+1.8=31.8㎜板料選用規(guī)格 2㎜×900㎜×2000㎜采用直排法每板條料數(shù) n 1= =3 條 余 210.24㎜92.0每條制件數(shù) n 2= =62 件8.35?210.24×2000 余料利用件數(shù)n3= =8 件92.02.51.84?φ4.5河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 7 頁(yè) 共 23 頁(yè)n=n1×n2＋n 3=62×3+8=194 件材料利用率 = =0.7366?2095.4.42??】）π （【采用橫排法每板條料數(shù) n1= =8 條 余 160.64㎜92.0每條制件數(shù) n 2= =28 件8.35?45.68×900 余料利用件數(shù)n3= =3 件92.0n=n1×n2＋n 3=8×28+3=227 件材料利用率 = =0.8618?2095.4.72??】）π （【可見(jiàn)橫排材料利用率高且橫排時(shí)彎曲線與纖維方向垂直彎曲性能好河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 8 頁(yè) 共 23 頁(yè)3.主要工藝參數(shù)的計(jì)算3.1 沖裁工藝計(jì)算3.1.1 沖孔落料復(fù)合（1）毛坯長(zhǎng)度計(jì)算 L 彎= 2 L + L + π（r+xt）1280aL =35-r-t=31mmL =50-r-t=46mm2查表 3.4 得 X=0.41L 彎 =2×31+46+ （2+0.42×2 ）π=108+4.46=112.46（2）沖 2- 孔5.4?沖裁力 F=KLT b?F-沖裁力 L-仲裁周邊長(zhǎng)度t-材料厚度 -材料抗剪強(qiáng)度 bK 多數(shù)取 K=1.3F=1.3×π×4.5×2×350=1.29KN卸料力，推件力和頂件力的計(jì)算。F 卸 =K 卸 FF 推 =nK 推 FF 頂 =K 頂 FF-沖裁力 K 卸 K 推 K 頂—卸料力 推件力 頂件力系數(shù)n—同時(shí)在凹模內(nèi)的沖裁件（或廢料）數(shù)n= thh—凹模洞口的直刃壁高度t—板料厚度F 卸 =0.05×1.29=0.065KN10 φ4.530河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 9 頁(yè) 共 23 頁(yè)F 推 =n×0.05×1.29=0.325 （n 取 5）F 頂 =0.06×1.29=0.077KNF 總 =F+F 卸 +F 推 =1.29+0.065+0.325=1.68KN（采用彈性卸料裝置）（3）落料部分 112.46㎜×30㎜=3373.8㎜ 2沖裁力 F=KLt b?F-沖裁力 L-仲裁周邊長(zhǎng)度t-材料厚度 -材料抗剪強(qiáng)度 bK 多數(shù)取 K=1.3F=1.3×（112.46+30）×2×2×350=259.28KNF 卸 =K 卸 F=0.04×259.28=10.4KNF 推 =nK 推 F=5×0.05＞×259.28=64.8KNF 頂 =K 頂 F0.03×259.28=15.6KN采用彈壓卸料裝置和上出料方式的模具F 總 =F+F 卸 +F 頂=259.28+10.4+15.6KN=285.28KN由于一次有兩個(gè)制件所以 F 壓 ＞2F 總 =2×285.28=570.56KN故選用 JB23-63 壓力機(jī)計(jì)算凸凹模工作部件尺寸沖 4--φ4.5 孔落料件 229.92㎜×30㎜沖裁件為簡(jiǎn)單形狀：如圖所示由表 2.4 查得 Z =0.246㎜ Z =0.360㎜minmaxZmax-Zmin=0.114㎜由表 2.5 查得凸凹模的制造偏差沖孔部分 =0.020㎜ 凹 =0.020㎜凸??∣ ∣+∣ 凹 ∣=0.040㎜＜0.114㎜凸落料部分 1 =0.020㎜ 凹 1=0.025㎜凸∣ 1 ∣+∣ 凹 1∣=0.045＜0.114㎜凸凸 2=0.030㎜ 凹 2=0.040㎜??∣ 凸 2∣+∣ 凹 2∣=0.070㎜＜0.114㎜河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 10 頁(yè) 共 23 頁(yè)所以都能滿足分別時(shí)∣ 凸 ∣+∣ 凹 ∣≤Z max-Zmin的要求?沖孔部分 d 凸 =dmin+x△- 凸?d 凹 =（d 凸 +Zmin）=（d min+x△+Z min） 凹??0d 凸 =（4.5+0.75×0.18） 02.?=4.64 ㎜02.?d 凹 =（4.5+0.75×0.18+0.246） 0.?=4.88 0.?落料部分 D 凹 =（D max-x△） 凹??0D 凸 =（D 凹 -Zmin） 凸??