薄板類V形件中鉸鏈墊片的沖壓成形工藝及模具設(shè)計【沖孔、落料復(fù)合模,彎曲模含19張CAD圖帶卡片】
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薄板類V形件中鉸鏈墊片的沖壓成形工藝及模具設(shè)計【沖孔、落料復(fù)合模,彎曲?！空?要:本設(shè)計的題目為中鉸鏈墊片模具設(shè)計,體現(xiàn)了薄板類沖壓零件的要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計意義。通過對該零件模具的設(shè)計，進一步加強了本人沖壓模設(shè)計的基礎(chǔ)知識，為設(shè)計更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取更深刻的經(jīng)驗。本設(shè)計運用沖壓成形工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了沖裁件的沖壓工藝性，為確定沖裁工藝方案做好了準(zhǔn)備；然后計算沖裁力和模具刃口尺寸，便于選取壓力機及確定工作零件的尺寸和結(jié)構(gòu)；最后分析了制件的特征，確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及推件裝置的選取。為了方便制件的取出，沖裁時模具采用倒裝結(jié)構(gòu)形式，為了簡化模具結(jié)構(gòu)，彎曲模采用了彈性頂件裝置。本設(shè)計從模具設(shè)計到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進行詳細(xì)的闡述，并應(yīng)用CAD進行各重要零件的設(shè)計。關(guān)鍵詞：沖壓模具,倒裝復(fù)合，彎曲模，彈性頂件，The design of mold in the gasket hingeAbstract ：The design was entitled mold in the gasket hinge, reflects the thin parts like punching the request, the contents and direction of a certain design significance. Parts of the mold through the design, has further strengthened my stamping die design of the basic knowledge for the design of more complex stamping die to pave the way and the lessons more profound experience.The use of the design process and die stamping forming the basis of design knowledge and analysis of the first blanking of the stamping process, to determine blanking of the programme prepared for and then calculating punching power and size Die Cutting Edge, For selected press and determine the size and structure of parts of the last parts of the characteristics of the design parameters established mold, design features and pushing the select pieces of equipment. This design designs from the mold to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design.Key word: stamping die，flip-composite,bending dies，flexible pieces of pushing 目 錄1 緒論………………………………………………………………………………11.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢………………………………………………11.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀………………………………………………………11.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢…………………………………………………31.