L形板扣耳的沖壓成形工藝及模具設(shè)計【落料沖孔復合模、彎曲模含2副模具13張CAD圖帶卡片】

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共 29 頁 第 1 頁1 緒論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003 年我國模具生產(chǎn)廠點約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，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。進口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長 18%、32.4%和 45.9%。進出口之比 2004 年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達 13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(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， 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、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(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"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國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)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(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，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬美 共 29 頁 第 2 頁元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(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．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“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，商品化程度也低。目前國內(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)，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對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)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(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　國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(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)計制造中廣泛應用 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）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化； 9）研究和應用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 共 29 頁 第 3 頁10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、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法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國模具產(chǎn)值達 48 億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(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．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～ 30 萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70%以上，而我國才達到 45％。1.3　扣耳模具設(shè)計與制造方面1.3.1 扣耳模具設(shè)計的設(shè)計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作用下，將平板坯料進行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件 IT8～IT7 級精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用 IT7～IT6 級精度的高級沖裁模。只有加強沖裁件基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，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)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質(zhì)量。 共 29 頁 第 4 頁支撐件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過程很簡單就沖孔落料，可采用單工序模、復合模具或級進模具，根據(jù)計算的結(jié)果和選用的標準模架。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，只有從改變導柱和導套的高度。導柱和導套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長度決定．設(shè)計時可能高度出現(xiàn)誤差，應當邊試沖邊修改高度。1.3.2 扣耳沖孔落料彎曲件模具設(shè)計的進度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間 20 天；2.確定加工方案，所用時間 5 天；3.模具的設(shè)計，所用時間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時間 5 天。在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。2.整體零件的工藝性2.1 沖壓件工藝分析工件名稱：扣耳生產(chǎn)批量：大量材 料：Q235厚 度：1.5mm工件簡圖：如圖 1 所示 共 29 頁 第 5 頁圖 1 扣耳沖裁件材料為 Q235，是結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。分析此沖壓件的結(jié)構(gòu)可知，其結(jié)構(gòu)非對稱，由直線和圓弧構(gòu)成。零件的精度要求不高，選定 IT14 確定尺寸的公差。零件圖上未標注尺寸偏差，為自由尺寸。2.2 工藝方案的確定由零件的結(jié)構(gòu)圖 1 可知，在沖孔工序的時候孔邊距明顯小，因此要對孔邊距進行校核。對于帶空的彎曲件，若預先沖好的孔位于彎曲變形區(qū)內(nèi)，由于彎曲過程中材料的塑性流動，會使原有的孔發(fā)生變形，為此，空的位置應位于彎曲變形區(qū)外?？走呏翉澢€的距離與材料的厚度有關(guān)，一般應滿足一下條件：當 t<2mm 時，a≥t;當 t≥2mm 時，a≥2t；當 b＜25mm 時，a＞2.5t；當 b＞50mm 時，a＞3t；根據(jù)以上公式，已知 t=1.5mm，a=2，經(jīng)比較可知孔的位置位于彎曲變形區(qū)之外。該零件所需的沖壓工序為落料、沖孔和彎曲，根據(jù)其工序可擬定出一下幾種工藝方案：方案一：用簡單模具分三次加工，即落料、沖孔和彎曲。方案二：采用兩套模具，即一套落料沖孔復合模和一套彎曲模。方案三：采用落料、沖孔、彎曲級進模。若采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累積誤差大，操作不方便。方案二采用兩套模具，其中復合模的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復雜，由于零件結(jié)構(gòu)簡單，模具制造并困難。方案三，級進模雖然生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，欲保證沖裁件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導正銷導正，故模具制造安裝較復合模復雜。通過以上三種方案的比較分析該零件的沖壓生產(chǎn)方案二為佳。 共 29 頁 第 6 頁3.沖壓工藝計算3.1 排樣設(shè)計設(shè)計復合模時，首先要設(shè)計排樣圖。根據(jù)該零件的形狀特點，形狀簡單，采用直排材料的利用率并不算低，故此零件的排樣設(shè)計為直排。查最小工藝搭邊值表，確定搭邊值。兩側(cè)搭邊值各取 a=1.8mm,兩工件間的搭邊值為1.5mm。查表條料寬度偏差△＝0.5mm。計算條料寬度：B=26+1.8×2=29.6mm步距：S=32＋1.5=33.5mm計算沖壓件毛坯的面積：A=20 26+ =633mm??262材料利用率的計算： 共 29 頁 第 7 頁根據(jù)一般的市場供應情況，原材料選用 1000mm×2000mm×1.5mm 的冷軋薄鋼板。每板的條數(shù) n1=2000/29.6=67.57每條的工件數(shù)：n 2=1000/33.5=29.85每板的件數(shù)：n= n 1× n2=2016.96利用率： A/1000 2000=79%???排樣圖 2 如下：圖 2 排樣圖3.2 計算凸凹模刃口尺寸查表得間隙值 =0.240mm Z =0.132mmZmasmin3.2.1 沖孔凸凹模刃口尺寸的計算由于制件的結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以利用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。其凸凹模刃口尺寸計算如下：查表得凸凹模制造公差：=0.020mm =0.030mm凸?凹?校核：Z —Z =0.108mm 而 + =0.050mm 滿足 Z —Z + 的條件。maxin凸 凹 maxin?凸?凹查表得 IT14 級時候的磨損系數(shù) x=0.5按式 d =(d +x ) =(8+0.5 ) =8.15 mm凸 in?0凹??30.?2.?02.?d =( d + Z ) =(8.15+0.132) =8.282 mm凹 凸 mi凸?3.?3.?3.2.2 外形落料凸凹模刃口尺寸的計算對外形輪廓的落料，由于形狀復雜，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設(shè)備的精度的要求，其凸凹模刃口部分尺寸計算如下： 共 29 頁 第 8 頁當以凹模為基準件時，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此都屬于 A 類尺寸。工件圖中未標注尺寸查相關(guān)文獻得出其極限偏差 R6 ，2604.?073.?查表得磨損系數(shù) X 為 當 0.5 時，X=0.5??當 ＜0.5 時，X=0.75按式 A =（A —X ）jmax???4020 =（20—0.75 ） =9.69 mm凹 2.?2.5?105.?14 =（14—0.5 0.5） =13.75 mm凹 .0?2.26 =（26—0.5 =25.64 mm凹 ）73.73.25?183.0?R6 =（6—0.75 =5.7 mm凹 ）44.0?.