托架的沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)【五孔帶凸緣U形件沖孔落料復(fù)合模、折彎模含三維2副模具29張CAD圖】
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1托架的沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)【五孔帶凸緣 U 形件沖孔落料復(fù)合模、折彎?！磕夸?. 緒論 ........................................................................................................................................31.1 沖壓工藝的應(yīng)用 ..................................................................................................................31.2 沖壓工藝的發(fā)展歷史 ..........................................................................................................31.3 沖壓工藝的發(fā)展趨勢(shì) ..........................................................................................................42 托架沖壓成型工藝分析 .......................................................................................................62.1 托架沖壓件的沖壓成型工藝分析 .......................................................................................62.2 托架沖壓工藝的確定 ..........................................................................................................63 主要設(shè)計(jì)的計(jì)算 .....................................................................................................................83.1 折彎展開毛坯尺寸的計(jì)算 ...................................................................................................83.2 排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ...............................................................................................................93.2.1 搭邊值的確定 ....................................................................................................................93.2.2 排樣圖的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................103.3 沖裁力的計(jì)算及壓力設(shè)備的初定 .....................................................................................113.4 壓力中心的計(jì)算 .................................................................................................................14該零件外形完全對(duì)稱，則壓力中心即為該零件幾何中心位置。 .......................................143.5 模具工作零部件凸凹模刃口尺寸的計(jì)算 .........................................................................144 沖孔落料模具的總體設(shè)計(jì) ...................................................................................................154.1 模具類型的選擇 .................................................................................................................154.2 定位方式的選擇 ................................................................................................................164.3 卸料、出件方式的選擇 ....................................................................................................164.4 導(dǎo)向方式的選擇 ................................................................................................................1625 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................................................................165.1 落料凸模、凹模、凸凹的設(shè)計(jì) ........................................................................................165.2 定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 .................................................................................................185.3 