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢………………………………………………51.3 中鉸鏈墊片的模具設(shè)計與制造方面………………………………………61.3.1 中鉸鏈墊片模具設(shè)計的設(shè)計思路……………………………………61.3.2 中鉸鏈墊片模具設(shè)計的進度…………………………………………62 中鉸鏈墊片的工藝分析…………………………………………………………72.1 工件的工藝性分析…………………………………………………………72.2 工藝方案的確定……………………………………………………………82.2.1 工藝方案分析…………………………………………………………82.2.2 排樣設(shè)計………………………………………………………………82.3 必要的尺寸計算……………………………………………………………102.3.1 沖孔落料凸凹模刃口尺寸計算………………………………………102.3.2 計算壓力及初選沖床…………………………………………………122.3.3 彎曲模工作部分尺寸計算……………………………………………132.3.4 彎曲力的計算…………………………………………………………173 模具的總體設(shè)計…………………………………………………………………193.1 沖孔落料模具總體設(shè)計……………………………………………………193.2 彎曲模具總體設(shè)計…………………………………………………………204. 沖壓設(shè)備的選定…………………………………………………………………214.1 沖孔落料模具沖壓設(shè)備的選定……………………………………………214.2 彎曲模具沖壓設(shè)備的選定……………………………………………215. 繪制模具裝配圖……………………………………………………………236. 彎曲模工作零件的制造……………………………………………………267．結(jié)束語………………………………………………………………………28致謝 ……………………………………………………………………………29參考文獻…………………………………………………………………………30 1.緒論進入 21 世紀(jì)，制造技術(shù)發(fā)展迅猛，模具技術(shù)作為現(xiàn)代制造技術(shù)的一個重要組成部分，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著越來越重要的作用。模具作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用。通過模具進行產(chǎn)品生產(chǎn)具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、成本低等顯著特點，因而在機械、電子、輕工、家電、通信、軍事和航空航天等領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用，作用不可替代，模具被贊為“金鑰匙” 、 “制造業(yè)之母” 、 “進入富裕社會的原動力”等。利用模具成形零件的方法，實質(zhì)上是一種少無切削、多工序重合的生產(chǎn)方法。采用模具成形加工零件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本，從而獲得很高的經(jīng)濟效益。據(jù)粗略統(tǒng)計，70%以上的汽車、拖拉機、電機電器、儀器儀表零件，80%以上的塑料制品，85%以上的計算機、電子行業(yè)產(chǎn)品的零件，都是采用模具成形的方法來生產(chǎn)。因此，利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進行成批或大量生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對于保證制品的質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代等都具有重要意義。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)狀我國的模具制造技術(shù)是隨著現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。20 世紀(jì) 50 年代以前，我國的工業(yè)基礎(chǔ)非常薄弱，大部分工業(yè)品不能自行生產(chǎn)，因而所需要的模具很少，也談不上模具工業(yè)和模具技術(shù)，國內(nèi)只能仿制一些簡單的模具，且主要依靠鉗工個人技術(shù)來實現(xiàn)。解放后，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，各種工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)所需要的模具日益增多，模具制造水平處于參照外國模具圖樣進行加工，并且多為單工序模具、簡單的復(fù)合模具、少工序和較低精度的級進模具和機外脫模的塑料壓縮模具。隨著國際經(jīng)濟技術(shù)合作交流的發(fā)展，國外的模具技術(shù)書刊、模具設(shè)計手冊、模具制造資料等相繼介紹到我國，對指導(dǎo)和促進模具技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用，同時制造模具的一些專用加工設(shè)備如大型仿形銑床、坐標(biāo)鏜床等的引進，為制造大型模具打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。到 1956 年，制造模具開始采用成形磨削加工，模具結(jié)構(gòu)采用拼塊方式，初步解決了模具鉗工手工作業(yè)和熱處理變形問題。這對于提高模具質(zhì)量和精度、縮短制造周期起到了重要作用。20 世紀(jì) 50 年代末，電火花加工技術(shù)開始應(yīng)用于模具生產(chǎn)，這種方法可以把模具型腔、型面的精加工放在熱處理之后，避免了熱處理變形對精度的影響，使模具制造技術(shù)水平又有一個較大的提高。