扣環(huán)沖壓模具的設(shè)計(jì)【彈簧座墊板】【沖孔落料復(fù)合?！俊緩澢！俊?套】,彈簧座墊板,沖孔落料復(fù)合模,彎曲模,2套,扣環(huán),沖壓,模具,設(shè)計(jì),彈簧,座墊,沖孔,復(fù)合,彎曲,曲折
外文資料翻譯
系 別
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
外文出處
附 件 1. 原文； 2. 譯文
2011年3月
熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
摘要：
熱沖壓和高強(qiáng)度鋼材在汽車行業(yè)正越來(lái)越受歡迎。熱沖壓是通過(guò)加熱和按下推進(jìn)器水冷工具來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼板高強(qiáng)度的一種工藝，冷卻系統(tǒng)對(duì)該工藝的影響很大。本文提出了一種對(duì)冷卻管道系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)計(jì)過(guò)程,介紹一種在冷卻系統(tǒng)上進(jìn)行有限元分析與一個(gè)特定的進(jìn)化算法的優(yōu)化程序。通過(guò)對(duì)每個(gè)單獨(dú)程序組件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),然后讓熱沖壓工藝和thermo-mechanically熱模擬相結(jié)合的優(yōu)化方案。
關(guān)鍵詞:
熱沖壓、有限元法(FEM),優(yōu)化
1概述
近年來(lái),在不降低安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下減輕重量已成為汽車工業(yè)的研究重點(diǎn)。熱沖壓、高強(qiáng)度鋼對(duì)此提供了可能性,不但降低重量而且提高了乘車的安全系數(shù)。為了達(dá)到高強(qiáng)度，利用熱沖壓將高強(qiáng)度鋼加熱奧氏體溫度范圍，然后對(duì)其進(jìn)行迅速冷卻，馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生。在熱沖壓工藝中,工件的溫度必須保持在200°C以上，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度。到目前為止,很少有對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行研究的熱沖壓模具。
本文介紹了一種系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法,熱沖壓工具與冷卻系統(tǒng)達(dá)到最佳而快速。在這個(gè)例子中,冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化幫助進(jìn)行有限元分析與一個(gè)特定的進(jìn)化算法，隨后一系列的熱成形過(guò)程的數(shù)值thermo-mechanically熱模擬以及觀察傳熱和冷卻速率來(lái)優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，在高溫的沖壓工刀具運(yùn)動(dòng)需要的時(shí)間相對(duì)整個(gè)過(guò)程的時(shí)間較短。因此,熱沖壓過(guò)程必須有足夠的工具、合理的準(zhǔn)確性計(jì)算與短時(shí)間的快速設(shè)計(jì)。
模具的冷卻系統(tǒng)分析了包括這項(xiàng)議案的一項(xiàng)形成過(guò)程是很有必要的,可以提高預(yù)測(cè)精度。在本文中，第2章介紹了一輛汽車和其相應(yīng)的熱沖壓原件，第3章中介紹了優(yōu)化有限元分析的程序及進(jìn)化算法。隨后,結(jié)果通過(guò)熱分析與熱、光的優(yōu)化為熱沖壓模具設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。
2熱沖壓模具的冷卻
2.1動(dòng)機(jī)
提高了工藝流程的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)化了成形零件的特點(diǎn)、熱沖壓才能達(dá)到設(shè)計(jì)最佳狀況。因此,本研究的主要目的是優(yōu)化設(shè)計(jì)一種在經(jīng)濟(jì)冷卻系統(tǒng)熱沖壓工具才能獲得有效的冷卻速率的工具。到目前為止,只有很少數(shù)的人進(jìn)行了有關(guān)冷卻系統(tǒng)在熱沖壓工具的應(yīng)用。因此,先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法配以適當(dāng)?shù)姆抡婺Ｐ屯瓿梢蟮膬?yōu)化調(diào)查，達(dá)到工具和產(chǎn)品的快速完成和盡可能的精確。
2.2熱沖壓和模具冷卻的工藝特點(diǎn)
在直接熱成形工藝中,quenchable boronmanganese合金鋼熱沖壓和模具冷卻是常用。同時(shí),熱沖壓和模具冷卻是其中的一個(gè)具有代表意義的材料超高強(qiáng)度鋼。因此,在此研究中,熱沖壓和模具冷卻的鋁預(yù)表(阿塞洛USIBOR)被認(rèn)為是空白的材料。材料熱沖壓和模具冷卻的拉伸強(qiáng)度600MPa在臨界狀態(tài),材料的拉伸強(qiáng)度通過(guò)熱沖壓工藝顯著增加。更高的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了熱沖壓工藝是通過(guò)快速冷卻至少27°的速度C / s[2]。作為在奧氏體冷卻淬火過(guò)程非?？祚R氏體相變將發(fā)生。該微結(jié)構(gòu)提供與馬氏體與硬化的最終產(chǎn)品較高的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500兆帕。
2.3工具組件和檢驗(yàn)
原型的組成及其熱沖壓工具運(yùn)動(dòng)學(xué)是如圖1所示,最初的空白，該試驗(yàn)的一部分,在圖2。最初的空白的430mm尺寸x 1.75mm x 170mm和抽簽儀式提出了一種深度的檢驗(yàn)的一部分是30毫米。
2.4沖壓模具冷卻系統(tǒng)
該工具設(shè)計(jì)必須考慮能夠達(dá)到的最大的降溫速率和熱沖壓零件的溫度分布均勻性。因此,冷卻系統(tǒng)需要被整合到工具。這冷卻系統(tǒng)冷卻管靠近工具輪廓目前認(rèn)為是一種有效的解決方案。然而,冷卻管的幾何形狀限制因在鉆井和約束也應(yīng)放置導(dǎo)管盡可能在盡可能的靠近但足以有效的冷卻遠(yuǎn)離工具輪廓,以避免任何塑性變形在熱成形工藝的工具。保證滿意繪制部分的特點(diǎn),整個(gè)活躍部位，該工具(沖壓、模具、壓邊及解決沖床)需要設(shè)計(jì)冷卻充分。
3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1優(yōu)化的進(jìn)化算法
