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回油管夾片彎曲模設(shè)計(jì) 學(xué)校代碼：10410 序 號(hào)：20050417 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目： 回油管夾片彎曲模設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 二OO九年 五 月 第 9 頁(yè) 共 29 頁(yè) 回油管夾片彎曲模設(shè)計(jì) 機(jī)制052 陳張 摘 要 模具是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。級(jí)進(jìn)模是一種復(fù)雜、精密的沖壓模具，它具有高效率、高精度和高壽命等優(yōu)越性，適用于各種沖壓行業(yè) 的自動(dòng)化生產(chǎn)。本文分析了回油管夾片零件的結(jié)構(gòu)工藝性和沖壓工藝,介紹了零件的排樣方案、模具的總體結(jié)構(gòu)、主要零部件的設(shè)計(jì)。該模具具有結(jié)構(gòu)緊湊、加工制造容易、工作平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 模具設(shè)計(jì) 級(jí)進(jìn)模 Abstract: Mould & Die is important technical equipment in industrial production. It is also one of the most important developmental foundations for all departments of country economy. The progressive die is a kind of complex and precise forming die. It possesses many advantages such as high efficiency,accuracy and long life. So it is used for many kinds of automation production in sheet metal forming. The technological characteristic and the stamping technology of the oil return pipe equipment support were analyzed. Layout project, total structure of die, and design of the key parts were introduced. The die structure was compact, machining easy, working smoothly,operated conveniently and high production efficiency . Key words: die design progressive die 目 錄 一 引言 4 二 零件工藝分析 5 2.1工藝方案的確定 5 2.2 零件的形狀、尺寸、精度、斷面質(zhì)量、裝配關(guān)系分析 5 2.2.1沖壓部分分析 5 2.2.2 彎曲部分分析 6 三 主要工藝參數(shù)計(jì)算 7 3.1 沖裁部分相關(guān)計(jì)算 7 3.1.1、合理排樣并繪制排樣圖，計(jì)算出材料利用率 7 3.1.2 沖裁力計(jì)算 8 3.1.3 沖裁壓力中心的確定 9 3.1.4 沖裁設(shè)計(jì)中彈簧選取 10 3.1.5 確定凸、凹模間隙，計(jì)算凸、凹模工作部分尺寸 10 3.2.彎曲部分相關(guān)計(jì)算 11 3.2.1 自由彎曲力 11 3.2.2 校正彎曲力 12 3.2.3 頂件力 12 3.2.4 彎曲凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 12 3.2.5 彎曲設(shè)計(jì)中的彈簧計(jì)算 14 四 壓力機(jī)的選擇 15 五 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 5.1 凸模和凹模外形尺寸的確定 16 5.1.2 落料凹模外形尺寸的確定 16 5.1.3.沖孔凸模長(zhǎng)度及強(qiáng)度校核 17 5.2 選定定位元件 19 5.3 固定板、墊板設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn) 20 5.4上、下模座 21 5.5 閉合高度 22 5.6 模架的設(shè)計(jì) 22 5.7 模柄與標(biāo)準(zhǔn) 23 5.8 卸料、出件方式的選擇 23 5.9 緊固件與模具定位件的標(biāo)準(zhǔn)與確定 24 六 沖壓模具的安全技術(shù) 25 七 沖模的安裝 25 八 模具的裝配圖 26 九 心得與體會(huì) 27 參考文獻(xiàn) 28 致 謝 29 一 引言 改革開(kāi)放以后，隨著國(guó)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(zhǎng)，于是模具對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)來(lái)說(shuō)是越來(lái)越重要，尤其是沖壓技術(shù)的應(yīng)用.在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中,幾乎都有沖壓加工生產(chǎn),它不僅與整個(gè)機(jī)械行業(yè)密切有關(guān),而且與人民的生活相關(guān). 近年來(lái)，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。 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。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)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企業(yè)的生存空間。 