卸料裝置的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化 .................................................................................................195.4 退件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 .................................................................................................205.4.1 剛性推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ......................................................................................205.4.2 退件塊的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................215.4.3 連接推桿的選用 ..............................................................................................................215.4.4 推板的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................215.5.5 打料桿的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................215.5 支撐固定零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 .........................................................................................224.5.1 模架的選用 ......................................................................................................................224.5.2 墊板的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................225.6 緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 .................................................................................................226 壓力機(jī)的參數(shù)與校核 ...........................................................................................................237 模具的裝配和調(diào)試 ...............................................................................................................247.1 凸模、凹模預(yù)配 ................................................................................................................247.2 凸模裝配 ............................................................................................................................247.3 裝配下模 ............................................................................................................................247．4 裝配上模 .........................................................................................................................257.5 沖壓模具具的試沖與調(diào)整 ................................................................................................257.5.1 調(diào)整凸凹模進(jìn)入凹模與凸模進(jìn)入凸凹模的深度 .......................................................2537.5.2 調(diào)整沖裁間隙 ...............................................................................................................267.5.3 試模 ...............................................................................................................................267.5.4 模具在試模過程中出現(xiàn)的問題及調(diào)整方法 ...............................................................268 模具總裝圖及工作原理 .......................................................................................................299 折彎模的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................309.1 彎曲件工藝分析 .................................................................................................................309.2 工藝方案確定 .....................................................................................................................309.3.