圖3為每個(gè)工具的優(yōu)化程序。為優(yōu)化程序設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)呈現(xiàn)在圖3。在這個(gè)過(guò)程中,冷卻在每個(gè)通道可優(yōu)化工具通過(guò)具體的進(jìn)化算法(EA),這是在發(fā)達(dá)的ISF(Institut Fertigung皮毛Spannende多特蒙德,大學(xué)德國(guó)),為優(yōu)化注塑工具適用于設(shè)計(jì)和冷卻系統(tǒng)在熱沖壓件工具[3、4]。作為約束條件進(jìn)行優(yōu)化,可得到的大小的連接器和插座,最低的墻以及nonintersection厚度的鉆孔因素也被考慮在內(nèi)。反推最小距離冷卻風(fēng)管和卸之間/裝載工具輪廓(a / x)和最小距離冷卻管(s)通過(guò)有限元分析確定。參數(shù)的冷卻系統(tǒng)如通道的數(shù)量(一根鏈條上的序貫孔),鉆孔每通道和直徑的孔洞每個(gè)工具組件也提供作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)的優(yōu)化。這些輸入?yún)?shù)可從現(xiàn)有的設(shè)計(jì)通過(guò)有限元模擬指南或。基于輸入初始解生成隨機(jī)參數(shù)通過(guò)EA或手動(dòng),由用戶。從初始解,EA創(chuàng)造新的解決方案經(jīng)過(guò)重組的電流修改他們的解決方案和隨機(jī)的。定義了隨后被用于約束的校正生成的解決方案和消除作廢的解決方案。所有的生成方案最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行有效的冷卻率和均勻冷卻。最后,最好的解決辦法為優(yōu)化冷卻通道選擇對(duì)選定的工具組件
3.2冷卻通道的優(yōu)化
在我們的研究,選定的管的直徑對(duì)8毫米和12mm 8毫米,12mm沖床、毫米到16毫米之間死亡,8毫米和10毫米反凸模和8毫米為空白持有人。EA是用于儲(chǔ)放冷卻通道根據(jù)給定的輸入翻案和約束條件每個(gè)工具組件。優(yōu)化后的型材的8毫米直徑的渠道,為管道在圖4。
4最佳冷卻系統(tǒng)的評(píng)價(jià)
冷卻通道的渠道設(shè)計(jì)產(chǎn)生EA每個(gè)工具組件以不同的孔直徑和其冷卻性能進(jìn)行了評(píng)估,采用鐵模擬。
4.1熱學(xué)分析
在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)階段的熱沖壓件工具,這是很重要的,估計(jì)熱沖壓工藝定性和定量地在很短的時(shí)間經(jīng)濟(jì)制造的工具。為了這個(gè)目的,兩個(gè)瞬態(tài)熱模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行利用ABAQUS /標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)隱式方法。在這個(gè)分析1.2379曾被選為鋼的刀具材料。這仿真模型包含4工具組件:沖床,死亡,壓邊和反拳。如表1所,選擇與優(yōu)化組合的零件冷卻通道的方法。V1是這種變體組合優(yōu)化工具和小冷卻風(fēng)管直徑大,而變種冷卻風(fēng)管。V2直徑。表1:設(shè)計(jì)工具的組合進(jìn)行有限元分析。摘要為了代表一系列生產(chǎn)流程,一個(gè)循環(huán)數(shù)的熱沖壓的過(guò)程模擬為一個(gè)周期傳熱分析。圖5的表明有限元模型包括邊界conditionsFigure 5:有限元模型和邊界條件。這種熱成形工藝的部分的樣機(jī)這樣的設(shè)計(jì)周期時(shí)間是30秒。在一個(gè)周期內(nèi),沖壓運(yùn)動(dòng)的形成需要3秒,這種工具關(guān)閉了17秒的空白,它可以使淬火另一個(gè)10秒開(kāi)發(fā)工具和定位的下一步空白的工具。然而,在這種熱分析運(yùn)動(dòng)和變形工具坯料的卻沒(méi)有考慮到減少了計(jì)算量。因此,只有進(jìn)行了傳熱分析是在一個(gè)封閉的工具。在熱分析、淬火過(guò)程耗時(shí)的地方2017秒秒來(lái)代替,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)沖壓不考慮。假定空白有一個(gè)最初的穩(wěn)態(tài)溫度(Tb,0°C)由于850從950°C冷卻免費(fèi)在轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)境。最初的工具的溫度(Tt,0)假設(shè)為20°C在第一個(gè)周期和變化周期周期。冷卻介質(zhì)的溫度(Tc)假設(shè)為室溫。邊界的旁邊條件、材料性能的熱沖壓和模具冷卻的工藝要求從熱拉伸試驗(yàn),獲得了LFT舉辦(Lehrstuhl皮毛Fertigungstechnologie,大學(xué)Erlangen-Nurnberg、德國(guó)),和他在一起共同研究在熱沖壓被帶領(lǐng)[2]。在分析中,對(duì)流從空白和工具的環(huán)境(他),辦理在每一個(gè)工具,對(duì)流從工具融入到冷卻通道(hc)和傳熱熱空白是considered. c)工具(Here,??c,是the(CHTC接觸傳熱系數(shù)),描述了熱通量的數(shù)量從毛坯到工具。這通常取決于系數(shù)之間的差距的工具和d空白和接觸壓力p .它增加通常是作為接觸壓力的增加而增加。然而,在熱分析了CHTC壓力是無(wú)效的,依賴但是差距是使用相關(guān)系數(shù)。CHTC是假設(shè)為5000W°C / m2在零距離之間的空白和工具(缺口)和保持常數(shù),直到差距的增加而增加超越批判價(jià)值。
4.2 機(jī)械分析
仿真與傳統(tǒng)熱成形是不同的板料成形過(guò)程模擬,其中的分布規(guī)律在溫度或壓力的工具被忽視。為快速又簡(jiǎn)單的方法去分析熱成形工藝的工具與空白被建成有殼單元在其他的研究[5,6]。在這些研究中,研究溫度可能是分布式沿厚度的殼元素和用戶自定義函數(shù)的溫度,但這件工具是內(nèi)溫度不考慮。同時(shí),在仿真模型的加熱,在一系列的工具熱沖壓過(guò)程不被考慮。此外,殼模型,對(duì)接觸熱的問(wèn)題只是足夠于相對(duì)較短的接觸時(shí)間[6]。因此,我們?cè)谘芯抗ぞ吆涂瞻着c體積元模擬仿制的順序的在一系列的傳熱過(guò)程。熱力的進(jìn)行仿真是ABAQUS /顯性。在熱分析、比較,整個(gè)形成和淬火工藝是仿制,而動(dòng)態(tài)溫度和應(yīng)力響應(yīng)的工具進(jìn)行了模擬接觸熱利用空白time-temperature依賴流動(dòng)應(yīng)力曲線。熱更準(zhǔn)確地表達(dá)了轉(zhuǎn)會(huì)應(yīng)該使用在接觸壓力CHTC場(chǎng)所依賴改變?cè)谛纬蛇^(guò)程。此外,氣溫依賴的熱導(dǎo)率和比熱也會(huì)考慮。然而,在通過(guò)熱分析,為號(hào)元素的增加,鐵的復(fù)雜性問(wèn)題顯著的增加。在傳統(tǒng)的成形有限元模擬提出了一種自適應(yīng)網(wǎng)格可以通常用來(lái)閑了仿真時(shí)間,來(lái)獲得更多的精確解接觸面積。然而,自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化在計(jì)算在熱力不穩(wěn)定的原因分析。因此,一個(gè)雅致的網(wǎng)格更高的沖壓速度被認(rèn)為是減少模擬時(shí)間。傳熱系數(shù)的結(jié)垢因此,獲得相同的熱通量[7]。
江 陰 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)教學(xué)手冊(cè)
機(jī)電工程系
系
模具設(shè)計(jì)與制造
專業(yè)