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)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開(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)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低以及可加工復(fù)雜形狀工件等一系列優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械、汽車、輕工、國(guó)防、電機(jī)電器、家用電器，以及日常生活用品等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，沖壓模具作為個(gè)部門的重要基礎(chǔ)工藝裝備將起到越來(lái)越大的作用。 二 零件工藝分析 2.1工藝方案的確定 零件傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝一般先在落料、沖孔復(fù)合模上進(jìn)行沖裁，然后再到彎曲模上壓彎成型，這種方法所需模具較多，沖床利用率低，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，且生產(chǎn)效率低，不能適應(yīng)該產(chǎn)品生產(chǎn)的需求。將沖壓生產(chǎn)回油管夾片的模具設(shè)計(jì)成自動(dòng)送料的多工位級(jí)進(jìn)模，在解決上面問(wèn)題的同時(shí)，還可以避免分模加工中定位誤差的產(chǎn)生，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，有助于提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 回油管夾片是回油管上夾緊和定位得零件，其材料為08鋼，板料厚度為0.35mm ，生產(chǎn)批量很大。零件簡(jiǎn)圖如圖一所示，零件的中間段為圓弧部分，兩端為直線，但每端各有一圓孔。零件結(jié)構(gòu)尺寸較小，屬于典型的小型沖壓件。 圖一 2.2 零件的形狀、尺寸、精度、斷面質(zhì)量、裝配關(guān)系分析 2.2.1沖壓部分分析 該零件展開(kāi)后如圖二，形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱，是由圓和直線組成的．按照要求普通沖裁件外形與內(nèi)孔尺寸所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)一般不高于IT11級(jí)，由《沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)》表3-6、3-7查得，普通沖裁件外形公差可達(dá)到0.14mm，內(nèi)孔公差可達(dá)到0.05mm，中心距公差可達(dá)到。圖樣中精度及斷面質(zhì)量均沒(méi)有特別的要求，零件圖上的所有的尺寸均未標(biāo)注公差，屬于自由尺寸，即可在IT12—IT18取公差值,按IT14級(jí)確定工件尺寸的公差?？刹椤秾?shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》附錄G標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表，各尺寸公差為： 圖二 故該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證．?dāng)嗝尜|(zhì)量按一般標(biāo)準(zhǔn)處理。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐可知其裝配關(guān)系大致為一般的普通落料模形式的改進(jìn)，其它如生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求。 2.2.2 彎曲部分分析 分析零件可知，工件的形狀決定了此工件必須經(jīng)過(guò)兩次彎曲變形方可成形，故可確定此彎曲應(yīng)是利用滑塊的形式來(lái)成形的，因本零件的尺寸較小，故可采用自動(dòng)推桿脫模機(jī)構(gòu)。 三 主要工藝參數(shù)計(jì)算 3.1 沖裁部分相關(guān)計(jì)算 3.1.1、合理排樣并繪制排樣圖，計(jì)算出材料利用率 （1）排樣方法的確定 根據(jù)工件的形狀，確定采用無(wú)廢料排樣的方法。模具為連續(xù)模，采用直排，經(jīng)多次排樣計(jì)算畫出排樣圖，如圖三 圖三:排樣 （2）計(jì)算板材規(guī)格 查《沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)》表3-10排樣方法，根據(jù)零件形狀兩制件間按矩形且為少?gòu)U料排樣，故取搭邊值為0，側(cè)邊取搭邊值也為0。 進(jìn)距為制件寬度，即：h=51.03mm 條料寬為制件長(zhǎng)度，即：b= 12mm （3）計(jì)算條料的利用率 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為 式中 A——沖裁件面積（）； n—— 一張條料上的的沖件總數(shù)目； B——條料寬度（mm） ——條料長(zhǎng)度（mm） 在此排樣中： =87.43% 3.1.2 沖裁力計(jì)算 （1）沖孔力和落料力 平刃口沖裁模的沖裁力一般按下式計(jì)算： （2-2） 在這里為計(jì)算簡(jiǎn)便，也可按下式估算沖裁力： F≈ （2-3） 其中： 查《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》表8-49優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼08鋼抗拉強(qiáng)度。在這可取 N （2）推件力 查《沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)》表3-11得 取表2-38,序號(hào)1的凹模刃口形式,h=4mm,凸模運(yùn)動(dòng)到h.