彎曲應(yīng)力的計(jì)算 .................................................................................................................319.4 壓力機(jī)公稱壓力的確定 .....................................................................................................3211 折彎?？傃b圖及工作原理 ..................................................................................................34參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................3541. 緒論1.1 沖壓工藝的應(yīng)用沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時(shí)，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí)，板料毛坯或毛坯的某個(gè)部位便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程，所以它的生產(chǎn)率高，而且由于操作簡便，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)過機(jī)械工業(yè)加工便可使用。沖壓加工不一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。因此，沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本低的加工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。沖壓工藝在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位。現(xiàn)代各先進(jìn)工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。1.2 沖壓工藝的發(fā)展歷史我們的祖先早在青銅器時(shí)期就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬具有錘擊變形的性能?？梢钥隙?，中國遠(yuǎn)在 2400 年前已經(jīng)掌握了錘擊金屬以制造兵器和工具的技術(shù)。因?yàn)殇撹F材料在冷態(tài)下進(jìn)行塑性加工需要很大的力和功，所以冷壓鋼鐵的技術(shù)在古代是不可能性廣泛使用的。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)金、銀、銅等金屬塑性較好，變形時(shí)不需要較大的力時(shí)，錘擊壓制技術(shù)迅速向金、銀、銅的裝飾品和日用品范5圍發(fā)展。在西安的陜西省博物館中陳列的一個(gè)漢代（公元前 206 至公元 220）的量器，厚度約 2mm，制作精美，花紋細(xì)致，就在今天看來，也算是一個(gè)精制品。這充分顯示了我國古代勞動(dòng)人民高度精巧的手工藝技術(shù)水平。1.3 沖壓工藝的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展。這些革新與發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化。例如，生產(chǎn)汽車覆蓋件的沖壓工藝，傳統(tǒng)方法是根據(jù)已有的設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行對(duì)比分析，確定工藝方案和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計(jì)模具，進(jìn)行試沖，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)和修改，才能轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。近幾年來，國外有的公司已開始采用有限變形的彈塑性有限元法，對(duì)覆蓋件成形過程進(jìn)行計(jì)算模擬，分析應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，從而預(yù)測(cè)某一工藝方案的可行性和可能會(huì)產(chǎn)生的問題，并將結(jié)果顯示在圖形終端上，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行選擇和修改。這樣，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試制費(fèi)用，縮短產(chǎn)品試制周期，而且可以建立符合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法；既促進(jìn)了冷沖壓工藝的發(fā)展，又可以發(fā)揮塑性成形理論對(duì)生產(chǎn)實(shí)際的知道作用。（2）模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的現(xiàn)代化。為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短工裝設(shè)計(jì)、制造周期，正在大力開展模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(shù)的研究和應(yīng)用。采用這一技術(shù)，一般可以提高模具設(shè)計(jì)和制造效率 2～3 倍，模具生產(chǎn)周期可縮短1/2～1/3。發(fā)展這一技術(shù)的最終目標(biāo)，是要達(dá)到模具 CAD/CAM 一體化，而模具圖紙將只作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧?。采用模?CAD/CAM 技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計(jì)與制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。（3）沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)華。為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位高速自動(dòng)壓力機(jī)。一般中小型沖壓件，既可在多工位壓力機(jī)上生產(chǎn)，也可以在高速壓力機(jī)上采用多工位連續(xù)模加工，使沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化。