∴ D 凹 1=(30-1×0.033) =29.967 ㎜02.?02.?D 凸 1=(30-1×0.033-0.246) =29.72 ㎜.?.?D 凹 2=(229.92-0.5×0.72) =229.56 ㎜02?02?D 凸 2=(229.92-0.5×0.72-0.246) =229.31 ㎜.?.?3.2 U 形彎曲件的工藝計(jì)算（1）凸模的圓角半徑 = =1＞tr2trmin所以取 r 凸 等于或略小于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑則 r 凸 =2㎜（2）凹模圓角半徑當(dāng) t=（2～4）㎜時(shí) r 凹 =（2～3）t∴取 r 凹 =5㎜（3） 凹模深度凹模深度要適當(dāng) 若過(guò)小 則彎曲件兩端自由部分太長(zhǎng) 工件回彈大 不平直 若深度過(guò)大 則凹模增高 多耗模具材料 并需要較大的壓力機(jī)行程 由于彎曲直邊高度不大 要求兩邊平直 則凹模深度應(yīng)大于工件的深度∴ 由表 3.12 得 U 形件凹模底部最小厚度 h0=4㎜ 則 L 凹 =35+4=39㎜50.00R2.0035.002.00河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 11 頁(yè) 共 23 頁(yè)（4） 凸凹模間隙對(duì)于 U 形件彎曲 必須合理確定凸 凹模之間的間隙 間隙過(guò)大 則回彈大 工件的形狀和尺寸不易保證 間隙過(guò)小 會(huì)加大彎曲力 使工件厚度減薄 增大摩擦 檫傷工件并降低模具壽命 U 形件凸 凹模的單面間隙值一般可按下式計(jì)算彎曲有色金屬 =tmin+C*t2Z式中 C—間隙系數(shù) 查表得 C=0.05則 =tmin+C*t=2+0.05×2=2.1㎜2（5） U 形彎曲件凸凹模橫向尺寸及公差彎曲件標(biāo)注外形尺寸 應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件 先確定凹模尺寸 然后在減去間隙值確定凸模尺寸彎曲件為單項(xiàng)偏差時(shí) 凹模尺寸為 L 凹 =（L-0.75△） 凹??0L 凸 =（L 凹 -Z） 凸??L 凹 =（50-0.75×0.39） 046.?=49.707 ㎜046.?L 凸 =（50-0.75×0.39-4.2） 025.?=45.508 ㎜025.?彎曲力的計(jì)算U 形件彎曲力 （1）自由彎曲力 F = L 彎 = σ b自 trk?27.02403.1??=18200N=18.2KN （取 K=1.3）（2）校正彎曲力 F =AP 校A——校正部分投影面積（mm ）2P——單位面積校正A=50×30=1500mm2F 校 =1500×50=75000N=75KN（3）F 頂 =KF 自 =0.2×18000=3600NF 壓 =KF 自=0.5×18000=9000NF 壓機(jī) ≥（1.2～1.3）F 校≥（1.2～1.3）×75KF河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 12 頁(yè) 共 23 頁(yè)=90～97.5KFF 壓機(jī) ≥97.5KF 壓力機(jī)選用 J23—104 模具主要零部件的設(shè)計(jì)4.1 工作零部件的設(shè)計(jì)（1）沖孔凸模 ㎜5.4?凸模長(zhǎng)度的計(jì)算 凸模長(zhǎng)度的確定主要根據(jù)凸模結(jié)構(gòu) 修磨 操作安全 裝配等因素的需要 采用固定卸料板和導(dǎo)料板時(shí)凸模長(zhǎng)度按下式計(jì)算L=h1+h2+h3+hh1—凸模固定板厚度 h2—卸料板厚度h3—導(dǎo)料板厚度 h—附加長(zhǎng)度h1+h2+h3+h h1取 20㎜ h 2取 10㎜ h 3取 4㎜則 L=20+4+10+20=54㎜（2）凸模強(qiáng)度校核a 壓應(yīng)力校對(duì) 對(duì)凸模斷面上的承受能力進(jìn)行計(jì)算時(shí) 必需使沖裁力為最小或等于最小斷面所允許的最大壓力πdτT≤ 【σ c】4d2π即 ≥t][c??σ--凸模內(nèi)的壓應(yīng)力p—沖裁力 d --凹模直徑 t --板料厚度 τ—被沖材料的抗剪強(qiáng)度【σ c】--凸模材料的許永應(yīng)力（3）凸凹模的選擇對(duì)于復(fù)合模而言 凸凹模的內(nèi)外緣均為刃口 這時(shí)內(nèi)外緣之間的壁厚決定于沖裁件的尺寸 凸凹模的壁厚又受到?jīng)_裁結(jié)構(gòu)的影響 對(duì)于倒裝式復(fù)合模 因孔會(huì)積存廢料 其河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 13 頁(yè) 共 23 頁(yè)最小壁厚就應(yīng)該大些 倒裝式復(fù)合模的凸凹模最小壁厚均為 1.5 倍 但不小于 0.7㎜ 所以該凸凹模最小壁厚不應(yīng)小于 3㎜（4）落料凸模的選擇L=H1+H2（5）落料凹模的選擇 1 ﹥ 凹模的厚度 H=Kbb——沖裁件的最大外形尺寸K——系數(shù) 取 K=0.15H=0.15×229.92=34.5㎜取 H=35㎜2 ﹥ 凹模厚度 C=（1～2）H （C ≥30～40㎜）取 C=55㎜3 ﹥ 凹模上螺孔 銷孔位置尺寸和螺釘尺寸a 從凹模外緣到螺孔的尺寸 用 M12 的螺釘A=（1.7～2.0）d取 A=22㎜4 ﹥螺孔間距離最小間距為 80㎜ 最大間距為 150㎜5 ﹥凹模強(qiáng)度的校核σ 彎 = ≤【σ 彎 】25.1hFσ 彎 = =1.6Mpa＜【σ 彎 】2390.?