=3mm處，則 n=（h-h.）/t=（4-3）/0.35=3 代入數(shù)據(jù)得推件力 （3）卸料力 查《沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)》表3-11得 =0.05 = 所以 =11080N 3.1.3 沖裁壓力中心的確定 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。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。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。 沖模的壓力中心，可按下述原則來(lái)確定： 1.對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 2.工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 3.形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、 級(jí)進(jìn)模的 壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。解析法的計(jì)算依據(jù)是：各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和 等于諸力的 合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的 座標(biāo) 位置 O0(x0,y０)，即為所求模具的壓力中心)。 計(jì)算公式為： 由于本設(shè)計(jì)的零件為對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，所以沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。但沖孔和落料同時(shí)進(jìn)行，故還需進(jìn)一步確定。在沖孔時(shí)，F(xiàn)孔的壓力中心在矩形的幾何中心，即圓心。而落料時(shí)F落壓力中心在被切邊的中點(diǎn)上。根據(jù)原則3確定壓力中心： 解得 X=11.8mm 3.1.4 沖裁設(shè)計(jì)中彈簧選取 根據(jù)模具安裝位置擬選4個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧的預(yù)壓力為：291/4=72.75N 沖裁時(shí)卸料板的工作行程；考慮凸模的修模量；彈簧的預(yù)壓量為；故彈簧總壓縮量為 考慮卸料的可靠性，取彈簧在預(yù)壓量時(shí)就應(yīng)有50N的壓力，初選彈簧鋼絲直徑d=2mm,彈簧中徑；工作極限負(fù)荷；自由高度㎜；工作極限負(fù)荷下變形量。 設(shè)彈簧在預(yù)壓量時(shí)，卸壓力達(dá)50N，即 mm 故＝12.3+3+3＝18.3mm<,能滿足要求。 彈簧裝配高度 3.1.5 確定凸、凹模間隙，計(jì)算凸、凹模工作部分尺寸 （1）加工方法的確定： 模具制造有凸模與凹模分開(kāi)加工和凸模與凹模配合加工兩種方法。 凸模與凹模分開(kāi)加工是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸，凸模和凹模分開(kāi)加工可使凸模和凹模具有互換性，便于模具成批制造，但需要較高的公差等級(jí)才能保證合理間隙，模具制造困難，加工成本高。 凸模與凹模配合加工法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸?；虬寄＃缓蟾鶕?jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸按間隙配制另一件。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配置保證，工藝比較簡(jiǎn)單，并且還可以適當(dāng)放大基準(zhǔn)件的制造公差，使得制造也容易。沖件精度要求不高，故采用此方法。并且，一般工廠也常常采用此方法。 結(jié)合模具制造及工件的形狀特點(diǎn)，沖孔采用分開(kāi)加工，落料采用凸模和凹模配合加工的方法。 （2）刃口尺寸計(jì)算 在確定沖模凹模和凸模刃口尺寸時(shí)，必須遵循以下原則。 1）根據(jù)落料和沖孔的特點(diǎn)，落料件的尺寸取決于凹模尺寸，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸。故沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸來(lái)保證合理的間隙 2）根據(jù)凹凸模刃口的磨損規(guī)律。凹模刃口磨損后使落料件尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；凸模刃口磨損后使沖孔孔徑減小，故應(yīng)使尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸。 3)考慮工件精度與模具精度間的關(guān)系，在確定模具制造公差時(shí)，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙數(shù)值，一般沖模精度較工件精度高2-3級(jí) 1、沖孔凸模、凹模 由《沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)》表3-4查得 ， 由《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》表2-29查得 ， 故滿足條件 查表2-30得 ，則 2、切斷凸模、凹模 落料應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，然后配做凸模。先做凹模，凹模磨損后，刃口尺寸變大，按照A類，設(shè)工件尺寸為，則 取x=0.5 則 該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值。 3.2.