落料凸模的基本尺寸與凹模的相同，分別為 19.69，13.75，25.64，5.7不必標注公差，但要在技術(shù)條件下注明，凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面間隙值 Z =0.132mmmin3.2.3 沖壓力的計算已知 t=1.5mm L =20 2+14 +20+2 =125.68mm450?b?落 ?2??6L =20 +8 =65.12mm沖 ?落料力 F =Lt =84.834KN F =Lt =43.956KN落 b孔 b?沖孔時的推件力 F =n K F推 ?推 孔取直口形刃口的凹模刃口形式，由表查得 h=6mm 則 n=h/t=4 個查表得 K =0.05推F =4 0.05 43.956=8.792KN推落料時的卸料力 F =K F卸 推 ?落查表得 K =0.03卸故 F =0.03 84.834=2.55KN卸總沖壓力 F = F + F + K + F =140.14KN總 落 孔 推 卸為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時的壓力機噸位比計算的沖壓力大 30%左右，即F =1.3 F =182.182KN總 '?總3.2.4 壓力中心的計算用分析法求模具的壓力中心的坐標，按比例畫出工件尺寸，選用坐標系 XOY，坐標 共 29 頁 第 9 頁如圖 3 所示。圖 3 壓力中心因工件左右對稱，即 X =0.故只需計算 Y 將工件周邊分成 L 、L 、L 、L 、LcC1234基本線段。求出各段長度的重心位置：5L =32mm Y =011L =37.68mm Y =6mm22L =28mm Y =19mm33L =20mm Y =26mm44L =65.12mm Y =6mm55Y = L Y + L Y + L Y + L Y + L Y / L + L + L + L + Lc1234512345=9.13mm 共 29 頁 第 10 頁4.模具總體設(shè)計根據(jù)上述分析，本零件的沖壓工藝包括沖孔和落料兩個工序，以為孔邊距較小，所以采用正裝復合膜，彈性的頂件裝置、卸料裝置對工件和條料起到壓平作用，沖裁精度高，模內(nèi)不會積聚工件或廢料，有利于減小凸凹模的最小壁厚。工件留在落料凹模內(nèi)，須在凹模孔設(shè)置推件塊，其中沖孔廢料從上?？滓觥Ｒ蚴谴罅可a(chǎn)，采用手動送料方式，由前往后送料。 共 29 頁 第 11 頁5.模具主要結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計5.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括以下幾個方面：5.1.1 落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計在落料凹模的內(nèi)部，由于需要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應采用直筒形刃口，查表得，取刃口高度 h=6mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。查表得，k=0.35即凹模高度 H=kb=0.5 26=13mm?凹模壁厚 C=1.5H=1.5 13=19.5mm凹模外型尺寸的確定：凹模外形長度 L=26+2 19.5=65mm?凹模外形寬度 B=32+2 19.5=71mm凹模整體尺寸標準化，取為 80mm 84mm 36mm5.1.2 沖孔凸模設(shè)計由于凸模為直線和圓弧組成的結(jié)構(gòu)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，為非圓行凸模，可設(shè)為直壁式，且它的外形尺寸較大，固定板的形孔加工較復雜，凸模固定板厚度取 28mm，凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定L=h +h =28+13=41mm（取 45mm）由于此凸模尺寸較大且長度小，凸 模 固 定 板 落 料 凹 模剛度和強度足夠，所無需對其進行強度校核。沖裁時，凸模進入凹模刃口 1mm。5.1.3 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計本模具為復合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如右圖所示：確定凸凹模安排在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。校核凸凹模的強度：查表得凸凹模的最小壁厚為 1.8mm，而凸凹模實際最小壁厚為 2mm，故復合強度要求， 。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模的尺寸配置，并保證雙面間隙為 0.132mm~0.240mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸 6mm 的公差，應比零件所標注的精度高 3~4 級，即定為（6 0.15）mm。?5.2 彈性元件的設(shè)計此沖壓模具的彈性元件選擇橡皮，橡皮允許承受的負荷較彈簧大，且安裝調(diào)試方便，在沖裁中被廣泛采用。 共 29 頁 第 12 頁平面尺寸按其所產(chǎn)生的壓力計算F=S q?所以 S= ，由此式可以求出 D，其中 F 為所需要的材料的卸料力為 2.55KNFD 橡皮的直徑，S 橡皮的橫截面積， q 與橡皮的壓縮量有關(guān)的單位，按橡皮的壓縮特性曲線選用查表得 q 為 0.02,求得 D 為 12mm橡皮的高度必須滿足工藝要求與模具結(jié)構(gòu)空間的要求，并考慮橡皮的壽命。橡皮最大壓縮量不宜超過自由高度 H 的 10%~45%,取 20%橡皮安裝在模具上，一般預先壓縮（10%~15%）H,取 10%。使預壓的壓力達到所需要的卸料力。壓縮工作行程為 H =25%H 工 作橡皮的自由高度為 H= H /25%工 作高度的校核：0.5 1.5?D式中 H=15mm，D 為 12mm 0.5 =1.25 1.5 符合要求。?5.3 模架的設(shè)計模架各零件標記如下：上模座：222mm 222mm 30mm?