12模具1
班
學(xué)生姓名
徐熔濤
設(shè)計(jì)(論文)題目
扣環(huán)沖壓模具的設(shè)計(jì)
專 題
同課題學(xué)生
指導(dǎo)老師
沈杏林
職稱
副教授
工作單位
江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院
指導(dǎo)老師
朱國(guó)興
職務(wù)
副總經(jīng)理
工作單位
江陰恒鼎特鋼股份有限公司
系指導(dǎo)小組組長(zhǎng)
龐曉琛
校指導(dǎo)委員會(huì)主任
張慶堂
起止時(shí)間：
2014
年
9
月至
2014
年
12
月
設(shè)計(jì)(論文)題目：扣環(huán)沖壓模具的設(shè)計(jì)
專題:
課題簡(jiǎn)介（主要介紹課題的來(lái)源、性質(zhì)及目的意義）：
研究背景：本課題主要對(duì)扣環(huán)的繪制和設(shè)計(jì), 而扣環(huán)用于生活中各種重要的物件上，使我們?cè)谏钪邢硎芰酥T多方便。
意義：綜合運(yùn)用自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和鍛煉自己解決實(shí)際問(wèn)題的能力、提高自己的動(dòng)手能力及獨(dú)立完成課題的能力，通過(guò)反復(fù)的思考于推敲，不斷的完善，使自己充分掌握模具制造和設(shè)計(jì)的基本流程和方法，為以后的工作打下基礎(chǔ)。
設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)的主要內(nèi)容(主要說(shuō)明基本條件、設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法、思路或構(gòu)想及主要成果)：
設(shè)計(jì)方案：
1取得必要的資料，并分析零件的沖壓工藝性 2確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式 3進(jìn)行必要的工藝計(jì)算 4模具總體設(shè)計(jì) 5模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 選擇沖壓設(shè)備 7繪制模具總圖 8繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 9編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 10總結(jié)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果（主要指實(shí)物、圖紙、圖畫(huà)、論文、論著和調(diào)研報(bào)告等作品以及任務(wù)書(shū)、說(shuō)明書(shū)）的主要要求：
目標(biāo)：通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化自己的專業(yè)知識(shí)與CAD、Pro/E等繪圖軟件的使用，學(xué)會(huì)獨(dú)自分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)提高自己的實(shí)際操作能力，為就業(yè)打好基礎(chǔ)。
基本內(nèi)容：落料沖孔折彎復(fù)合模一套，圖幅量3張0#圖紙，說(shuō)明書(shū)1份，字?jǐn)?shù)8000或30頁(yè)以上。
重點(diǎn)與難點(diǎn)：沖壓工藝的分析與模具裝配圖的繪制，說(shuō)明書(shū)規(guī)范的編寫(xiě)。
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：沖壓工藝方案的優(yōu)化。
研究的可行性：在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，具有實(shí)踐意義。
參考文獻(xiàn)及資料等:
[1]馬永林. 機(jī)構(gòu)與機(jī)械零件[M]. 高等教育出版社，1990
[2]柳耕慧. 公差配合與技術(shù)測(cè)量[M]. 高等教育出版社，1991
[3]姜書(shū)全. 機(jī)械原理與機(jī)械零件[M]. 高等教育出版社，1988
[4]隋明陽(yáng). 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.2
[5]徐灝. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986
學(xué) 生（簽名） 徐熔濤 2014 年 9 月 13 日
指導(dǎo)老師（簽名） 2014 年 9 月 13 日
表1：畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）任 務(wù) 書(shū)
江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開(kāi) 題 報(bào) 告
題 目 扣環(huán)沖壓模具的設(shè)計(jì)
姓 名 徐熔濤 學(xué) 號(hào) 12020316
系 部 機(jī)電工程系
專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造
指導(dǎo)教師 沈杏林 職 稱 副教授
2014年09月10日
說(shuō) 明
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作開(kāi)始之前，學(xué)生填寫(xiě)江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告。
2、學(xué)生要認(rèn)真填寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作在開(kāi)始之前所進(jìn)行的準(zhǔn)備工作和對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的整體構(gòu)思設(shè)計(jì)。指導(dǎo)教師要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的準(zhǔn)備和整體構(gòu)思做出評(píng)價(jià)。
3、本開(kāi)題報(bào)告的各部分內(nèi)容要完整，必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)，或按統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印所有簽字必須齊全。系部的工作檢查將以此作為主要依據(jù)。
4、本開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)完整后，與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一起交給指導(dǎo)教師，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考核的主要依據(jù)材料。