尤其是 1963 年，國內(nèi)研制成功電火花線切割加工機床，從而可以加工更為復(fù)雜、精密的沖裁模等，大大減少了模具鉗工的手工作業(yè)，并應(yīng)用于塑料模、壓鑄模和其他成形模具的型孔加工。這一技術(shù)的應(yīng)用和普及是我國模具制造技術(shù)發(fā)展的又一重要里程碑。改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展及相關(guān)學(xué)科的技術(shù)進步，推動了模具制造技術(shù)及模具工業(yè)的迅猛發(fā)展，模具無論是從品種、數(shù)量還是精度方面，都有了大幅度的發(fā)展，模具對工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的影響也越來越大，模具制造業(yè)也成了現(xiàn)代工業(yè)中一個相對獨立的重要分支。模具標(biāo)準(zhǔn)化工作是代表模具工業(yè)和模具技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。到目前為止，已經(jīng)制定了沖壓模、塑料模、壓鑄模和模具基礎(chǔ)技術(shù)等 50 多項國家標(biāo)準(zhǔn)、近 300 個標(biāo)準(zhǔn)號，基本滿足了國內(nèi)模具生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的需要。模具的商品化程度也大 大提高，從“八五”期間的 20%提高到目前的 40%左右。一些先進、精密和高自動化程度的模具加工設(shè)備，如數(shù)控仿形銑床、數(shù)控加工中心、精密坐標(biāo)磨床、連續(xù)軌跡數(shù)控坐標(biāo)磨床、高精度低損耗數(shù)控電火花成型加工機床、慢走絲精密電火花線切割機床、精密電解加工機床、三坐標(biāo)測量儀、擠壓研磨機等模具加工和檢測用的精密高效設(shè)備，由過去依靠進口到逐步自行設(shè)計制造，使模具加工工藝手段登上了一個新臺階，同時為先進加工工藝的推廣奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。特別是模具成型表面的特種加工工藝的研究和發(fā)展，使模具加工的精度和表面粗糙度都有很大的改善。特種加工工藝設(shè)備的改進和提高，使模具加工自動化程度和效率都大大提高。模具新材料的應(yīng)用，以及熱處理和表面處理技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，使模具壽命大幅度提高?？焖俪尚图夹g(shù)在模具制造上的應(yīng)用，是近 20 年以來模具制造技術(shù)的又一重大發(fā)展?？焖俪尚图夹g(shù)是綜合了機械工程、CAD、數(shù)控機床激光技術(shù)和材料科學(xué)技術(shù)的一種全新的制造工藝，應(yīng)用于模具制造，可以使模具設(shè)計和制造更加快速、經(jīng)濟、實用，對于多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品敏捷開發(fā)具有重要意義。我國模具制造技術(shù)水平，從過去只能制造簡單模具發(fā)展到了可以制造大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。例如在沖壓模具方面，我國設(shè)計和制造的電機定轉(zhuǎn)子硅鋼片硬質(zhì)合金多工位自動級進模和電子、電氣行業(yè)用的 50 余工位的硬質(zhì)合金多工位自動級進模，都達到了國際同類模具產(chǎn)品的技術(shù)水平。凹模鑲件重復(fù)定位精度＜0.005mm,步距精度＜0.005mm,模具成型表面粗糙度為 Ra0.4~0.1μm，零件可以互換，模具壽命達 1 億沖次。級進沖裁技術(shù)和疊鉚原理相結(jié)合，在高速沖床上使用，具有自動沖切、疊壓、鉚合、扭角、計數(shù)分組和安全保護功能。在塑料模具方面，能設(shè)計和制造汽車保險杠及整體儀表盤大型注射模，大型彩色電視機、洗衣機和電冰箱等多種精密、大型注射模。例如天津市通信廣播公司模具廠設(shè)計和制造的汽車保險杠模具重達 10 余噸、模具尺寸精度可達 10μm、型腔表面粗糙度為 Ra0.1μm，型芯表面粗糙度為 Ra3.2μm、模具壽命達 30 萬次以上，達到國際同類模具產(chǎn)品的技術(shù)水平。我國模具制造行業(yè)近十余年來的年工業(yè)產(chǎn)值，持續(xù)以 15%的增長速度在迅速遞增，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟中一個舉足輕重的工業(yè)分支。1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，因而，促成了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。（1）沖壓成形理論及沖壓工藝沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及配料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的發(fā)展，特別是隨著計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來我國已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機模擬技術(shù)，即利用有限元等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成形過程。