大型沖壓件（如汽車覆蓋件）可在多工位壓力機(jī)上利用自動(dòng)送料和取件裝置，進(jìn)行機(jī)械化流水線生產(chǎn)，從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率。（4）為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代加快和生產(chǎn)批量減小的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展了一些新的成形工藝、簡易模具、通用組合模具以及數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既可適合大量生產(chǎn)，又可適用于小批量生產(chǎn)。6（5）不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高強(qiáng)度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件；研制新型材料板，用來生產(chǎn)航空構(gòu)件等。由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不同，當(dāng)前在生產(chǎn)中所采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。但是，概括起來，可以分成分離工序與成形工序兩大類。分離工序的目的是在沖壓過程使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，同時(shí)，沖壓件分離斷面的質(zhì)量也要滿足一定的要求。成形工序的目的是使沖壓毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成所要求的成品形狀，同時(shí)也要滿足尺寸精度方面的要求。72 托架沖壓成型工藝分析2.1 托架沖壓件的沖壓成型工藝分析產(chǎn)品圖見圖 2-1 和圖 2-2圖 2-1（托架二維圖） 圖 2-2（托架三維圖）在編制沖壓工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)模具之前，應(yīng)對(duì)沖壓件的形狀、尺寸和精度方面進(jìn)行分析。主要是沖裁件的形狀要求相對(duì)簡單對(duì)稱，有利于材料的合理利用，有合理的孔間距和孔邊距，有較好的圓角過渡，以便于模具的加工。該零件材料厚度為 t=1.8mm 的 08F 冷軋鋼板鋼，具有良好的沖壓性能，沖壓后零間的強(qiáng)度和剛度增加，有助于使產(chǎn)品保證足夠的強(qiáng)度和剛度。此產(chǎn)品有落料、沖孔和成型三道工序，形狀簡單材料利用率較高。工件尺寸全部為自由公差，可看作 IT14 級(jí)，尺寸精度要求低，外形尺寸適中，四個(gè) ?6 的孔無論是孔徑還是孔間距都滿足沖裁要求。U 型彎尺寸適中，形狀相對(duì)簡單，并有相應(yīng)的圓角過渡，滿足沖壓成型。由此可得該零件適合沖壓。2.2 托架沖壓工藝的確定該工件主要有落料、沖孔和成型三道工序組成，可制定以下三種可行的沖壓工藝方8案。具體如下： 方案一：落料—成型—沖孔。采用單工序模具生產(chǎn) 方案二：沖孔—切邊—切邊—成型—切斷。采用多工位級(jí)進(jìn)模具生產(chǎn) 方案三：沖孔落料—成型。采用復(fù)合模具沖孔落料后成型 采用方案一生產(chǎn)率低，工件的累積誤差大，操作不方便，由于該工件為批量生產(chǎn)，故方案二和方案三更具有優(yōu)越性。該零件材料為厚度為 1.8mm，孔徑為 ?6 與外緣之間的最小距離為 3mm,大于此零件 1.5 倍料厚，可以采用沖孔落料復(fù)合?；驔_孔落料級(jí)進(jìn)模。復(fù)合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡單對(duì)稱，模具的制造并不困難。而且在落料工序中把孔帶出，方便后續(xù)的成型定位。盡管在成型時(shí)以孔定位會(huì)將孔變形，但整個(gè)產(chǎn)品全是自由公差，孔公差為 KT14 級(jí)是可以滿足的。級(jí)進(jìn)模雖然生產(chǎn)率更高，但零件的沖裁精度稍差，雖說該產(chǎn)品沖裁精度要求比較低，但采用級(jí)進(jìn)模具成本成本會(huì)大大增加，模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜，故模具加工制造周期相對(duì)較長。通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案三的復(fù)合模沖裁后再成型比較理想。93 主要設(shè)計(jì)的計(jì)算3.1 折 彎 展 開 毛 坯 尺 寸 的 計(jì) 算根據(jù)彎曲件彎曲過程中性層不變?cè)瓌t:L= L??直 彎式中：L—彎曲件毛坯長度（mm） ；—彎曲件各直線段長度之和（ ） ；直 m—彎曲件各部分（圓弧部分）應(yīng)變中性層展開長度之和（ ） ；彎 m（ 圖 3.1.1）則 彎 板 展 開 長 度 ： L= =123.62L??直 彎得 到 毛 坯 尺 寸 如 圖 3.1.2.210（ 圖 3.1.2）3.2 排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.2.1 搭 邊 值 的 確 定在 設(shè) 計(jì) 落 料 —沖 孔 復(fù) 合 模 首 先 應(yīng) 考 慮 零 件 的 排 樣 方 式 ， 盡 量 采 用 少 廢 料 或 無 廢料 的 排 樣 方 法 ， 可 以 簡 化 沖 裁 模 的 結(jié) 構(gòu) 減 小 沖 裁 力 ， 提 高 材 料 的 利 用 率 ， 但 是 在 材料 的 實(shí) 際 沖 壓 生 產(chǎn) 中 由 于 零 件 的 形 狀 尺 寸 及 精 度 的 要 求 ， 批 量 大 小 和 原 材 料 的 供 應(yīng)等 方 面 的 不 同 ， 不 能 只 有 一 種 固 定 的 排 樣 方 案 。 但 是 應(yīng) 盡 量 保 證 最 高 的 材 料 利 用 率 、最 高 的 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 、 生 產(chǎn) 操 作 方 便 、 模 具 的 結(jié) 構(gòu) 簡 單 和 壽 命 長 等 反 面 的 特 點(diǎn) ， 采 用如 下 圖 的 排 樣 方 法 搭 邊 值 的 選 用 根 據(jù) 表 3.1.1 選 取 ， 側(cè) 搭 邊 值 a=2.5mm， 工 件間 搭 邊 值 a1=2.5mm一 般 沖 裁 金 屬 材 料 的 搭 邊 值 表 3.2.1（ mm）手 工 送 料材料厚度 圓 形 或 圓 角 r≥ 2t 矩 形 邊 長 L≤ 50 矩 形 邊 長 ≥ 50或 圓 角 r≤ 2t自 動(dòng) 送 料a a1 a a1 a a1 a a1＜ 1 1.5 1.5 2 1.5 3 2≥ 1 2 1.5 2.5 2 3.5 2.5 3 211≥ 2 2.5 2 3 2.5 4 3.5≥ 3 3 2.5 3.5 3 5 4 4 3≥ 4 4 3 5 4 6 5 5 43.2.2 排 樣 圖 的 設(shè) 計(jì)該件的外輪廓基本要素為直線，寬度方向尺寸較大，材料為 08F，考慮到設(shè)計(jì)工時(shí)，采用直排。