彎曲部分相關(guān)計(jì)算 3.2.1 自由彎曲力 上式中 F為自由彎曲力 安全系數(shù)：k=1.3 彎曲件寬度：b=12 彎曲半徑：r=4mm 08剛抗拉強(qiáng)度可取 =300MPa 則 = =369N 3.2.2 校正彎曲力 沖壓件在行程終了時(shí)受到的校正彎曲力，可按=Aq近似計(jì)算。 加固板沖壓件首次彎曲的投影面積 A=128=96 查表得單位校正力 q=70MPa，代入上式得 3.2.3 頂件力 =（0.3~0.8） 取系數(shù)0.5，則 =148N 分析已知條件可得，彎曲時(shí)的校正彎曲力與自由彎曲力、頂件力都不是同時(shí)發(fā)生的，且校正力比自由彎曲力和壓料力大得多。因此，可按校正彎曲力來(lái)選擇壓力機(jī)。 綜上所述可得 =17.8KN 3.2.4 彎曲凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算 分析零件的外形可知，該工件的成形過(guò)程應(yīng)為：第一步是先通過(guò)凸模及壓力機(jī)的作用將其彎曲為U形；第二步是在凸模下降到一定高度時(shí)，通過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)帶動(dòng)滑塊一起運(yùn)動(dòng)，從而成形出兩處凹入的圓弧。 則：下面是計(jì)算凸模與凹模各部位的制造尺寸： ⑴凸模與凹模間隙值的選?。? 凸模與凹模間隙值按照U形件的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選取，則有： C =（1.0~1.1）t 選取凸模與凹模間隙值系數(shù)為：1.05 工件料厚：0.35mm 則： C = 0.368 ⑵模具寬度尺寸： 模具寬度尺寸計(jì)算基準(zhǔn)原則：彎曲件寬度尺寸標(biāo)注在外側(cè)時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，即先確定凹模尺寸，凸模尺寸按凹模配置，必須保證單邊間隙C。彎曲件寬度尺寸標(biāo)注在內(nèi)側(cè)時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，即先確定凸模尺寸，凹模尺寸按凸模配置，必須保證單邊間隙C. 觀察給出的原始零件圖，在原始零件圖的尺寸標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn)在零件皆標(biāo)準(zhǔn)在零件的外側(cè)，故應(yīng)先計(jì)算出凹模尺寸，然后依照凹模尺寸配置凸模尺寸。因說(shuō)給出的工件的各尺寸中并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)公差，故按照慣例，沒(méi)有標(biāo)注公差時(shí)，即認(rèn)為該工件是IT14級(jí)，則依P93頁(yè)沖壓常用公差配合表選得工件的精度應(yīng)為IT7級(jí)，因工件厚度小于3ｍｍ，故凸模與凹模公差為0.01，則有： 下端圓管部分： 凹模寬度尺寸 凸模尺寸按凹模尺寸配制，保證單邊間隙Ｃ，即： 則分別計(jì)算后得： 　上端桿狀部分： 　內(nèi)凹圓管部分： 3.2.5 彎曲設(shè)計(jì)中的彈簧計(jì)算 在模具的卸料、頂件及壓邊裝置中，經(jīng)常會(huì)采用彈簧來(lái)緩沖及復(fù)位等。在本模具中共有三處使用到彈簧，分別起到緩沖模柄壓力、使得滑塊復(fù)位、凹模受力均衡及緩沖壓力的作用。下面分別計(jì)算以上三處彈簧的尺寸（三處皆選用圓柱螺旋壓縮彈簧）： ⑴上模板及模柄處的緩沖彈簧 該彈簧承受的力為工件的成形力，依經(jīng)驗(yàn)公式有： 取系數(shù)為：0.3 則計(jì)得：= 0.36720=2016N 則依此可選得此處彈簧基本尺寸為： d=8，D2 =35，=2630，=98的彈簧 ⑵兩側(cè)滑塊復(fù)位彈簧的選取 該彈簧承受的力為工件的校正彎曲力的分力，并且因本題中所選取成形壓力機(jī)為40KN，而工件成形過(guò)程中所需的最大力——校核彎曲力，僅為6720N，故可選取彈簧所受力應(yīng)為0.1~0.3倍的，現(xiàn)選取系數(shù)為0.2，且滑塊分為左右兩塊。故該處每個(gè)彈簧說(shuō)承受的力 F = 0.5/2 = 672N , 則依此可選得此處彈簧基本尺寸為： d=4.5/mm，D2 =25/mm，=786/mm，=35/mm ⑶凹模受力均衡及緩沖壓力的彈簧的選取 因?yàn)榘寄５某叽缦鄬?duì)較小，而因?yàn)楦鞣矫娴囊蛩貕毫C(jī)卻不得不選用過(guò)大的壓力機(jī)，故將凹模直接連接在凹模頂出桿上，以增加緩沖，進(jìn)而降低凹模所受壓力，增加安全系數(shù)。 取計(jì)算系數(shù)為0.5，則有：=0.5 = N = 184N 則依此可選得此處彈簧基本尺寸為： d=2.5，D2 =22，=194，=25 四 壓力機(jī)的選擇 使用沖床的公稱壓力應(yīng)大于計(jì)算出的總壓力；最大閉合高度應(yīng)大于沖模閉合高度；工作臺(tái)臺(tái)面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。為安全起見(jiàn)，防止設(shè)備的超載，可按壓力機(jī)公稱壓力p=(1.1~1.3) 來(lái)選擇壓力機(jī)。 現(xiàn)取系數(shù)1.2，則有P=1.2=21.36KN 查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)開(kāi)式壓力機(jī)規(guī)格表可選用公稱壓力為100KN的開(kāi)式壓力機(jī)。 其參數(shù)如下： 公稱壓力： 100KN 　　滑塊行程： 60mm 最大封閉高度：180mm 　　封閉高度調(diào)節(jié)量： 50mm 　　工作臺(tái)尺寸（前后×左右）： 240mm × 360mm 工作臺(tái)孔尺寸（前后×左右×直徑）:90mm×180mm×130mm 模柄孔尺寸（直徑×深度）：30×50mm； 工作臺(tái)厚度：50mm 五 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1 凸模和凹模外形尺寸的確定 5.1.1 沖孔凹模外形尺寸的確定 材料：T10A 熱處理：硬度:HRC58~62 技術(shù)條件：按JB/T7653-1994的規(guī)定 查表得 孔徑d=7、刃壁高度h=4/mm、高度H=14/mm、D=/mm，T10A的A型圓凹模： 5.1.2 落料凹模外形尺寸的確定 凹模：凹模類型很多，凹模的外形有圓形和矩形；結(jié)構(gòu)有整體式和鑲拼式；刃口有平刃和斜刃。