據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的工藝性及可能出現(xiàn)的工藝問題，并通過在計算機上有選擇的修改有關(guān)參數(shù)，實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。（2）沖壓模具的設(shè)計與制造沖壓模具是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件。在沖壓模具的設(shè)計與制造上，目前正朝著以下兩方面發(fā)展：一方面，為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，沖 壓模具正向高效率、高精度、高壽命、自動化及多工位方向發(fā)展。在我國，工位數(shù)達50 甚至更多的級進模、壽命達億次的硬質(zhì)合金模、精度和自動化程度相當(dāng)高的沖壓模具都已經(jīng)應(yīng)用在生產(chǎn)中，同時，由于這樣的沖壓模具對加工、裝配、調(diào)整、維修要求很高，因此，各種高效、精密，數(shù)控、自動化的模具加工機床和檢測設(shè)備也正在迅速發(fā)展；另一方面，為了產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制小批量生產(chǎn)的需要，鋅合金沖壓模具、聚氨酯橡皮沖壓模具、薄板沖壓模具、鋼帶沖壓模具、組合沖壓模具等各種簡易沖壓模具及其制造工藝也得到了迅速發(fā)展。（3）模具材料模具材料及熱處理與表面處理工藝對模具加工質(zhì)量和壽命的影響很大，世界各主要工業(yè)國在此方面的研究取得了較大的進步，并開發(fā)了許多新的鋼種，其硬度可達 HRC58～70,而變形只有普通鋼的 1/2～1/5。如火焰淬火鋼可局部硬化，且無脫碳；我國研制的 65Hb、LD 和 CD 等新鋼種，具有熱加工性能好、熱處理變形小、抗沖擊性能佳等特點。與此同時，還發(fā)展了一些新的熱處理和表面處理工藝，主要有：氣體軟氮化、離子氮化、滲硼、表面涂金、化學(xué)氣象沉積、物理跡象沉積、激光表面處理等。這些方法能提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐腐蝕性，使模具壽命大大延長。（4）沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)的高度重視，這是由于模具標(biāo)準(zhǔn)化是組織模具專業(yè)化生產(chǎn)的前提，而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量、縮短模具制造周期、低成本的關(guān)鍵。我國已頒布了冷沖壓術(shù)語、冷沖模零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)，沖壓模具的專業(yè)化正處在積極組織和實施中，但總的來說，我國沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化水平還處于較低水平。（5）沖壓模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，它以計算機軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計算機對產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進行優(yōu)化設(shè)計從而顯著縮短模具設(shè)計與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著功能強大的專業(yè)軟件和高效集成制造設(shè)備的出現(xiàn)，以三維造型為基礎(chǔ)、基于并行工程的模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)正成為發(fā)展方向，它能實現(xiàn)制造和裝配的設(shè)計、成形過程的模擬和數(shù)控加工過程的防真，還可對模具可制造性進行評價，使模具設(shè)計與制造一體化、智能化。（6）快速模具制造技術(shù)目前，快速經(jīng)濟制模技術(shù)主要有低熔點合金制模技術(shù)、鋅基合金制模技術(shù)、噴涂成形制模技術(shù)等。采用快速模具制造技術(shù)，能簡化模具制造工藝，縮短制模周期，降低模具生產(chǎn)成本，在工業(yè)生產(chǎn)中取得了顯著的經(jīng)濟效益。1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢隨著市場經(jīng)濟發(fā)展的需要和產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，對模具制造提出了越來越高的要求，模具制造質(zhì)量提高、生產(chǎn)周期縮短已經(jīng)成為該行業(yè)發(fā)展的必然趨勢?？v觀模具制造業(yè)近十余年來的發(fā)展道路，其主要發(fā)展方向可以歸納為如下幾個方面。1.