計(jì) 算 條 料 寬 度 ：條 料 寬 度 B ， B=123.62+2×a=123.62+5=128.62mm(取 129mm)。送 料 歩 距 A ， A=36+a1=36＋ 2.5=38.5mm。則 一 個(gè) 歩 距 內(nèi) ， 零 件 的 實(shí) 際 面 積 ：S=（ 123.62×36） － 4×9π -36π= 4450.32－ 72π=4224.24(mm2)而 一 個(gè) 歩 距 內(nèi) 的 毛 坯 面 積 ：S'=A×B=129×38.5=4966.5mm2)得 一 個(gè) 歩 距 內(nèi) 的 材 料 利 用 率 為 ：η =(S÷S')×100％ =4224.24÷4966.5=85.05％附 排 樣 圖 如 圖 （ 圖 3.2.2）12（ 圖 3.2.2）3.3 沖裁力的計(jì)算及壓力設(shè)備的初定（1）沖裁力的計(jì)算：查表得 08F 的抗剪強(qiáng)度 Tc，為:Tc=304～373 Mpa。工件厚度為：t=1.5㎜從保證生產(chǎn)考慮，取 Tc=373 Mpa。則落料力 F 落 =KLtTc=1.3×（123.62+123.62+36+36）×1.5×373=232199.214（ N） ；落料力：F 落 =232.2（KN）則沖孔力 F 沖 ：=KL'tTc=1.3×36π× 1.5×373=82219.644（ N） ；13沖孔力：F 落 =82.22（KN）合計(jì)：F 合 =232.2+82.22=314.42（KN）注：沖孔力為五個(gè)孔同時(shí)沖裁時(shí)的力的總和計(jì)算。表 3.1.1 卸料力、推件力 、頂件力系數(shù)表:材料 料厚 K 卸 K 推 K 頂0.1 0.065～0.075 0.1 0.14＞0.1～0.5 0.045～0.055 0.063 0.08＞0.5～2.5 0.04～0.05 0.055 0.06＞2.5～6.5 0.03～0.04 0.045 0.05剛＞6.5 0.02～0.03 0.025 0.03鋁、鋁合金 0.025～0.08 0.03～0.07純銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09則:K 卸 =0.04，K 推 =0.045，K 頂 =0.05；F 卸 =K 卸 ×F=K 卸 ×（F 落 +F 沖 ）=0.04×314.42=12.58（KN ） ；F 頂 =K 頂 ×F=K 頂 ×（F 落 +F 沖 ）=0.05×314.4214=15.72（KN ）取凹模刃口壁高 h: h=6㎜, 則凹模內(nèi)累計(jì)制件數(shù)量 n: n=h÷t=6/1.5=4(件） ；則推件力 F 推 =n×K 推 ×（F 落 +F 沖 ）=4×0.045×314.42=56.6KN） ；本模具采用彈性卸料裝置，則整個(gè)工藝的沖壓工序總力 F 總 : F 總 =F 沖 ＋F 落 ＋F 卸 ＋F 推 ＋F 頂=232.2+82.22＋12.58＋56.6+15.72=399.32（KN ）沖裁力是沖裁過程中凸模對(duì)板料施加的力，是選用壓力設(shè)備的重要依據(jù)。選擇時(shí)必須保證：壓力設(shè)備的公稱壓力≧各種沖壓工藝力總和（2）沖壓設(shè)備基本類型的選擇根據(jù)彎板的生產(chǎn)工藝要求及結(jié)合模具結(jié)構(gòu)，選用普通壓力機(jī)即可，考慮送料的方向、提供足夠的沖壓工藝力，并結(jié)合實(shí)際條件優(yōu)先選擇 J31－100 型；J31－40 型壓力機(jī)的主要參數(shù):公稱壓力滑塊行程滑塊行程次數(shù)最大封閉高度封閉高度調(diào)節(jié)量立柱間距工作臺(tái)尺寸模柄孔尺寸工作臺(tái)孔尺寸動(dòng)力電機(jī)功率15400KN 165㎜ 35次 /min 400㎜ 100㎜ 650㎜ 650㎜×625㎜ Φ65㎜×110㎜ Φ250mm 7.5Kw3.4 壓力中心的計(jì)算該零件外形完全對(duì)稱，則壓力中心即為該零件幾何中心位置。3.5 模具工作零部件凸凹模刃口尺寸的計(jì)算模具刃口的尺寸是影響沖裁件精度的主要因素，同時(shí)也是保證模具合理沖裁間隙的前提。本工序中，托架的材料為 08F，可以知道是 ‘軟料’ ，同時(shí)由零件圖知道，該零件的尺寸精度要求不高，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主來取合理的凸凹模具間隙。查表，按較大間隙的沖裁模具初始雙面間隙?。篫 min=0.220㎜，Z max=0.32㎜；取 Z=0.25㎜.零件圖上未注尺寸的基本公差，屬于自由基本尺寸，按照 IT14 級(jí)公差執(zhí)行。按入體原則得：孔內(nèi)徑尺寸 Φ6 ＋0.30 ㎜、Φ12 ＋0.43 ㎜；外形保證 36-0.62mm，123.62 -1mm 的公差即可。δ 凸 、δ 凹 均按 0.25Δ 來計(jì)算；Δ 為制造公差.根據(jù)制造法選擇原則，得：δ 凸 ＋δ 凹 =0.15㎜；Z max－Z min=0.32－0.22=0.1㎜＜δ 凸 ＋ δ 凹 ；故采用分別制造法制造模具刃口，確定刃口尺寸。16⑴沖制 Φ6 孔，工序?yàn)闆_孔工序。以凸模為準(zhǔn)，凸模刃口為基準(zhǔn)刃口，間隙取在凹模上。由分別制造公式：沖孔時(shí)，d 凸 =（d min＋XΔ) －δ 凸 ；d 凹 =（d 凸 ＋Z min） +δ 凹 ； d 凸 =（ 6＋0.25 ×0.3） -0.05=6.075-0.02㎜；d 凹 =（d 凸 ＋Z min）=（6.075＋0.22） +0.02=6.295+0.05㎜；⑵沖制 Φ12 孔，工序?yàn)闆_孔工序。以凸模為準(zhǔn)，凸模刃口為基準(zhǔn)刃口，間隙取在凹模上。由分別制造公式：沖孔時(shí)，d 凸 =（d min＋XΔ) －δ 凸 ；d 凹 =（d 凸 ＋Z min） +δ 凹 ； d 凸 =（ 12＋0.25 ×0.45） -0.02=12.113-0.02㎜；d 凹 =（d 凸 ＋Z min）=（12.113＋0.22） +0.02=12.333+0.02㎜；⑶沖制外形落料，應(yīng)以落料凹模為準(zhǔn)，落料凹模刃口為基刃，間隙取在凸模上。由分別制造公式:D 凹 =（D max－xΔ） +δ 凹 ；D 凸 =（D 凹 －Z min） -δ 凸 ；L 凹 1=（36－ 0.25×0.62） +0.03=36.155+0.03㎜；L 凸 1=（36.115 －0.22） -0.02=35.895-0.02㎜；同理可得：L 凹 2=（123.62－0.25×1） +0.04=123.37+0.04㎜；L 凸 1=（123.37 －0.22） -0.03=123.15-0.03㎜；4 沖孔落料模具的總體設(shè)計(jì)4.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用沖孔落料17復(fù)合后單工序完成成型工藝，所以模具類型為復(fù)合模。