下模座：252mm 252mm 32mm導 柱：B35h5×182mm×30mm導 套：B35h6×81mm×42mm模 柄： 30mm 38mm??墊板厚度：114mm×84mm×6mm卸料板厚度：114mm×84mm×12mm凸凹模固定板厚度：15mm模具的閉合高度：170mm6、沖壓設(shè)備的選擇 共 29 頁 第 13 頁選擇型號為 JB23—100 的開式雙柱可頃壓力機能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：1000KN滑塊行程：130mm最大閉合高度：480mm最大裝模高度：380mm連桿調(diào)節(jié)長度：100mm工作臺尺寸（前后 左右）:710mm 1080mm??墊板尺寸（厚度 孔徑）：100mm 250mm模柄孔尺寸： 30mm 30mm?最大傾斜角度：30°7、彎曲模具的設(shè)計7.1 彎曲件的工藝分析 共 29 頁 第 14 頁此工件是典型的 L 型彎曲件，零件圖中的尺寸公差為未標注公差，在處理這類零件公差等級的時候均按 IT14 級要求。彎曲圓角半徑 R 為 1，大于最小彎曲半徑，其最小彎曲半徑為 r=0.6×1.5=0.9mm,故此件形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，可用彎曲工藝加工。7.2 工藝方案的確定該零件所需的沖壓工藝為彎曲，采用彎曲単工序模。7.3 彎曲工藝計算（1）彎曲件展開長度的計算由上個沖裁工序可知彎曲件的展開長度為 26mm。（2）彎曲模工作部分尺寸計算7.3.1 凸模圓角半徑由于工件的 R/t=1/1.5=0.67 較小，且 R 為 1mm 大于最小彎曲半徑 0.9mm，所以凸模圓角半徑為 1mm。7.3.2 凹模圓角半徑凹模圓角半徑 r 一般按材料厚度 t 來選取，因為材料厚度為 1.5mm，所以凹r =（2~3）t，故凹模圓角半徑取 r =3mm。凹 凹7.3.3 凹模工作部分深度的設(shè)計計算凹模工作部分的深度將板料的進模深度，同時也影響到彎曲件直邊的平行度，對工件的尺寸精度造成一定得影響。此彎曲件直邊高度 13mm，板厚 1.5mm，查表得凹模的底部最小厚度 h=4mm，因此，工作部分深度h =（13+4）mm=17mm。凹7.3.4 凸凹模間隙當工件精度要求不高或校正彎曲時候，生產(chǎn)中常采用調(diào)整凸凹模間隙的方法來解決工件回彈問題。設(shè)計彎曲模結(jié)構(gòu)時，把凹模做成可調(diào)式，由于凹模設(shè)計為可調(diào)，故也將模具的凸凹模間隙 初選為材料厚度 t，即2Z=1.5mm。2Z7.3.5 凸凹模橫向尺寸及公差工件標注外形尺寸時，以凹模為基準進行計算，間隙取在凸模上，查表得 =0.025m 凹?=0.020mm。凸?凹模橫向尺寸 共 29 頁 第 15 頁L =（L-0.75 ） =（15-0.75 0.6） mm=14.55 mm凹 ?凸??0?025.?025.?凸模橫向尺寸L =（L -Z ） =（14.55-2） mm=12.55 mm凸 凹 min0凸??02.?02.?7.3.6 彎曲件回彈值得計算小變形程度時，回彈大，先計算凸模圓角半徑，再計算凸模圓角;大變形程度時，卸載后圓角半徑變化小，僅考慮彎曲中心角的回彈變化。彎曲時，彎曲中心角為 90 ，?因此查相關(guān)手冊得回彈角為 3 .?7.3.7 彎曲力的計算L 形件彎曲時，彎曲力指的是壓力機完成預定的彎曲工序所需施加的壓力，是選擇壓力機和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一，算一必須進行計算，但要從理論上計算彎曲力是很復雜的，并且計算的值還不是十分的準確，因此，再生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗公式計算。Fz=0.6Kbt2§b/(r+t)式中： Fz——沖壓行程結(jié)束時自由彎曲的彎曲力（N）;K——安全系數(shù)，一般取 1.3；b——彎曲件寬度（mm）;t——彎曲件材料厚度（mm）;§b——彎曲件材料的抗拉強度（Mpa）;r——彎曲件的彎曲半徑（mm）;Fz=0.6 1.3 14 1.5 450 （1+1.5）=27.65KN?2?預件力 Fd 可近似取自由彎曲力的 30﹪～80﹪，即Fd=(30﹪～80﹪) Fz=(8.259~22.12)KN故取 Fd=22KN校正彎曲時校正彎曲力是在壓力機工作到下死點的位置，且校正力遠遠大于自由彎曲力（或接觸彎曲力） ，而在彎曲工作的過程中而這又不是同時存在的，因此查表得 共 29 頁 第 16 頁P=70Mpa,所以校正力 F 為：F=AP=20 14 2 70=39.3KN?7.4 初選壓力機⑴公稱壓力的選擇 選擇壓力機時，要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來確定，當施力行程較大時（50﹪～60﹪）F0﹥F,即沖壓時工藝力的總和不能大于壓力機公稱壓力的50﹪～60﹪，校正彎曲時，更要使額定壓力有足夠的富裕量。對于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力大的多的多，故頂件力可以忽略，但這里為了保險起見，在計算公稱壓力時還是將頂件力考慮進去。F0≥（1.2～1.3） （F+Fd）= （1.2～1.3） （ 39.3+ 22）=（1.2～1.3）61.3=73.56KN~79.69KN初選壓力機的公稱壓力為 100KN，即 J23——10 型。⑵行程次數(shù) 選擇用于彎曲的壓力機的行程次數(shù)主要考慮以下因素：① 考慮操作方式（進出料速度的快慢） ；② 彎曲時，金屬變形需要過程限制了行程次數(shù)的增加；③ 該件為小批量，不需要以較大形成來提高生產(chǎn)效率；⑶滑塊行程（S） 滑塊行程是指滑塊的最大運動距離，即曲柄旋轉(zhuǎn)一周上死點至下死點的距離，其值為曲柄半徑的兩倍。選擇用于彎曲的壓力計的滑塊行程主要考慮以下因素：① 要保證毛坯和工件的取出，應使滑塊的行程大于工件高度的兩倍；② 該件為小批量生產(chǎn)，不需要以限制行程來增加行程次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。 