河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 14 頁(yè) 共 23 頁(yè)4.2 定位零件的設(shè)計(jì)復(fù)合模采用固定擋料銷，它是一種比較簡(jiǎn)單的定位零件。用于限定條料的送進(jìn)距離。抵住條料的搭邊或工件的輪廓。使送入沖模的材料有正確的位置，起到定位作用。選用臺(tái)肩式擋料銷選 D=10 d=6㎜ h=5㎜ L=14㎜彎曲模：采用定位板，以外緣定位。定位板高度h=t+1=3㎜定位板一般有兩個(gè)銷釘固定，以防止定位板的移動(dòng)。定位板與毛坯間的通常所取的極限偏差為 h8和 h9復(fù)合模導(dǎo)料板的選擇：采用分離式導(dǎo)料板導(dǎo)料板厚度 H=8㎜（4）料零件1>卸料螺釘?shù)倪x擇d=10㎜ L=60㎜ d1=M8 l=8㎜ D=15㎜ H=6㎜2>打桿的選擇 H=h1+h2+C=120㎜3>卸料板壓料臺(tái)肩的高度 hh=H-t+(0.1～0.3)t河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 15 頁(yè) 共 23 頁(yè)=8-2+0.5=6.5㎜（1） 導(dǎo)柱導(dǎo)套d=45 L=260㎜ 導(dǎo)套 d=45 01.? 016.?L=150㎜ H=55㎜ L=25㎜ 油槽數(shù)兩個(gè)支撐零部件模架的選擇，中間導(dǎo)柱模架：上模座：400×60 下模座：400×75導(dǎo)柱 45×260 導(dǎo)套： 45×150×58（1）模柄的選擇 φ50×70 選用凸緣模柄d=50 ㎜08.24?D=100 ㎜0.H=78㎜ h=18㎜d1=17㎜ D1=72㎜ d3=11㎜ d2=18㎜ h1=11㎜（1）墊板的選擇墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取 10mm 用 45 鋼裝配調(diào)試總裝時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要零件的相互依賴關(guān)系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來(lái)確定裝配基準(zhǔn)件，例如復(fù)合模一般以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件，級(jí)進(jìn)模以凹模作為裝配基準(zhǔn)件；其次，應(yīng)確定裝配順序，根據(jù)各個(gè)零件與裝配基準(zhǔn)件的依賴關(guān)系和遠(yuǎn)近程度確定裝配順序。裝配結(jié)束后，要進(jìn)行試沖，通過(guò)試沖發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)調(diào)整和修理直至模具沖出合格零件為止。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 16 頁(yè) 共 23 頁(yè)5 模具的裝配調(diào)試5.1 沖裁模的裝配調(diào)試要點(diǎn)（1）裝配 模架選擇好以后，裝配時(shí)需要對(duì)模架進(jìn)行補(bǔ)充加工，然后進(jìn)行凸模、模柄、凹模等進(jìn)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.總裝前應(yīng)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(yīng)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(guò)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(guò)模柄安裝在壓力機(jī)的滑塊上的，是模具的活動(dòng)部分。下模部分被固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)上，是模具的固定部分。模具工作的時(shí)，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(shí)，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(shí)，一般是先裝配模架，再進(jìn)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(yīng)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(guò)程中所受限制的情況來(lái)決定。