4.2 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)方向采用兩個(gè)導(dǎo)料銷，控制條料的送進(jìn)步距采用擋料定距。而第一件的沖壓位置因?yàn)檎{(diào)料長度有一定的余量，可以靠操作工來目測(cè)定。4.3 卸料、出件方式的選擇雖然工件料厚為1.8mm，但該零件沖裁外形規(guī)則對(duì)稱，卸料力不大，故可以采用彈性卸料。模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹?？锥磧?nèi)，應(yīng)在凹模孔設(shè)置推件塊，卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出，而沖孔廢料則可以在下模座中開設(shè)通槽，使廢料從孔洞中落下，由于在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實(shí)現(xiàn)的，所以卸料板還應(yīng)具有壓料的作用，應(yīng)選用彈性卸料板來卸下條料廢料。4.4 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。5 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 落料凸模、凹模、凸凹的設(shè)計(jì)⑴落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18凹模具體結(jié)構(gòu)如圖 4.5.1.1圖 4.5.1.1⑵沖孔凸模的設(shè)計(jì)⑶落料凸模（凸凹模）結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)19圖 3.5.1.35.2 定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化a．擋料銷及導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化為便于加工、裝配及維護(hù)結(jié)合模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，擋料銷與導(dǎo)料銷宜選為尺寸同樣，且在模具開啟狀態(tài)下應(yīng)高出卸料板 5~6mm。定位銷大致分為固定式、可換式和浮動(dòng)式三種，考慮到落料凹模強(qiáng)度，凹模上不適宜打擋料銷及導(dǎo)料銷讓位孔，故這里選用浮動(dòng)式定位銷。本模具沖裁材料為 1.8mm 厚的 08F，平行于送料方向落料尺寸36mm，垂直于送料方向的落料尺寸為 123.62mm，卸料板厚度為 15mm。導(dǎo)料由裝在同一側(cè)的兩個(gè)定位銷來保證，送料步距由一個(gè)定位銷來保證。綜合考慮選取 8X35 HB 852-1990 型定位銷，尺寸的選取見 B 型活動(dòng)擋料銷尺寸表（ 5.2-1） ，具體結(jié)構(gòu)如圖5.2.1圖 5.2.120B 型活動(dòng)擋料銷尺寸表（ 5.2-1）直徑 d（mm）基本尺寸 極限偏差直徑 d1（mm）直徑 d2（mm）L（mm）L1（mm）10 184 6 3.512 2010 1812 2015 256-0.030-0.060 8 5.518 2812 2415 2718 308 10 723 3515 2718 3010-0.040-0.07612 823 3528 4012 -0.050-0.093 14 1035 47b．擋料銷與導(dǎo)料銷固定形式的確定由模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，擋料銷及導(dǎo)料銷都應(yīng)與卸料板滑配，通過擋料銷和導(dǎo)料銷自帶凸緣由彈簧壓緊于卸料板反面。開模時(shí)，在彈簧的作用下?lián)趿箱N和導(dǎo)料銷處于上限位置并高出卸料板 5mm；工作時(shí)，在落料凹模的壓力下，擋料銷和導(dǎo)料銷壓縮彈簧下移直到落料凹模壓緊板料或卸料板（模具空工作情況）。具體結(jié)構(gòu)如圖 5.2.2 所示5.3 卸料裝置的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化卸料裝置的目的是將卡在凸模外，凹模內(nèi)的工件或廢料卸掉，保證下次沖裁的順利進(jìn)行，一般有彈性卸料裝置、剛性卸料裝置、廢料切刀三種形式。模具的卸料板裝置不僅要有良好的穩(wěn)定性、剛性，而且還要有很好的工藝性。模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，選用手的卸料板形式。初選 6 根彈簧，每根彈簧的預(yù)壓力為N78.46/28.n/0 KF???）（卸21根據(jù)預(yù)壓力和模具結(jié)構(gòu)尺寸 HB4575-1992 的矩形壓簧，具體彈簧號(hào)的選取要求其最大工作負(fù)荷 >4.78KN。本模具的沖孔和落料工序都是沖裁，卸料板的工作行程不1F大，適用矩形彈簧，結(jié)合實(shí)際條件選擇，由工藝排樣結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的特性，六組彈簧在模具上的分布是均勻的，而壓力中心在模具上是稍偏 5.5mm，所以彈力值取大一些，這樣對(duì)模具沒多大影響僅是增加一些壓力機(jī)的負(fù)荷。這里選用 HB4575-1992.6 號(hào)矩形壓簧，其最大工作負(fù)荷 6.02KN>F0=4.78KNHB4575-1992.6 號(hào)矩形壓簧號(hào)彈簧的具體參數(shù)是：彈簧外徑 D=32mm，材料直徑d=16mm，自由高度 =80mm，節(jié)距 t=7.5mm， =9.2KN，極限載荷時(shí)彈簧高度0H1F=52mm。1H彈簧最大許可壓縮量 mL28)580(max???彈簧預(yù)壓縮量 F5.14.974ax1' ?校核：卸料板工作行程 ht 5.02???凸凹模刃磨量和調(diào)節(jié)量 m63彈簧實(shí)際總壓縮量 mm)65.14(ht321 ?’總 L=26.05mm由于 28mm>26.05mm,即 ，所以所選彈簧是合適的。總?max5.4 退件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化5.4.1 剛性推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化本套模具的落料名義尺寸為 123.62mmX36mm，料厚為 1.8mm，故推出卡在落料凹模里的工件所需推件裝置推件力比較大，且為了推件平穩(wěn)可靠，應(yīng)采用剛性推件裝置。225.4.2 退件塊的設(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)不致于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，推件外形與凹模為非配合關(guān)系，屬內(nèi)導(dǎo)向。