模具生產(chǎn)的專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高 多年來的模具制造實踐表明，要使模具技術(shù)高速發(fā)展，實現(xiàn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是關(guān)鍵，目前美國模具專業(yè)化程度已超過 90%，日本也超過了 75%。而我國模具專業(yè)化程度還處在 25%左右。2.模具粗加工技術(shù)向高速加工發(fā)展以高速銑削為代表的高速切血加工技術(shù)代表了模具零件外形表面粗加工發(fā)展的方向。高速銑削可以大大改善模具表面的質(zhì)量狀況，并大大提高加工效率和降低加工成本。例如 IN-GERSOLL 公司生產(chǎn)的 VHM 型超高速加工中心的切削進給速度為 76m∕min;主軸轉(zhuǎn)速為 45000r∕min；瑞士 SIP 公司生產(chǎn)的 AFX 立式精密坐標(biāo)鏜床的主軸轉(zhuǎn)速為30000r∕min；日本森鐵工廠生產(chǎn)的 MV-40 型立式加工中心，其轉(zhuǎn)速達 40000r∕min。另外，毛坯下料設(shè)備出現(xiàn)了高速鋸床、陽極切割和激光切割等高速、高效率加工設(shè)備，還出現(xiàn)了高速磨削設(shè)備和強力磨削設(shè)備等。3.成形表面的加工向精度、自動化方向發(fā)展成形表面的加工向計算機控制和高精度加工方向發(fā)展。數(shù)控加工中心、數(shù)控電火花成形加工設(shè)備、計算機控制連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床和配有 CNC 裝修設(shè)備與精密測量裝置的成形磨削加工設(shè)備等的推廣使用，是提高模具制造技術(shù)水平的關(guān)鍵。4.光整加工技術(shù)向自動化方向發(fā)展當(dāng)前模具成形表面的研磨、拋光等光整加工仍然以手工業(yè)為主，不僅花費工時多，而且勞動強度大、表面質(zhì)量低。工業(yè)發(fā)達國家正在研制有計算機控制、帶有磨料磨損自動補償裝置的光整加工設(shè)備，可以對復(fù)雜型面的三維曲面進行光整加工，并開始在模具加工上使用，大大提高了光整加工的質(zhì)量和效率。5.模具 CAD/CAM 技術(shù)將有更快的發(fā)展模具 CAD/CAM 技術(shù)在模具設(shè)計和制造上的優(yōu)勢越來越明顯，它是模具技術(shù)的又一次革命，普及和提高模具 CAD/CAM 技術(shù)的應(yīng)用是模具制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。6.研制和發(fā)展模具用材料模具材料是影響模具壽命、質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本的重要方面。沒有充足的、高質(zhì)量的、品種系列齊全的模具用材料，模具工業(yè)要趕上世界先進水平就只能是紙上談兵。加速研發(fā)急需的模具新鋼種，如高強韌、高耐磨新型優(yōu)質(zhì)模具鋼，大力發(fā)展硬質(zhì)合金模具材料已經(jīng)勢在必行。 1.3 中鉸鏈墊片模具設(shè)計與制造方面1.3.1 中鉸鏈墊片模具設(shè)計的設(shè)計思路此工件形狀、結(jié)構(gòu)都比較簡單，而且左右對稱，生產(chǎn)批量為大批量，用簡單模分兩次加工，就生產(chǎn)批量來說有些費時，用級進模加工要設(shè)導(dǎo)正銷，模具加工、安裝較復(fù)雜，用復(fù)合模加工既能保證精度，還能保證生產(chǎn)效率，所以采用復(fù)合模加工。設(shè)計此模具時，要設(shè)計好模具的工作零部件，其它的零件根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需要添加即可，但必須要保證模具工作時的正常運行.1.3.2 中鉸鏈墊片模具設(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 2 天；2.確定加工方案，所用時間 3 天；3.模具的設(shè)計，所用時間 20 天；4．模具的調(diào)試．所用時間 5 天． 2.中鉸鏈墊片的沖壓工藝分析2.1 工件工藝性分析工件名稱：中鉸鏈墊片 生產(chǎn)批量：大批量材料：08 鋼料厚：2mm零件寬：12mm彎曲前彎曲后此工件是典型的 v 形件，零件圖中尺寸只對兩沖孔位置有較高要求，其余均為未注公差，在處理這類零件公差等級時，均按 IT13 級要求，彎曲圓角半徑為 2mm，大于最小彎曲半徑（ ）故此件形狀尺寸精度均滿足彎曲工藝mtr2.16.0min???要求，另外此彎曲件的形狀和尺寸對稱，防止彎曲時毛坯偏移造成質(zhì)量不穩(wěn)定，確保了工藝性要求，可用彎曲工序加工。 結(jié)論：可行2.2 工藝方案的確定2.21 工藝方案分析該零件所需沖壓工序為沖孔 落料 彎曲。完成該零件的成形，可能的工藝方案有以下幾種：方案一 沖孔、落料復(fù)合,彎曲中心角 本方案采用兩副模具，模具結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命長，制造周期短，投產(chǎn)快，工件回彈易控制，尺寸和形狀精確，表面質(zhì)量高，能利用一個側(cè)面定位沖孔，定位基準(zhǔn)一致，且與設(shè)計基準(zhǔn)重合，操作頁比較簡單方便，但是工序分散，需用壓床，模具及操作人員多，勞動量大。