如果上模部分的模具零件在裝配和調(diào)整時(shí)所受限制最大，則應(yīng)先裝上模具的下模部分，并以它為基準(zhǔn)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(yīng)先裝模具的下模部分，并以它為基準(zhǔn)調(diào)整上模部分的零件。上、下模的裝配順序應(yīng)根據(jù)的結(jié)構(gòu)來(lái)決定。對(duì)于無(wú)導(dǎo)柱的模具，凸、凹模的配合間隙是在模具安排到壓力機(jī)上時(shí)才進(jìn)行調(diào)整，上、下模的裝配可以分別進(jìn)行。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 17 頁(yè) 共 23 頁(yè)（2）調(diào)試1.模具閉合高度調(diào)整 模具應(yīng)與沖壓設(shè)備配合好，保證模具應(yīng)有的閉合高度和開(kāi)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(dǎo)向機(jī)構(gòu)的調(diào)試 導(dǎo)柱、導(dǎo)套要有好的配合精度，保證模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、可靠。5.3 沖裁模試沖試沖時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題及調(diào)整方法 存在的問(wèn)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(guò)○ 1大，使搭邊翻扭兩導(dǎo)料板之間的尺寸過(guò)小或○ 2有斜度減小凸模與卸料板之間的○ 1間隙根據(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(guò)小○ 1凹模有倒錐度○ 2導(dǎo)正銷與預(yù)沖孔配合過(guò)緊，○ 3將沖件壓出凹陷更換頂料桿，增加與工件○ 1接觸面積修正凹?！?2制件有毛刺 刃口不鋒利或淬火硬度低○ 1配合間隙過(guò)小或過(guò)大○ 2間隙不均勻使沖件一邊有帶○ 3斜角的毛刺刃磨刃口，使其鋒利○ 1調(diào)整凸、凹模之間間隙，○ 2使其均勻一致刃口向肯 凸模、導(dǎo)柱等零件安裝不垂○ 1直凸、凹模相對(duì)位置沒(méi)對(duì)正○ 2卸料板的孔位不正確或彎斜○ 3使沖孔凸模位移導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙過(guò)大，○ 4使導(dǎo)向不正重裝凸?；?qū)е?，保持垂?1直調(diào)整凸凹模，使其對(duì)正并○ 2保證間隙均勻修正或更換卸料板○ 3更換導(dǎo)柱或?qū)住?4河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 18 頁(yè) 共 23 頁(yè)卸料不正常 凹模與下模座的漏料孔沒(méi)有○ 1對(duì)正，料被堵死而排不出來(lái)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(dǎo)正銷尺寸過(guò)小○ 1導(dǎo)料板與凹模送料中心線不○ 2平行，使孔偏斜擋料塊位置不正○ 3更換導(dǎo)正銷○ 1修正導(dǎo)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(zhǎng)，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(zhǎng)度，使沖下的制件盡快漏下制件產(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○ 2小減小凸、凹模之間的間隙○ 3增加校正力或使校正力集○ 4中在角部變形區(qū)制件表面有擦傷凹模的內(nèi)壁和圓角處表面不○ 1光、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，○ 1在凹?；蛲鼓５墓ぷ鞅砻驽冇层t厚 0.01-0.03mm.將凹模進(jìn)行化學(xué)處理○ 2制件不平 壓料力不足○ 1 增加壓料力，最好校正一○ 1下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?gòu)澢冃巍?2或改變落料的排樣將板料進(jìn)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○ 1加工不一致定位不穩(wěn)定或定位位置不準(zhǔn)○ 2壓料不牢○ 3凹、凸模左右兩邊間隙不均○ 4勻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○ 4河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 19 頁(yè) 共 23 頁(yè)5.4 裝配其他零件并試模上模安裝頂桿，頂件塊，檢查打料機(jī)構(gòu)工作的可靠性。