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于沖裁件的形狀和尺寸千變?nèi)f化，因而大量使用外形為圓形或矩形的凹模板，在其上面開(kāi)設(shè)所需要的凹模洞口，用螺釘和銷釘直接固定在模板上。 凹模外形尺寸是否合理，將直接影響到凹模的強(qiáng)度、剛度和耐用度。凹模外形主要與制件外形尺寸及制件厚度有關(guān)。沖裁時(shí)凹模承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用。由于凹模結(jié)構(gòu)形式和固定方法不同，受力情況又比較復(fù)雜，目前尚不用理論計(jì)算方法確定凹模輪廓尺寸。本設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)公式 凹模高度的確定： 凹模壁厚（刃口到外邊緣的距離）： C=（1.5~2）H 垂直于送料方向的凹模寬度B 送料方向的凹模長(zhǎng)度 式中s——垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離；s=12/mm ——送料方向的凹模刃壁間最大距離；=51.03/mm ——送料方向的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離，根據(jù)材料厚度t=0.35mm，材料寬度12mm， 查《沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)》表3-14取25/mm。 ——系數(shù)，考慮板料厚度的影響，由《沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)》表3-15查得凹模厚度系數(shù)k=0.3 因此 凹模的長(zhǎng)L= /mm，取為100/mm 凹模的寬B=，取為63mm 凹模高度H=15.3mm，取為15mm 凹模壁厚C=30mm 對(duì)照《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》的標(biāo)準(zhǔn)將上述長(zhǎng)×寬×高尺寸改為mm。 對(duì)于孔口的結(jié)構(gòu)形式，本設(shè)計(jì)采用常用的階梯形直刃壁型孔。如圖四所示： （圖四） 根據(jù)以上分析取h =4/mm ，b = 1/mm 5.1.3.沖孔凸模長(zhǎng)度及強(qiáng)度校核 凸模的結(jié)構(gòu)類型分為標(biāo)準(zhǔn)圓凸模、凸緣式凸模、直通式凸模。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用凸緣式凸模。凸緣式凸模的工作段截面一般是非圓形的，而固定段截面則取圓形、方形、矩形等簡(jiǎn)單形狀，以便加工固定板的型孔，當(dāng)固定段取圓形時(shí)，必須在凸緣邊緣處加騎縫螺釘或銷釘。本設(shè)計(jì)的固定段截面為矩形，所以無(wú)須其它裝置。 凸模長(zhǎng)度計(jì)算：凸模長(zhǎng)度需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)要求和凸模刃磨量等因素確定?？砂聪率接?jì)算： 式中 L——凸模長(zhǎng)度，mm； ——凸模固定板厚度，mm；=12/mm ——卸料板厚度，mm；=10/mm ——導(dǎo)料板厚度，mm； ——凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5~1）mm； H——附加長(zhǎng)度，包括凸模的修磨量及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板之間的安全距離，一般取h=15~20mm。 而本設(shè)計(jì)采用彈壓卸料裝置，故不用導(dǎo)料板厚度這一項(xiàng)，卻要考慮固定板至卸料板間彈性元件的高度。由前面算的彈簧高度為=25.7/mm 滿足要求 凸模結(jié)構(gòu)選取A型圓凸模（摘自JB／T 8057.1—1995） 查表得：d=7/mm，D= /mm，/mm，l=15/mm，h=3/mm 材料及熱處理：9Mn2V，硬度HRC5~62，尾部回火HRC40~50 5.2 選定定位元件 （1）在級(jí)進(jìn)沖裁模上設(shè)置側(cè)壓裝置后，將迫使條料在送進(jìn)時(shí)始終緊貼基準(zhǔn)導(dǎo)料板，可減少送料誤差，提高工件內(nèi)形和外形的位置尺寸精度。但自動(dòng)送料的模具不宜采用側(cè)壓裝置。故不采用側(cè)壓裝置 （2）為了保證模具正常工作和沖出合格沖裁件，必須保證坯料或工序件對(duì)模具的工作刃口處于正確的相對(duì)位置，即必須定位。本設(shè)計(jì)中，在第一工位沖孔時(shí)采用2個(gè)導(dǎo)料銷定位和一個(gè)初始擋料銷，如圖。在第二工位時(shí)是由擋鐵定位。（見(jiàn)裝配圖） 導(dǎo)料銷（摘自JB／T 7649.10—1994） 直徑d=6mm的A型固定導(dǎo)料銷： 固定導(dǎo)料銷A6 JB/T 7649.10 d = 6 0 -0.075 /mm h = 3/mm L = 8/mm 材料：45，熱處理硬度43~48HRC 技術(shù)條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定 始用擋料銷（摘自JB/T 7649.1-1994） 長(zhǎng)度L=40/mm 厚度H=4/mm 始用擋料塊40×4 彈簧0.5×6×20 彈簧心柱4×16 技術(shù)條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定 5.3 固定板、墊板設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)只在沖孔凸模和沖孔凹模采用矩形的固定板固定，其平面輪廓尺寸除應(yīng)保證凸模安裝孔外，應(yīng)還考慮螺釘和銷孔的位置，厚度一般取為凹模的60%~80%。