5、評(píng)定成績(jī)后，《江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告》與《江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)》要統(tǒng)一交到系辦公室。成績(jī)優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告、任務(wù)書(shū)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）由系部復(fù)制后，存到教務(wù)處實(shí)訓(xùn)科和學(xué)院檔案室各1份，其它由系部保存，以備檢查、評(píng)估。
江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目
扣環(huán)沖壓模具的設(shè)計(jì)
2、題目來(lái)源
（科研、生產(chǎn)、教學(xué)、其它）
本課題來(lái)源于實(shí)際生產(chǎn)
3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的研究背景和意義
研究背景：本課題主要對(duì)扣環(huán)的繪制和設(shè)計(jì), 而扣環(huán)用于生活中各種重要的物件上，使我們?cè)谏钪邢硎芰酥T多方便。
意義：綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和鍛煉自己解決實(shí)際問(wèn)題的能力、提高自己的動(dòng)手能力及獨(dú)立完成課題的能力，使自己充分掌握模具制造和設(shè)計(jì)的基本流程和方法，為以后的工作打下基礎(chǔ)。
4、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的目標(biāo)、基本內(nèi)容、重點(diǎn)與難點(diǎn)、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，研究的可行性
目標(biāo)：通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化自己的專業(yè)知識(shí)與CAD、Pro/E等繪圖軟件的使用，學(xué)會(huì)獨(dú)自分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)提高自己的實(shí)際操作能力，為就業(yè)打好基礎(chǔ)。
基本內(nèi)容：落料沖孔折彎復(fù)合模一套，圖幅量3張0#圖紙，說(shuō)明書(shū)1份，字?jǐn)?shù)8000或30頁(yè)以上。
重點(diǎn)與難點(diǎn)：沖壓工藝的分析與模具裝配圖的繪制，說(shuō)明書(shū)規(guī)范的編寫(xiě)。
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：沖壓工藝方案的優(yōu)化。
研究的可行性：在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，具有實(shí)踐意義。
5、主要參考資料及使用的原始資料（參考資料必須有著作、論文、網(wǎng)站和其它類，不得少于15冊(cè)）
著作類
[1]馬永林. 機(jī)構(gòu)與機(jī)械零件[M]. 高等教育出版社，1990
[2]柳耕慧. 公差配合與技術(shù)測(cè)量[M]. 高等教育出版社，1991
[3]姜書(shū)全. 機(jī)械原理與機(jī)械零件[M]. 高等教育出版社，1988
[4]隋明陽(yáng). 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.2
[5]徐灝. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986
[6]周勤芳. 公差與技術(shù)測(cè)量[M]. 上海：上海交通大學(xué)出版社，2004
[7]徐茂功. 公差配合與技術(shù)測(cè)量[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995
[8]諶康燾. 機(jī)械制圖（第三版)[M]. 上海：上海交通大學(xué)出版社，2004
[9]陳炎嗣. 多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社，2006
[10林清安. Pro/Engineer零件設(shè)計(jì)[M].高立圖書(shū)有限公司出版，2005
[11]何慶. 機(jī)械制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.10
[12]龔淮義.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第二版）[M]. 北京：高等教育出版社，1990
[13]范有發(fā).沖壓成型設(shè)備[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社,2001.7
[14]郭鐵良.模具制造工藝學(xué)[M].北京： 高等教育出版社,2002.7
[15]中國(guó)大百科全書(shū)編委會(huì). 中國(guó)大百科全書(shū).機(jī)械工程[M]. 北京：中國(guó)大百科全書(shū)出版社，1987
網(wǎng)站類
1.沖壓模具設(shè)計(jì)分析網(wǎng)www.hotmold.com/
2.中國(guó)國(guó)際模具網(wǎng)http://www.mouldintl.com/
3.中國(guó)制造網(wǎng)http://cn.made-in-china.com/
4.中華模具網(wǎng)http://www.mould365.com/index.shtml
5.設(shè)計(jì)聯(lián)盟網(wǎng)http://www.158mold.com/
6.DMS塑膠模具設(shè)計(jì)資料:無(wú)憂商務(wù)網(wǎng)：http://www.5ucom.com/downnew/mj/242871.sh
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）整體構(gòu)思設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的整體構(gòu)思（設(shè)計(jì)類：方案；論文類：提綱）
設(shè)計(jì)方案：
1取得必要的資料，并分析零件的沖壓工藝性 2確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式 3進(jìn)行必要的工藝計(jì)算 4模具總體設(shè)計(jì) 5模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 選擇沖壓設(shè)備 7繪制模具總圖 8繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 9編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 10總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要研究手段、方法（含學(xué)校實(shí)驗(yàn)室條件）
通過(guò)查找必要的資料，并通過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算，設(shè)計(jì)出符合標(biāo)準(zhǔn)的模具。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的進(jìn)度安排