頂件塊在最低位置時(shí)，應(yīng)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(shè)計(jì)指定的壓力機(jī)上，裝配好的模具進(jìn)行試沖。試模時(shí)重點(diǎn)檢查打料機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是否及時(shí)、可靠。每一次沖壓后，上模隨壓力機(jī)上行到上死點(diǎn)時(shí)，條料和頂出的工件都應(yīng)該出現(xiàn)在下模凹模工作面上，以便及時(shí)清除。裝配后應(yīng)保證間隙均勻，落料凹模刃口面應(yīng)高出沖孔凸模工作端面 2mm.6 彎板沖孔落料復(fù)合?？傃b圖101617181922 202126273130111 2 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 152824 232529河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 20 頁(yè) 共 23 頁(yè)7 彎曲模裝配圖河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 21 頁(yè) 共 23 頁(yè)8 結(jié)束語(yǔ)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(jì)算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計(jì)，需要計(jì)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(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。彎板沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是其尺寸相對(duì)較大不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長(zhǎng)度，因此需要改變上、下模座的長(zhǎng)度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。彎板沖孔落料模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 22 頁(yè) 共 23 頁(yè)致 謝首先我衷心地感謝本人的導(dǎo)師劉軼老師，她仔細(xì)審閱了我設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多寶貴的建設(shè)性建議。劉老師淵博的學(xué)識(shí)，誠(chéng)懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，特別是遇到困難時(shí)，他給了我極大的鼓勵(lì)和幫助，在這里我向她表示真誠(chéng)的感謝！感謝母?！幽蠙C(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可親可敬的老師和團(tuán)結(jié)友愛(ài)的同學(xué)，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(xué)校和我們所有的師生都能青春永駐！活力無(wú)限！步步登高！河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第 23 頁(yè) 共 23 頁(yè)參 考 文 獻(xiàn)[1]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京：高等教育出版社，2006[2]王孝培主編.沖壓手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[3]許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[1]翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版.2005[5]翟德梅主編.金屬與塑料成型機(jī)械[M].河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 2005[6 楊占堯主編.沖壓模具圖冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2006[7]寇世瑤主編.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2004[8]王曉江主編. 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)英語(yǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006