固定板孔與凸模采用過(guò)渡配合(H7/m6)，壓裝后端面磨平，以保證沖模的垂直度。 固定板的基本結(jié)構(gòu)、尺寸可按GB2858.1-81 ~ GB2858.6選取。尺寸選擇如下： 矩形固定板： 對(duì)角導(dǎo)柱式模架矩形固定板（摘自JB／T 7643.2—1994） 查表得： 凹模固定板 長(zhǎng)度L = 80/mm、寬度B = 63/mm、厚度H = 16/mm、材料為45鋼的矩形固定板： 固定板80×63×16 - 45鋼JB/T 7643.2 技術(shù)條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定 凸模固定板： 長(zhǎng)度L = 80/mm、寬度B = 63/mm、厚度H = 12/mm、材料為45鋼的矩形固定板： 固定板80×63×12 - 45鋼JB/T 7643.2 技術(shù)條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定 矩形墊板： 墊板主要用于直接承受和擴(kuò)散凸（凹）模傳來(lái)的壓力，防止模座承受過(guò)大壓力而出現(xiàn)凹坑，影響模具正常工作。墊板厚度一般取6~12mm，外形尺寸按固定板形狀決定。常用材料為45鋼、T7A。 墊板的基本結(jié)構(gòu)、尺寸可按GB2859.~GB2859.6選取。尺寸選擇如下： 矩形墊板（摘自JB／T 7643.3—1994） 查表得： 長(zhǎng)度L = 80/mm、寬度B = 63/mm、厚度H = 6/mm、材料為45鋼的矩形墊板： 墊板80×63×6 - 45鋼JB/T 7643.3 技術(shù)條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定 5.4上、下模座 模具的全部零件,均安裝在上、下模板上，從而構(gòu)成模具的整體并傳遞壓力機(jī)的壓力來(lái)完成落料、沖孔及彎曲工作。模板應(yīng)該具備足夠的強(qiáng)度和剛度。如果模板的剛度不夠，則落料工作時(shí)模板會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的彈性變形，導(dǎo)致模具零件迅速的磨損或損壞。 對(duì)角導(dǎo)柱上模座（摘自GB/T 2855.1-1900） 對(duì)角導(dǎo)柱下模座（摘自GB/T 2855.2-1900） 根據(jù)最大輪廓尺寸80mm×2=160mm，考慮壁厚30mm，選相近規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)模板. 由【6】表2-41得 上模座的外形尺寸為16010035mm 下模座的外形尺寸為16010040mm; 上下模座的材料均采用HT200。 5.5 閉合高度 模具閉合高度應(yīng)為上模座、下模座、凸模、凹模、固定板、墊板等厚度的總和，即 ＝35+40+63.7+15+12+6-1=170.7mm 彎曲時(shí)凸模進(jìn)入凹模的深度,可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，可略有增減，以保證能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品為準(zhǔn)。 所選壓力機(jī)閉合高度，滿足要求 5.6 模架的設(shè)計(jì) 模架是模具的主體結(jié)構(gòu)，模架由上下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等組成。模具的全部零件都固定在它上面，并承受沖壓過(guò)程中的全部載荷。模具的上、下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來(lái)保持其精確位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動(dòng)，保證沖裁過(guò)程中間隙均勻。，本設(shè)計(jì)采用在中、小型模具中應(yīng)用最廣的滑動(dòng)導(dǎo)向副結(jié)構(gòu)對(duì)角導(dǎo)柱模架在凹模面積的對(duì)角中心線上，裝有前、后導(dǎo)柱，其有效區(qū)在毛坯進(jìn)給方向的導(dǎo)套間。受力平衡，上模座在導(dǎo)柱上運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。適用于縱向或橫向送料，使用面寬，常用于級(jí)進(jìn)?；驈?fù)合模。模架允許的凹模周界長(zhǎng)（L）、寬（B）、直徑（D）及最大最小閉合高度等基本尺寸均有國(guó)標(biāo)（滑動(dòng)導(dǎo)向模架：GB2851.1 ~ GB2851.7），本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求與成本的估計(jì)選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架（GB2851.3-81）各尺寸查國(guó)標(biāo)如下： 對(duì)角導(dǎo)柱式模架 由于采用對(duì)角導(dǎo)柱式模架，因此兩對(duì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的直徑不同，但均按GB/T 2851.1-1990選取，由中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典得： 1、導(dǎo)柱的尺寸為25150mm； 導(dǎo)套的尺寸為258533mm； 2、導(dǎo)柱的尺寸為28150mm； 導(dǎo)套的尺寸為288533mm； 它們的材料均采用20鋼，導(dǎo)柱表面進(jìn)行滲碳處理。 5.7 模柄與標(biāo)準(zhǔn) 本設(shè)計(jì)采用適用于所有中小型模具的壓入式模柄，它與模座孔采用H7/m6過(guò)渡配合。