5.4.3 連接推桿的選用為了使推件裝置推出平穩(wěn)采用 4 根推桿。每根推桿所承受的力為：KNF97.85.34?頂由手冊(cè)查取適合本裝置的推桿規(guī)格為:φ8×45mm JB/T7650.35.4.4 推板的設(shè)計(jì)由推出結(jié)構(gòu)需要，推板適宜選用圓形即手冊(cè)的 B 型（JB/T7650.4） 。5.5.5 打料桿的設(shè)計(jì)推板選用硬料并與上模座配合滑動(dòng)，故此打桿無需選用硬料帶肩打桿，單靠推板與上模座的配合保證平穩(wěn)推件，打料桿僅起到傳遞力的作用，所以這里選用圓柱式打料桿。具體如下：材料 Q235 鋼 無需熱處理 規(guī)格：?12×90mm JB/T7650.1-19945.5 支撐固定零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化由凹模周界 L＝200mm,B=160mm，及卸23料板的外形尺寸，材料選為 HT200,0I 級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。技術(shù)要求按 JB/T8070—1995 的規(guī)定。4.5.1 模架的選用上模座標(biāo)記：210×160×45 GB/T2855.5下模座標(biāo)記：210×160×55 GB/T2855.6模柄標(biāo)記：φ50×80 GB/T2862.3—81導(dǎo)柱標(biāo)記：φ28×180 GB/T2861.1導(dǎo)套標(biāo)記：φ28×100×43 GB/T2861.64.5.2 墊板的設(shè)計(jì)在本模具采用的彈性卸料裝置中，上模座中設(shè)有推板等零件的裝置和讓位空間，會(huì)使的其厚度變薄，影響其抗壓強(qiáng)度，所以應(yīng)設(shè)一塊墊板。而下模座由于凸凹受到很大的沖擊力作用，長時(shí)間工作會(huì)對(duì)下模座平整度有所影響，進(jìn)而會(huì)影響到整個(gè)模具的沖裁精度，所以在下模座上也設(shè)計(jì)一墊板。其規(guī)格根據(jù)凹模外形尺寸選取200mm×160mm×12mm。5.6 緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化本模具采用螺釘固定，銷釘定位。其具體數(shù)據(jù)如下：內(nèi)六角圓柱頭螺釘標(biāo)記:GB/T70.1-2000 M10×70 M10×25 M10×80銷釘標(biāo)記：GB/T119.1-2000 ?10×80 ?10×1006 壓力機(jī)的參數(shù)與校核通過前面的設(shè)計(jì)可只，上模座厚度 為 45mm，上墊板厚度 H 上墊板 為 12mm，凸H上 模24模固定板厚度 H 凸模固定板 為 25mm，凹模厚度 H 凹模 為 36mm，凸凹模長度為 H 凸凹模 為61mm，裝配時(shí)卸料板高于凸凹 h1為 1mm，下墊板厚度 H 下墊板 為 12,mm，下模座厚度為 55mm，凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度 為 1mm，材料料厚 t 為 4mm。下 模 2h該模具的閉合高度：H=H 上模座 +H 上墊板 +H 凸模固定板 +H 凹模 +H 凸凹模 +H 下墊板 +H 下模座 +h1-h2+t =45mm+12mm+25mm+36mm+61mm+12mm+55mm+1mm-1mm+4mm=250mm模具閉合高度 250mm,根據(jù)前面初選的壓力機(jī)，選擇 JH31-100 型壓力機(jī)，其工作臺(tái)尺寸為 625×650mm,最大閉合高度為 400mm，連桿調(diào)節(jié)長度為 65mm.最終經(jīng)過校核，選擇 JH31-100 型壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：400KN 滑塊行程：165mm 最大閉合高度：400mm 連桿調(diào)節(jié)長度：100mm 工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：625×650mm墊板尺寸（厚度×孔徑）：65mm×φ50模柄孔尺寸:φ50×110mm 最大傾斜角度：30 07 模具的裝配和調(diào)試25根據(jù)復(fù)合模的裝配要點(diǎn)，選凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件，先裝下模，再裝上模，并調(diào)整間隙，試沖，返修。7.1 凸模、凹模預(yù)配裝配前仔細(xì)檢查各凸模形狀及尺寸以及凹模形狀，是否符合圖紙要求，尺寸精度，形狀；將各凸模分別與相應(yīng)的凹?？紫嗯洌瑱z查其間隙是否加工均勻，刃口表面粗糙度應(yīng)不大于 Ra1.6μm,不合適者應(yīng)重新修磨或更換。7.2 凸模裝配以凸凹?？锥ㄎ粚⑼鼓喝胪鼓９潭ò宓男慰字?，將凸模的上凸緣壓入到凸模固定板中，上面用墊板壓緊。7.3 裝配下模(1) 在下模座上劃中心線，按中心預(yù)裝下墊板，凸凹模；(2) 在下模座，墊板上，用已加工好的凸凹模分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲；(3) 將卸料板按照凸凹模刃口的位置套在凸凹模上，將彈簧放進(jìn)螺釘上并將螺釘擰上，但不要擰緊，仔細(xì)對(duì)準(zhǔn)卸料板與凸凹模的配合，調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓量使卸料板高出凸凹模上端約 1mm。26(4) 緊固螺釘，并將螺釘預(yù)留一定的活動(dòng)空間7．4 裝配上模(1) 在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凸凹模中放入 0.12mm 的紙片，然后將凹模與固定板組合裝入凸凹模；(2) 預(yù)裝上模座，劃出與凸模固定板相應(yīng)螺孔，銷孔位置并鉆鉸螺孔，銷孔：(3) 用螺釘將固定板組合，上墊板連接在一起，但不要擰緊；(4) 復(fù)查凸凹模和凹模與凸模之間的間隙，并調(diào)整合適后，緊固螺釘：(5) 安裝擋料銷，導(dǎo)料銷：(6) 切紙檢查，合適后打入銷釘。7.5 沖壓模具具的試沖與調(diào)整7.5.1 調(diào)整凸凹模進(jìn)入凹模與凸模進(jìn)入凸凹模的深度模具的上下模安裝到壓力機(jī)上，要調(diào)整模具閉合高度大小適應(yīng)設(shè)計(jì)要求，沖裁模凸凹模間隙合適時(shí)，為能沖下合格零件，凸模進(jìn)入凹模的深度要適當(dāng)。沖孔，落料等沖裁模具，將凸模調(diào)整進(jìn)入凹模刃口的深度為其被沖料厚的 2/3 或略深一些就可以了。7.5.2 調(diào)整沖裁間隙沖裁間隙在沖裁模設(shè)計(jì)與制造中是一個(gè)很重要的技術(shù)參數(shù)，其大小和調(diào)整的均勻性，不僅會(huì)影響到?jīng)_件的質(zhì)量（尺寸精度，毛刺大小和斷面的光亮帶），模具的使用27壽命和模具使用經(jīng)濟(jì)性等許多問題。