共 29 頁 第 17 頁⑷閉合高度 壓力計的閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離。① 壓力機的最高閉合高度可以通過調(diào)整連桿的長度來改變其大小，將連桿調(diào)至最短時閉合高度最大，稱之為最大閉合高度；將連桿調(diào)至最長時閉合高度最小，稱之為最小閉合高度。J23——10 型壓力機的最大閉合高度為 180mm。③ 當壓力機工作臺面上有墊板時，用壓力機的閉合高度減去墊板厚度就是壓力機的裝模高度；沒有墊板的壓力機，其裝模高度與閉合高度相等。其中模具的閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離。⑸工作臺面尺寸。壓力機工作臺尺寸應大于下模周界 50 mm～70mm, J23——10 型壓力機的工作臺尺寸（前后×左右）為 240mm×370mm，那么設(shè)計時模具的下模座（寬×長）不要超過 40mm×370mm。⑹模柄孔尺寸 直徑×深度為 φ30mm×35mm，那么設(shè)計時模具的模柄要與模柄孔尺寸匹配。其主要技術(shù)參數(shù)如下表 1。表 1公稱壓力/KN 100發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm 4滑塊行程/mm 45 共 29 頁 第 18 頁滑塊調(diào)節(jié)行程/mm 60/8標準行程次數(shù)(不小于)(次/min) 145(快速型)發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm 1.5(快速型)滑塊行程/mm 30(快速型)行程次數(shù)(不小于)(次/min) 300(最大閉合高度)固定臺和可傾/mm 180封合高度調(diào)節(jié)量/mm 35(標準型)滑塊中心到機身距離(吼深)/mm 130(標準型)工作臺尺寸(左右×前后)/mm 370×240(標準型)工作臺孔尺寸(左右×前后)/mm 180×90(標準型)工作臺孔尺寸(直徑)/mm 130(標準型)立柱間距離(不小于)/mm 180模柄孔尺寸(直徑×深度)/mm Ф30×50工作臺板厚度/mm 50床身最大傾斜角(°) 358、彎曲模的總體設(shè)計8.1 模具的類型選擇由沖壓工藝分析可知，采用單工序模，所以模具類型為單工序模具。8.2 定位方法的選擇因為該模具采用的是小條料，控制調(diào)料的送進方向采用定位銷定位和坯了外形定位，因為零件的尺寸精度要求不是很嚴格，此定位方法就可以滿足要求。 共 29 頁 第 19 頁8.3 頂件及出料方式的選擇因為工件的厚度為 1.5mm 相對較薄，力頂件也比較小，故可以采用彈性卸料裝置。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式及特點分析我們選擇采用前后送進坯料的后出料方式，可以提高生產(chǎn)效率.9.模具的裝配調(diào)試9.1 沖裁模的裝配調(diào)試要點（1）裝配 模架選擇好以后，裝配時需要對模架進行補充加工，然后進行凸模、模柄、凹模等進行裝配。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 共 29 頁 第 20 頁前應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模柄安裝在壓力機的滑塊上的，是模具的活動部分。下模部分被固定在壓力機的工作臺上，是模具的固定部分。模具工作的時，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，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，一般是先裝配模架，再進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)整過程中所受限制的情況來決定。如果上模部分的模具零件在裝配和調(diào)整時所受限制最大，則應先裝上模具的下模部分，并以它為基準調(diào)整下模部分的零件，保證凸、凹模配合間隙均勻。反之，則應先裝模具的下模部分，并以它為基準調(diào)整上模部分的零件。上、下模的裝配順序應根據(jù)的結(jié)構(gòu)來決定。對于無導柱的模具，凸、凹模的配合間隙是在模具安排到壓力機上時才進行調(diào)整，上、下模的裝配可以分別進行。9.2 調(diào)試1.模具閉合高度調(diào)整 模具應與沖壓設(shè)備配合好，保證模具應有的閉合高度和開啟高度。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.導向機構(gòu)的調(diào)試 導柱、導套要有好的配合精度，保證模具運動平穩(wěn)、可靠。9.3 沖裁模試沖時出現(xiàn)的問題及調(diào)整方法 表 2 共 29 頁 第 21 頁存在的問題 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大，○ 1使搭邊翻扭兩導料板之間的尺寸過小或有○ 2斜度減小凸模與卸料板之間的間○ 1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小○ 1凹模有倒錐度○ 2導正銷與預沖孔配合過緊，將○ 3沖件壓出凹陷更換頂料桿，增加與工件接○ 1觸面積修正凹?！?2制件有毛刺 刃口不鋒利或淬火硬度低○ 1配合間隙過小或過大○ 2間隙不均勻使沖件一邊有帶斜○ 3角的毛刺刃磨刃口，使其鋒利○ 1調(diào)整凸、凹模之間間隙，使○ 2其均勻一致刃口向肯 凸模、導柱等零件安裝不垂直○ 1凸、凹模相對位置沒對正○ 2卸料板的孔位不正確或彎斜使○ 3沖孔凸模位移導柱、導套配合間隙過大，使○ 4導向不正重裝凸?；?qū)е?