具體標(biāo)準(zhǔn)如下： A型壓入式模柄（摘自JB/T 7646.1-1994） 直徑d(js10) = 32 /mm、高度L = 80/mm的A型壓入式模柄： 模柄A32×80 JB/T 7646.1 d1(m6) = 34+0.025 +0.009/mm d2 = 42/mm d3 = 11/mm d4(H7) = 6+0.012 0/mm L1 = 25/mm L2 = 5/mm L3 = 3/mm 材料：Q235-A F 技術(shù)條件：按JB/T 7653-1994的規(guī)定 5.8 卸料、出件方式的選擇 對(duì)于卸料力要求大，有要求卸料板與凹模間有較大的空間位置時(shí)，可以采用活動(dòng)剛性卸料板結(jié)構(gòu)。而為了防止細(xì)長(zhǎng)凸?？v向失穩(wěn)彎折，可以采用有導(dǎo)向的彈性卸料板，且根據(jù)模具沖裁的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),該模具采用彈性卸料方式比較方便。因?yàn)楣ぜ虾?.35mm，推件力比較小，用彈性裝置取出工件比較容易，且對(duì)彈力要求不高，應(yīng)用方便。卸料板的周界尺寸與凹模周界尺寸相同, 其寬度和長(zhǎng)度均與固定板的長(zhǎng)度、寬度一致，再根據(jù)沖件料厚查《沖模技術(shù)》中表9-15得：長(zhǎng)度L = 80/mm、寬度B = 63/mm、厚度H = 10/mm,材料為45#鋼,淬火硬度為40~45HRC的卸料板采用4個(gè)M6的螺釘固定.長(zhǎng)度L=70 mm. 卸料螺釘： 卸料螺釘多數(shù)也是圓柱頭和內(nèi)六角兩類，由于彈壓卸料板在裝配后應(yīng)保持水平，故卸料螺釘長(zhǎng)度L應(yīng)控制在一定的公差范圍內(nèi)。本設(shè)計(jì)采用較為常用的圓柱頭卸料螺釘，具體標(biāo)準(zhǔn)如下： 圓柱頭卸料螺釘（摘自JB/T 7650.5-1994） 直徑d = M8/mm、長(zhǎng)度L = 70/mm的圓柱頭卸料螺釘： 圓柱頭卸料螺栓M10×80 JB/T 7650.5 d1 = 10/mm d2 = 15/mm d3 = 6.2/mm l = 8/mm H = 6/mm t = 3/mm n = 2.5/mm C = 1.5/mm b = 2/mm r ≤ 0.5/mm r1 ≤ 0.5/mm 材料：45，熱處理硬度35~40HRC 技術(shù)條件：按JB/T 3098.3-2000的規(guī)定 彈壓式卸料板與凸模間的單邊間隙隨料厚而不同，本設(shè)計(jì)料厚t = 0.35/mm，取0.5mm。本設(shè)計(jì)還使用彈壓卸料板凸模導(dǎo)向，凸模與卸料板孔配合取H7/h6。如圖2-8所示： （圖2-8） 5.9 緊固件與模具定位件的標(biāo)準(zhǔn)與確定 模具緊固件主要指螺釘和銷釘。 螺釘主要承受拉應(yīng)力，用來(lái)連接零件。常用的有內(nèi)六角螺釘和各種帶槽的柱頭螺釘，螺釘旋進(jìn)的深度等尺寸參見(jiàn)圖2-11。本設(shè)計(jì)除特殊說(shuō)明外都使用M6×50的內(nèi)六角圓柱頭螺釘緊固。 螺紋連接擰入深度 對(duì)于鋼h = d1 對(duì)于鑄鐵h = 1.5 d1 銷釘：本設(shè)計(jì)除特殊說(shuō)明外，一律選用6×30的銷釘定位。配合間隙為m6/h8 六 沖壓模具的安全技術(shù) 在設(shè)計(jì)沖壓模具時(shí)，必須滿足下列要求 模具結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證操作方便，安全可靠，操作者勿需手，臂，頭伸入危險(xiǎn)區(qū)即可順利完成沖壓工作 調(diào)試，安裝，修理，搬運(yùn)和貯藏方便安全，不會(huì)因模具結(jié)構(gòu)問(wèn)題而引起意外事故 模具零件要有足夠的強(qiáng)度，材料選擇合理，模具應(yīng)避免有與機(jī)能無(wú)關(guān)的外部凸凹，外部應(yīng)倒棱，導(dǎo)柱，導(dǎo)套應(yīng)遠(yuǎn)離操作者，模具壓力中心應(yīng)通過(guò)或靠近模柄中心線，導(dǎo)向定位等重要部件要使操作者能看清楚 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)考慮安裝機(jī)械化裝置的位置，以便必要時(shí)機(jī)械化自動(dòng)化裝置代替手工操作 頂件器，推件器以及卸料板等結(jié)構(gòu)必須可靠，不使操作者有不安全的感覺(jué) 七 沖模的安裝 沖模的使用壽命，工作安全和沖件質(zhì)量等 于沖模的 正確安裝有著極大的關(guān)系: 1、沖模應(yīng)正確安裝在壓力機(jī)上使模具上下部分不發(fā)生偏斜和位移，這樣就可以保證模具有較高的準(zhǔn)確性,避免產(chǎn)生廢品,而且可保證模具壽命 2、模具安裝時(shí)將帶有導(dǎo)向的模具上下應(yīng)同時(shí)搬到工作臺(tái)面上。應(yīng)先固定上模，然后根據(jù)上模的位置固定下模 3、在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，由于壓力機(jī)的振動(dòng)，可能引起固定沖模的緊固零件的松動(dòng)。操作者必須隨時(shí)注意和檢查各緊固零件的工作情況。 八 模具的裝配圖 沖裁時(shí)，凹模固定不動(dòng)，條料由左邊送進(jìn)，放置在凹模。壓力機(jī)通過(guò)模柄帶動(dòng)上模座、彎曲凸模、切斷凸模和沖孔凸模下行。通過(guò)導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向作用同時(shí)完成沖孔和切斷。而彈性卸料板同時(shí)頂住條料起校平作用。上模回程時(shí)，彈性卸料板被卸料彈簧頂出。將條料從沖孔凸模上卸下，沖孔廢料則直接由凹?？字新┑綁毫C(jī)臺(tái)面下。 彎曲時(shí)，先把切斷凸模切斷的條料壓彎到卸料桿至U狀，接著下行至一定高度時(shí)楔塊推動(dòng)彎曲凹模向中間移動(dòng)進(jìn)一步壓彎零件至所需的形狀。上模回程時(shí)，彎曲凹模在彈簧的作用下分開(kāi)，同時(shí)零件由卸料桿推出。 