第一階段 準(zhǔn)備工作 2014年06月01日～2014年08月30日
第二階段 方案調(diào)研 2014年09月01日～2014年09月15日
第三階段 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2014年09月16日～2014年12月15日
第四階段 畢業(yè)答辯 2014年12月16日～2014年12月25日
第五階段 資料歸檔 2014年12月26日～2014年12月30日
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：（對(duì)題目、深度、廣度、工作量、工作準(zhǔn)備的意見(jiàn)，對(duì)結(jié)果的預(yù)測(cè)、期待等）
該課題選題于企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品，難度適中，工作量適當(dāng)，課題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。課題己作充分調(diào)研和收集資料的準(zhǔn)備工作。研究的主要內(nèi)容和方法恰當(dāng)，進(jìn)度安排合理。
符合要求,同意開(kāi)題
指導(dǎo)教師簽字：沈杏林 2014年 9 月 15 日
專業(yè)指導(dǎo)小組意見(jiàn)：
符合要求,同意開(kāi)題
專業(yè)指導(dǎo)小組長(zhǎng)簽字：龐曉琛 2014年 9月 15 日
系指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn)：
符合要求,同意開(kāi)題
系畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)委員會(huì)主任簽字：周宏雷 2014年9 月 15 日
- 5 -
江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目 扣環(huán)沖壓模具的設(shè)計(jì)
姓 名 徐熔濤 學(xué) 號(hào) 12020316
系 部 機(jī)電工程系
專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造
指導(dǎo)教師 沈杏林 職 稱 副教授
摘 要
本課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)是沖裁、彎曲兩個(gè)基本工序及其模具的計(jì)算和設(shè)計(jì)，本課程設(shè)計(jì)在沖壓基本理論的基礎(chǔ)上，詳盡的針對(duì)沖裁模和彎曲模的設(shè)計(jì)原理、方法的應(yīng)用，還特別對(duì)沖裁、各類彎曲工藝及模具的設(shè)計(jì)計(jì)算。本文介紹的模具實(shí)例結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，使用方便可靠，首先根據(jù)工件圖算工件的展開(kāi)尺寸，在根據(jù)展開(kāi)尺寸算該零件的壓力中心，材料利用率，畫(huà)排樣圖。根據(jù)零件的幾何形狀要求和尺寸的分析，采用復(fù)合模沖壓，這樣有利于提高生產(chǎn)效率，模具設(shè)計(jì)和制造也相對(duì)于簡(jiǎn)單。當(dāng)所有的參數(shù)計(jì)算完后，對(duì)磨具的裝配方案，對(duì)主要零件的設(shè)計(jì)和裝配要求技術(shù)要求都進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：沖裁；沖壓 ；設(shè)計(jì)；彎曲
目 錄
1 緒論………………………………………………………………………………..1
2 沖裁彎曲件的工藝設(shè)計(jì)…………………………………………………………..1
3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式………………………………………………..2
4 模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算………………………………………………………………..3
4.1 計(jì)算毛坯尺寸 …………………………………………………………...…..3
4.2 排樣、計(jì)算條料寬度及距的確定……………………………………….......5
4.2.1 搭邊值的確定…………………………………………………… …….5
4.2.2 條料寬度的確定………………………………………………..............7
4.2.3 到料板間距的確定……………………………………………………..7
4.2.4 排樣……………………………………………………………………..8
4.2.5 材料利用率的計(jì)算……………………………………………………..8
5 沖裁力的計(jì)算……………………………………………………………………10
5.1 計(jì)算沖裁力的公式………………………………………………………….10
5.2 總的沖裁力、卸料力、推件力、頂件力、彎曲力和總的沖壓力……….11
5.2.1 總的沖裁力……………………………………………………………11
5.2.2 卸料力FQ的計(jì)算……………………………………………………..12
5.2.3 推料力FQ1的計(jì)算……………………………………………………12
5.2.4 頂件力FQ2的計(jì)算………………………………………………….....12
5.2.5 彎曲力FC的計(jì)算……………………………………………………...13
5.2.6 總沖壓力的計(jì)算……………………................................................. ..14
6 模具壓力中心與計(jì)算............................................................................................14
7 沖裁間隙的確定…………………………………………………………………15
8 刃口尺寸的計(jì)算…………………………………………………………………16
8.1 刃口尺寸計(jì)算的基本原則………………………………………………….16
8.2 刃口尺寸的計(jì)算…………………………………………………………….17
8.3 計(jì)算凸、凹模刃口的尺寸………………………………………………….18
8.4 沖裁刃口高度……………………………………………………………….21
8.5 彎曲部分刃口尺寸的計(jì)算………………………………………………….21
8.5.1 最小彎曲半徑…………………………………………………………21
8.5.2 彎曲部分工作尺寸的計(jì)算……………………………………………22
9 模具總的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………25
9.1 模具類型的選擇…………………………………………………………….25
9.2 定位方式的選擇…………………………………………………………….25
9.3 卸料方式的選擇…………………………………………………………….25
9.4 導(dǎo)向方式的選擇…………………………………………………………….25
10 主要零部件的設(shè)計(jì)……………………………………………………………..26
10.1 工作零件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………...26