沖裁間隙的調(diào)整是指沖模裝配時(shí)凸、凹模之間間隙如何做到均勻一致，本模具采用切紙法來檢驗(yàn)。7.5.3 試模(1) 驗(yàn)證所用的設(shè)備是否正確，它包括沖壓力是否足夠和模具是否不用任何修改就能順利地裝到設(shè)備上使用；(2) 驗(yàn)證該模具所生產(chǎn)的沖件在形狀，尺寸精度，毛刺等質(zhì)量方面是否符合設(shè)計(jì)要求；(3) 驗(yàn)證該模具在卸料、定位、頂出件、排廢料、送出料和安全生產(chǎn)方面是否正?？煽?，能否進(jìn)行生產(chǎn)性使用；(4) 驗(yàn)證沖壓工藝流程是否合理；(5) 為沖模投入正常生產(chǎn)作準(zhǔn)備。7.5.4 模具在試模過程中出現(xiàn)的問題及調(diào)整方法7.5.4.1 送料不通暢或卡死產(chǎn)生原因:①凹模與卸料板之間的間隙過大，使搭邊翻扭；②側(cè)刃與側(cè)刃擋塊不密合，形成方毛刺，使條料卡死。調(diào)整方法：①減小凹模與卸料板之間的間隙； ②修整側(cè)刃擋塊消除間隙。7.5.4.2 卸不下料來28產(chǎn)生原因：①卸料裝置該動(dòng)作沒有動(dòng)作，卸料螺釘與螺釘孔配合太緊，或卸料螺釘有卡死現(xiàn)象；②卸料彈力不夠； ③卸料孔不通暢，廢料卡在排料孔內(nèi)； ④凹模有倒錐度。調(diào)整方法：①重新裝配和修整擴(kuò)大螺釘孔，做到?jīng)]有卡死現(xiàn)象；② 更換彈性元件，保證彈力足夠；③加大排料孔，并檢查凹模的排料孔與下模座上相應(yīng)的排料孔位置是否對(duì)正；④ 修整凹模。7.5.4.2 制件有毛刺產(chǎn)生原因：①刃口不鋒利，或刃口硬度不夠高；② 凸、凹模配合間隙過大或過小，間隙不均勻。調(diào)整方法：①刃口硬度不夠應(yīng)重新更換淬火硬度夠的凸?；虬寄＃虎?合理的調(diào)整凸、凹模間隙及刃磨工作部分的刃口，保持刃口鋒利，間隙均勻。7.5.4.3 制件的形狀和尺寸不正確產(chǎn)生原因是凸模與凹模的形狀尺寸不正確。調(diào)整方法是修整凸?；虬寄５男螤詈统叽绮徽_的部分，再調(diào)整沖模的合理間隙。7.5.4.4 凹模被漲裂產(chǎn)生原因是凹?？卓谟械瑰F現(xiàn)象，上口大，下孔小；或者是沖裁間隙過小，凹模本身設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠。調(diào)整方法是修整凹模孔，合其消除倒錐現(xiàn)象，更換強(qiáng)度足夠的凹模。297.5.4.5 凸模折斷產(chǎn)生原因：①?zèng)_裁時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力未抵消； ②卸料板傾斜；③凸、凹模位置變化。調(diào)整方法：①采用反側(cè)壓塊來抵消側(cè)向力； ②修整卸料板或使凸模加導(dǎo)向裝置； ③調(diào)整凸、凹模相應(yīng)位置。318 模具總裝圖及工作原理329 折彎模的設(shè)計(jì)此工序原材料為上道沖孔落料半成品，由沖孔落料復(fù)合模對(duì)板料進(jìn)行沖裁得到名義尺寸為 123.62 36 ，其間有四個(gè) Φ6 的孔和一個(gè) Φ12 單方向中心對(duì)稱的條料，?m然后由彎曲模彎曲得到如圖 9-1 所示的工件。沖孔落料沖裁是為后續(xù)彎曲加工做準(zhǔn)備的前端沖裁階段，接下來主要分析彎曲階段的沖壓工藝以及相關(guān)模具的設(shè)計(jì)。9.1 彎曲件工藝分析原始資料：如圖所示 材 料：08F(上道工序辦成品)厚 度：1.5 m生產(chǎn)批量：大批量圖 9-1此工件為典型彎曲件。材料為 08F，具有良好的彎曲性能適合彎曲成型加工。工件結(jié)構(gòu)簡單，由工件圖可知公差等級(jí)沒有嚴(yán)格的尺寸要求均可按為自由公差處理，工件整體上看，尺寸精度較低，普通彎曲成形完全能滿足要求。9.2 工藝方案確定該工件彎曲成型，可以一次彎曲成型，也可以二次彎曲成型如今有以下三種方案供選擇：方案一：采用一次彎曲成型，單工序 生產(chǎn)。33方案二：采用兩次彎曲成型，先彎 L 型再彎成型件，采用兩套單工序模生產(chǎn)。方案三：采用在一套模具上成型，復(fù)合模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本低，但工件尺寸精度低，尤其是三個(gè)邊的垂直度難以得到保證。方案二模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，生產(chǎn)成本較高，由于采用兩副模具進(jìn)行彎曲成形，從而可以避免了方案一中的缺陷，提高了彎曲件的質(zhì)量，但由于采用兩副模具進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較低，另外，凹模的強(qiáng)度不易保證。方案三模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)制造成本與方案二差不多，折彎過程中能對(duì)個(gè)邊的垂直度進(jìn)行校平，工件尺寸精度，位置精度容易保證，生產(chǎn)效率也高。綜上所述，經(jīng)過對(duì)三種方案的比較分析且該工件為大批量生產(chǎn)，因此該工件的彎曲成型生產(chǎn)采用方案三比較合理。9.3.彎曲應(yīng)力的計(jì)算該模具工件屬于自由彎曲成型，所以 U 形件彎曲力：= 自FtrKBb??27.0式中： — 自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力(N)；自B — 彎曲件的寬度,B=36 ；mt — 彎曲材料的厚度 1.8mm；r — 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 1.8mm；— 材料的抗拉強(qiáng)度 373MPa；b?34K — 安全系數(shù),一般取 K=1.3；= F5.18376.702???＝8331.46N9.4 壓力機(jī)公稱壓力的確定對(duì)于有彈性頂件裝置的自由彎曲按下式計(jì)算： ??1.2dFF??:自壓 機(jī)其中 =（0.3-0.8）d自考慮到彎曲工件板料較厚,而且板寬也較大,壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)取值偏大為宜。因此可?。? =0.8dF自=0.8 8331.46N?=6665.17N則： =1.2 （8331.46+6665.17）NF壓 機(jī) ?=17995.95N=18KN根據(jù)計(jì)算結(jié)果,查《模具實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》表 2-3 初選壓力機(jī)為：J23-16。J23－10 型壓力機(jī)的主要參數(shù):7公稱壓力滑塊行程滑塊行程次數(shù)最大封閉高度封閉高度調(diào)節(jié)量立柱間距工作臺(tái)尺寸模柄孔尺寸工作臺(tái)孔尺寸動(dòng)力電機(jī)功率100KN 65㎜ 125次 /min 280㎜ 65㎜ 220㎜ 2950㎜×400㎜ Φ40㎜×60㎜