九 心得與體會(huì) 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在理論知識(shí)的指導(dǎo)下，結(jié)合認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在老師和同學(xué)的幫助下，認(rèn)真獨(dú)立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)自己實(shí)際的操作計(jì)算，我對(duì)以前所學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)有了更進(jìn)一步、更深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了自己的不足之處。到此時(shí)才深刻體會(huì)到，以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)還是有用的，而且都是模具設(shè)計(jì)與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識(shí)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)兩個(gè)月左右，從最初的領(lǐng)會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，到對(duì)拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計(jì)算，諸如對(duì)沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對(duì)形狀的分析等，不斷地分析計(jì)算，對(duì)要進(jìn)行設(shè)計(jì)的沖壓件有了一個(gè)比較全面深刻的認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實(shí)際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工藝方案。然后是對(duì)排樣方式的計(jì)算，直到模具總裝配圖的繪制，歷時(shí)近一個(gè)月左右。在這段時(shí)間里，我進(jìn)行了大量的計(jì)算：從材料利用率的計(jì)算，到工序壓力的計(jì)算，再工作部分刃口尺寸及公差的計(jì)算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算以及主要零部件強(qiáng)度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各種設(shè)計(jì)資料。因此從某種意義上講，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價(jià)值信息的能力。 總之，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，使我對(duì)模具設(shè)計(jì)與模具制造的整個(gè)過(guò)程都有了比較深刻的認(rèn)識(shí)和全面的掌握。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機(jī)會(huì)。我是認(rèn)認(rèn)真真的做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的，也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的完成我大學(xué)四年里最后也是最重要的一次設(shè)計(jì)。但是由于水平有限，錯(cuò)誤和不足之處再所難免，懇請(qǐng)各位導(dǎo)師、各位老師批評(píng)指正，不勝感激。 參考文獻(xiàn) 1 翁其金，徐新成.沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1-109 2 于永泗，齊民.機(jī)械工程材料[M].第5版,大連理工大學(xué)出版社，2003 3 劉鴻文.材料力學(xué)[M].第四版,高等教育出版社，2004 4 夏巨諶，李志剛.中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典[M].電子版,中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)，2003 5 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì).鍛壓手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社 6 陳于萍、周兆元. 互換性與測(cè)量技術(shù)[M].第2版, 機(jī)械工業(yè)出版社 7 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典[M]. 第三卷 8 高軍、李熹平、修大朋．沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南[M].化學(xué)出版社, 9 簡(jiǎn)明冷沖壓工手冊(cè)編寫組．簡(jiǎn)明冷沖壓工手冊(cè)[M].第三版，機(jī)械工業(yè)出版社,2000.4 10 席偉光，楊光，李波.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2003 11 劉鴻文.材料力學(xué).第四版.北京：高等教育出版社，2004 12 王孝培.實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2001 致 謝 在經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師胡淑芬老師。胡淑芬平日里工作繁忙，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段都給予了我悉心的指導(dǎo)。其次還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后再次感謝工學(xué)院和我的母校—江西農(nóng)業(yè)大學(xué)四年來(lái)對(duì)我的大力栽培。 第 28 頁(yè) 共 29 頁(yè)