10.1.1 凹模的設(shè)計(jì)…………………………………………………………26
10.1.2 凸凹模的設(shè)計(jì)………………………………………………………27
10.1.3 外形 凸模的設(shè)計(jì)………………………………………………… ..27
10.1.4 內(nèi)孔凸模的設(shè)計(jì)……………………………………………………28
10.1.5 彎曲凸模的設(shè)計(jì)……………………………………………………28
10.2 卸料部分的設(shè)計(jì)…………………………………………………………...29
10.2.1 卸料板的設(shè)計(jì) ……………………………………………………..29
10.2.2 卸料彈簧的設(shè)計(jì)…………………………………………………....29
10.3 定位零件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………...31
10.4 模架及其他零部件的設(shè)計(jì)………………………………………………...31
10.4.1 上下模座…………………………………………………………....31
10.4.2 模柄………………………………………………………………....32
10.4.3 模具的閉合高度…………………………………………………....32
11 模具總裝圖……………………………………………………………………..33
12 壓力機(jī)的選擇 …………………………………………………………………33
總結(jié)…………………………………………………………………………………..34
致謝…………………………………………………………………………………..35
參考文獻(xiàn)......................................................................................................................36
附錄…………………………………………………………………………………..37
2 扣環(huán)的工藝分析
沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒(méi)有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒(méi)有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
圖2—1 零件圖
如圖2—1所示零件圖。
生產(chǎn)批量：大批量;
材料： LY21
該材料，經(jīng)退火及時(shí)效處理，具有較高的強(qiáng)度、硬度，適合做中等強(qiáng)度的零件。
尺寸精度：零件圖上的尺寸除了1個(gè)孔的定位尺寸標(biāo)有偏差外，其他的形狀尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由尺寸，可安IT14級(jí)確定工件的公差。
表1.2部分標(biāo)準(zhǔn)公差值（GB/T1800.3—1998）
公差等級(jí)
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT13
IT14
IT15
基本尺寸
/μm /mm
＞3～6
8
12
18
30
48
75
0.12
0.18
0.30
0.48
＞6～10
9
15
22
36
58
90
0.15
0.22
0.36
0.58
＞10～18
11
18
27
43
70
110
0.18
0.27
0.43
0.70
＞18～30
13
21
33
52
84
130
0.21
0.33
0.52
0.84
＞30～50
16
25
39
62
100
160
0.25
0.39
0.62
1.00
＞50～80
19
30
46
74
120
190
0.30
0.46
0.74
1.20
＞80～120
22
35
54
87
140
220
0.35
0.54
0.87
1.40
經(jīng)查公差表，各尺寸公差為：?30 +0.30 7 0-0.36 17 0-0.43 120-0.43
工件結(jié)構(gòu)形狀：制件需要進(jìn)行落料、沖孔、彎曲三道基本工序，尺寸較小。
結(jié)論：該制件可以進(jìn)行沖裁
制件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證磨具的復(fù)雜程度和模具的壽命。
3 確定工藝方案及模具的結(jié)構(gòu)形式
根據(jù)制件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔、彎曲三道基本工序，按其先后順序組合，可得如下幾種方案;
(1) 落料——彎曲——沖孔；單工序模沖壓
(2) 落料——沖孔——彎曲；單工序模沖壓。
(3) 沖孔——落料——彎曲；連續(xù)模沖壓。
(4) 沖孔——落料,然后進(jìn)行彎曲；復(fù)合模沖壓。
方案（1）（2）屬于單工序模沖裁工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)
完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。由于此制件生產(chǎn)批量大，尺寸又較這兩種方案生產(chǎn)效率較低，操作也不安全，勞動(dòng)強(qiáng)度大，故不宜采用。
方案（3）屬于連續(xù)模，是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的模具。于制件的結(jié)構(gòu)尺寸小，厚度小，連續(xù)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又因落料在前彎曲在后，必然使彎曲時(shí)產(chǎn)生很大的加工難度，因此，不宜采用該方案。
方案（4）屬于復(fù)合沖裁模，復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具。采用復(fù)合模沖裁，其模具結(jié)構(gòu)沒(méi)有連續(xù)模復(fù)雜，生產(chǎn)效率也很高，又降低的工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，所以此方案最為合適。
根據(jù)分析采用方案（4）復(fù)合沖裁。
4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 模具類型的選擇
???? ?由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為復(fù)合模。
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)方向采用導(dǎo)料銷，有側(cè)壓裝置?？刂茥l料的送進(jìn)步距采用導(dǎo)正銷定距。
4.3卸料方式的選擇
? 因?yàn)楣ぜ虾駷?.2mm，相對(duì)較薄，卸料力不大，故可采用彈性料裝置卸料。
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，該復(fù)合模采用對(duì)角導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
5 模具設(shè)計(jì)工藝計(jì)算
5.1計(jì)算毛坯尺寸
相對(duì)彎曲半徑為：R/t=6/1.2=5>0.5
式中：R——彎曲半徑（mm）