，保持垂直?1調(diào)整凸凹模，使其對正并保○ 2證間隙均勻修正或更換卸料板○ 3更換導柱或?qū)住?4卸料不正常 凹模與下模座的漏料孔沒有對○ 1正，料被堵死而排不出來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正銷尺寸過小○ 1導料板與凹模送料中心線不平○ 2行，使孔偏斜擋料塊位置不正○ 3更換導正銷○ 1修正導料板○ 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，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度，使沖下的制件盡快漏下 共 29 頁 第 22 頁制件產(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小○ 2減小凸、凹模之間的間隙○ 3增加校正力或使校正力集中○ 4在角部變形區(qū)制件表面有擦傷凹模的內(nèi)壁和圓角處表面不光、○ 1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，在○ 1凹?；蛲鼓５墓ぷ鞅砻驽冇层t厚 0.01-0.03mm.將凹模進行化學處理○ 2制件不平 壓料力不足○ 1 增加壓料力，最好校正一下○ 1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將板料退火后再彎曲變形或○ 2改變落料的排樣將板料進行退火處理○ 3U 形件左右高度不一致凹模的圓角半徑左、右兩邊加○ 1工不一致定位不穩(wěn)定或定位位置不準○ 2壓料不牢○ 3凹、凸模左右兩邊間隙不均勻○ 4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○ 49.4 裝配其他零件并試模上模安裝頂桿，頂件塊，檢查打料機構(gòu)工作的可靠性。頂件塊在最低位置時，應突出凸凹模刃口 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)計指定的壓力機上，裝配好的模具進行試沖。試模時重點檢查打料機構(gòu)和頂出機構(gòu)的動作是否及時、可靠。每一次沖壓后，上模隨壓力機上行到上死點時，條料和頂出的工件都應該出現(xiàn)在下模凹模工作面上，以便及時清除。裝配后應保證間隙均勻，落料凹模刃口面應高出沖孔凸模工作端面 2mm. 共 29 頁 第 23 頁10. 模具裝配圖 共 29 頁 第 24 頁圖 4 扣耳沖孔落料復合模 共 29 頁 第 25 頁圖 5 扣耳彎曲單工序模 共 29 頁 第 26 頁結(jié)束語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)計算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應的壓力機。本設(shè)計主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計，需要計算凸凹模的間隙、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)計繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。彎板沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，但是其尺寸相對較大不適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長度，因此需要改變上、下模座的長度，以達到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應的簡化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護。彎板沖孔落料模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合格的模具設(shè)計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學習新知識新技術(shù)，樹立終身學習的觀念，把理論知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟的騰飛做出應有的貢獻。 共 29 頁 第 27 頁致 謝首先我衷心地感謝我的導師于智宏老師，她仔細審閱了我設(shè)計的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多寶貴的建設(shè)性建議。于老師淵博的學識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，特別是遇到困難時，她給了我極大的鼓勵和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！感謝母校——河南機電高等?？茖W校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可親可敬的老師和團結(jié)友愛的同學，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！衷心祝愿我們的學校和我們所有的師生都能青春永駐！活力無限！步步登高！參 考 文 獻[1]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造[M].北京：高等教育出版社，2006 共 29 頁 第 28 頁[2]王孝培主編.沖壓手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004[3]許發(fā)樾主編.實用模具設(shè)計與制造手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000[4]翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版.2005[5]翟德梅主編.金屬與塑料成型機械[M].河南機電高等?？茖W校 2005[6 楊占堯主編.沖壓模具圖冊[M].北京：高等教育出版社，2006[7]寇世瑤主編.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2004[8]王曉江主編. 模具設(shè)計與制造專業(yè)英語[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006