t——材料厚度（mm）
由于相對(duì)彎曲半徑大于0.5，可見(jiàn)制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應(yīng)該先
求變形區(qū)中性層曲率半徑β（mm）。
β=r0+kt 公式(5—1)
式中：r0——內(nèi)彎曲半徑
t——材料厚度
k——中性層系數(shù)
表5—1 板料彎曲中性層系數(shù)
r0/t
0.1
0.2
0.25
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
1.O
K1(V)
0.30
0.33
0.35
0.36
0.37
0.38
0.39
0.41
0.42
K2(U)
0.23
0.29
0.31
0.32
0.35
0.37
0.38
0.40
0.41
K3(O)
—
—
—
—
—
0.72
0.70
0.67
0.63
r0/t
1.2
1.5
1.8
2
3
4
5
6
8
K1(V)
0.43
0.45
0.46
0.46
0.47
0.48
0.48
0.49
0.50
K2(U)
0.42
0.44
0.45
0.45
0.46
0.47
0.48
0.49
0.50
K3(O)
0.49
0.56
0.52
0.50
查表5—1，K=0.45
根據(jù)公式5—1 β= r0+kt
=0.38+0.45X1.2
=4.34（mm）
根據(jù)零件圖上得知，圓角半徑較大（R>0.5t），彎曲件毛坯的長(zhǎng)度
公式為：
LO=∑L直+ ∑L彎 公式（5—2）
式中： LO——彎曲件毛坯張開(kāi)長(zhǎng)度 （mm）
∑L直 ——彎曲件各直線部分的長(zhǎng)度 （mm）
∑L彎——彎曲件各彎曲部分中性層長(zhǎng)度之和（mm）
在圖5—1中： A= 公式（5—3）
COS∠P=(RA+RC-B)/(RA+RC) 公式（5—4）
RA=3.8+0.6=4.4 （mm） RC=1.2+0.6=1.8（mm） B=3.8（mm）
根據(jù)公式5—3 A=
=2×3.8(4.4+1.8)-3.82
≈5.6（mm）
根據(jù)公式5—4 COS∠P= (RA+RC-B)/(RA+RC)
= ( 4.4+1.6-3. 8)/(4.4+1.6)
= 0.367
則 ∠P=carCOS0.367=68.47。
2∠P=2×68.47。=136.94。
根據(jù)公式5—2 ∑L直=L總長(zhǎng)-2A
=20-2×5.6
=8.8（mm）
∑L彎=2πβ（∠P／180+∠P／180）
=2×3.14×4.34×(68.47/180+68.47/180)
=42.7（mm）
LO =∑L直+ ∑L彎
=51.5（mm）
取LO=51.5（mm）
根據(jù)計(jì)算得：工件的展開(kāi)尺寸為51.5×7（mm）,如圖4—2所示。
圖5—2 尺寸展開(kāi)圖
5.2排樣、計(jì)算條料寬度及步距的確定
5.2.1搭邊值的確定
排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ鳌?
搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。
表5—2 搭邊a和a1數(shù)值
表5.1搭邊值和側(cè)邊值
材料厚度t
手動(dòng)送料
自動(dòng)送料
圓形
非圓形
往復(fù)送料
a
a1
a
a1
a
a1
a
a1
1以下
1.5
1.5
2
1.5
3
2
1～2
2
1.5
2.5
2
3.5
2.5
3
2
2～3
2.5
2
3
2.5
4
3.5
3～4
3
2.5
3.5
3
5
4
4
3
4～5
4
3
5
4
6
5
5
4
5～6
5
4
6
5
7
6
2.0
5
該制件是矩形工件，根據(jù)尺寸從表4—2中查出：兩制件之間的搭邊值a1=1.2（mm）,側(cè)搭邊值a=1.5(mm)。
由于該制件的材料使LY21—Y（硬鋁），所以兩制件之間的搭邊值為：
取a1=2(mm)
取a=2.5(mm)
5.2.2條料寬度的確定
計(jì)算條料寬度有三種情況需要考慮；
有側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。
無(wú)側(cè)壓裝置時(shí)條料的寬度。
有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。有定距側(cè)刃時(shí)條料的寬度。
有側(cè)壓裝置的模具，能使條料始終沿著導(dǎo)料板送進(jìn)。
條料寬度公式：
B=（D+2a） 公式（5—2）其中條料寬度偏差上偏差為0，下偏差為—△，見(jiàn)表4—3條料寬度偏差。
D ——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。
a——側(cè)搭邊值。
查表4—3條料寬度偏差為0.15
根據(jù)公式4 —1 B=（D+2a）
=（51.5+2×2.5）0-0.1
=56.50-0.1
表5—3 條料寬度公差(mm)
條料寬度
B/mm
材料厚度t/mm
～0.5
>0.5～1
>1～2
～20
0.05
0.08
0.10
>20～30
0.08
0.10
0.15
>30～50
0.10
0.15
0.20
5.2.4 排樣
根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對(duì)排、混合排、多排等多重形式。
采用少、無(wú)廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一次沖程獲得多個(gè)制件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力，但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差的影響，所以模具沖裁件的公差等級(jí)較低。同時(shí)，因模具單面受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具的磨損，降低模具的壽命，而且也直接影響到?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量。
5.2.5材料利用率的計(jì)算：
沖裁零件的面積為：通過(guò)測(cè)量得到S=353.16mm2
沖裁零件的周長(zhǎng)為：L=126.35 mm
一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為：
n11=(nF/Bh)×100%
n為一個(gè)步距內(nèi)沖件的個(gè)數(shù)。
n11=(nF/Bh)×100%
=81.96%
圖5—3 排樣圖
6 沖裁力的計(jì)算
6.1計(jì)算沖裁力的公式
計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(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)算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力F p一般可以按下式計(jì)算：
Fp=KptLτ 公式（6—1）
式中 τ——材料抗剪強(qiáng)度，見(jiàn)附表（MPa）；
L——沖裁周邊總長(zhǎng)（mm）；
t——材料厚度（mm）;
系數(shù)Kp是考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均），潤(rùn)滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置的安全系數(shù)Kp，一般取1~3。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度r時(shí)，可以用抗拉強(qiáng)度σb代替τ，而取Kp=1的近似計(jì)算法計(jì)算。
根據(jù)常用金屬?zèng)_壓材料的力學(xué)性能查出LY21—Y的抗剪強(qiáng)度為280～310(MPa)，
取τ=300(MPa)
6.2 總沖裁力、卸料力、推料力、頂件力、彎曲力和總沖壓力
由于沖裁模具采用彈壓卸料裝置和自然落料方式?？偟臎_裁力包括
F——總沖壓力。
Fp——總沖裁力。
FQ——卸料力
FQ1——推料力。
FQ2——頂件力
FC——彎曲力
根據(jù)常用金屬?zèng)_壓材料的力學(xué)性能查出LY21—Y的抗剪強(qiáng)度為280～310(MPa )
6.2.1 總沖裁力：
Fp=KptLτ
=1×1.2×126.35×300
=45.486(KN)
表6—5 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)
料厚t/mm
Kx
Kt
Kd
鋼
≤0.1
＞0.1~0.5
＞0.5~0.25
＞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
鋁、鋁合金
純銅，黃銅
0.025~0.08
0.02~0.06
0.03~0.07
0.03~0.09
對(duì)于表中的數(shù)據(jù)，后的材料取小直，薄材料取值。
6.2.2 卸料力FQ的計(jì)算
FQ=Kx Fp 公式(6—2)
K——卸料力系數(shù)。
查表6—5得KＸ＝0.025~0.08，取KＸ＝0.08
根據(jù)公式6—2 FQ=KＸ Fp
＝0.08×45.486
＝3.638(KN)
6.2.3推料力FQ1的計(jì)算
FQ1=KtFp 公式(6—3)
Kt——推料力系數(shù)。
查表6—5得Kt＝0.03~0.07, 取Kt=0.07
根據(jù)公式6—3 FQ1=KtFp
=0.07×45.486
≈3.18(KN)
6.2.4頂件力FQ2的計(jì)算
FQ2=KdFp 公式(6—4)
Kd——頂件力系數(shù)。
查表6—5得Kd＝0.03~0.07, 取Kt=0.07
根據(jù)公式6—4 FQ2=KdFp
=0.07×45.486
≈3.18(KN)
6.2.5彎曲力FC的計(jì)算
影響彎曲力大小的基本因素有變形材料的性能和質(zhì)量；彎曲件的形狀和尺寸；模具結(jié)構(gòu)及凸凹模間隙；彎曲方式等，因此很難用理論的分析法進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。實(shí)際中常用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行慨略計(jì)算，以作為彎曲工藝設(shè)計(jì)和選擇沖壓設(shè)備的理論。
?形彎曲件的經(jīng)驗(yàn)公式為：
Fu=0.7KBt2σb/γ+t 公式(6—5)
Fu——沖壓行程結(jié)束時(shí)不校正時(shí)的彎曲力。
B——γ彎曲件的寬度（mm）。
t——彎曲件的厚度（mm）。
γ——內(nèi)彎曲半徑（等于凸模圓角半徑）（mm）。
σb——彎曲拆料的抗拉強(qiáng)度(MPa)(查機(jī)械手冊(cè)σb=400(MPa)。
K——安全系數(shù)，一般取1.3.
根據(jù)公式6—5 Fu=0.7KBt2σb/(γ+t)
=0.7×1.3×25×1.22×400/(5+1.2)
=21.45(KN)
對(duì)于頂件或壓料裝置的彎曲模，頂件力或壓料力可近似取彎曲力的30%～80%。
F壓=80% Fu
=80%×21.45
=17.159(KN)
彎曲力: FC= Fu+ F壓
=21.45+17.15
=38.6(KN)
6.2.6總的沖壓力的計(jì)算
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)總的沖壓力： F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC
F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC
=108.03(KN)
根據(jù)總的沖壓力，初選壓力機(jī)為：開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J23—25。
7 模具壓力中心與計(jì)算
模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點(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)大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。
模具的壓力中心，可安以下原則來(lái)確定：
1、對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。
2、工件形狀 相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。
3、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)的坐標(biāo)位置0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。
Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln
Yo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln
由于該零件是一個(gè)矩形圖形，屬于對(duì)稱中心零件，所以該零件的壓力中心在圖形的幾何中心O處。如圖6—1所示：
圖7—1 壓力中心
8 沖裁模間隙的確定
設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙Cmin，最大值稱為最大合理間隙Cmax。考慮到模具在使用過(guò)程中的磨損使間隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值Cmin。
沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽命而，但出現(xiàn)間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。
由于硬呂與中碳剛的間隙取值是一樣的，所以硬呂材料的間隙值與中碳剛的間隙取值一樣。
根據(jù)實(shí)用間隙表 8—1 查得材料的最小雙面間隙2Cmin=0.126mm，最大雙面間隙2Cmax=0.180mm
表8—1 沖裁模初始用間隙2c(mm)
材料
厚度
08、10、35、
09Mn、Q235
16Mn
40、50
65Mn
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
2Cmin
2Cmax
小于0.5
極小間隙
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.2
1.5
1.75
2.0
2.1
2.5
2.75
3.0
.3.5
4.0
4.5
5.5
6.0
6.5
8.0
0.040
0.048
0.064
0.072
0.092
0.100
0.126
0.132
0.220
0.246
0.260
0.260
0.400