方案二 先落料再沖孔隨后彎曲 本方案采用三副模具，模具結(jié)構(gòu)簡單，投產(chǎn)快，壽命長，但位置精度不準(zhǔn)確，且工序過于分散，勞動量大，占用設(shè)備多。需三道工序，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的產(chǎn)量要求。方案三 采用級進模 工序比較集中，占用設(shè)備和人員少，用一副模具完成全部工序，生產(chǎn)效率高，由于它實際上是把方案一的各工序布置到級進模的各工位上，所以它還具有方案一的各項優(yōu)點但是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝 調(diào)試 維修困難，制造周期長，價格高，零件沖壓精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上需設(shè)置導(dǎo)正銷。綜上所述：考慮到零件生產(chǎn)批量，為保證各項技術(shù)要求，選用方案一，其工序如下：沖孔落料，彎曲中心角。2.22 排樣設(shè)計合理的排樣是降低成本和保證沖裁件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。排樣時應(yīng)考慮如下原則：1 提高材料利用率（不影響沖件使用前提下，還可適當(dāng)改變沖件形狀） 。2 合理排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全。3.模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命長。4.保證沖件質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求。1） 該模具排樣如圖所示 2）排樣及材料利用率，由于毛坯尺寸較小，并考慮操作方法與模具結(jié)構(gòu)尺寸，決定采用單排。表 2.9 最小搭邊值查表， 取搭邊ma2.?01則：送料過 距h.4.?條料實 際寬度mB.572.53??板料 規(guī)格選用： mm18092?為防止彎曲件開裂，彎曲線要與板料的纖維線垂直，所以只能采用橫裁，則：每板條數(shù)： m2314.57/180條 余?n每條工件數(shù)： 692件 余每板的工件數(shù)： 個9841?矩形件邊長 L≥50mm坯料厚度 t工件間 a 側(cè)面 a0.25～0.5 2.2 2.50.5～0.8 1.8 2.00.8～1.2 1.5 1.81.2～1.6 1.8 2.01.6～2.0 2.0 2.2 利用率： 0089.71890/5312984?????2.3 必要的尺寸計算2.31 沖孔落料凸凹模刃口尺寸計算表 2.4 較大間隙的沖裁模具初始雙面間隙08、10、35、09Mn2、Q235材料厚度t/mmZmin Zmax0.7 0.064 0.0920.8 0.072 0.1040.9 0.090 0.1261.0 0.100 0.1401.2 0.126 0.1802.0 0.246 0.360查表得間隙值 ， 。246.0min?Z360.max?Z1)沖孔凸、凹模刃口尺寸計算 由于制件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸、凹模分別制造法制作凸、凹模，其凸、凹模刃口尺寸計算如下：表 2.5 簡單形狀沖裁件沖裁時的 δ 凸、δ 凹值 （單位：mm） 查表得 m02.02.??凹凸 ， ??4m014inmax ???凹凸Z02.02.i1 7836.758)( ???????）（凸凸 d? 0.0.0min2 52.??）（）（ 凸凸2.2.0i1 1684.7.8d ???）（）（ 凹凸凹 ?Z0.0.min2 9335?）（）（ 凹凸凹磨損后 無變化的尺寸是 02.34?2）落料 凸凹模刃口尺寸 計算 對于尺 寸 R3 寬度 12 02.?凹凸 ?mm 02.02.01 8755.3x?????????）（）（ 凸凹 ?D..min 69487??）（）（ 凸凹凸 Z02.02.02 1.12) ???）（（ 凹凹 ?X..535??????）（（ 凹凸對于尺寸 53 m.凹凸 ， ?03.03.03 62743) ????）（（ 凹凹 ?XD02.0.2.min 845).65( ??? ???Z凹凸 （2.32 計算壓力及初選沖床基本尺寸凸模公差 δ 凸 凹模公差 δ 凹≤18 0.020 0.020＞18～30 0.020 0.025＞30～80 0.020 0.030＞80～120 0.025 0.035 表 2.7 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)沖裁力： tLlpb????)(m84.126472??l 9).(t=2mmMPab40??故 KNp62.15740)192.78.2( ???卸料力： pkx 30.0推件力： ntt .?總沖壓力： KNtx 456.192.562.1570 ????為了保證沖裁力足夠，一般沖裁時壓力機噸位應(yīng)比計算的沖裁力大 30%左右，即KNp93.2456.193.0??5）壓力中心的計算。由于該零件上、下、左、右對稱，故壓力中心就是零件的中心。初選用 J23-35 壓力機2.33 彎曲模工作部分尺寸計算：1） 凸模圓角半徑 料厚/mm K 卸 K 推 K 頂≤0.1 0.06～0.09 0.1 0.14＞0.1～0.5 0.04～0.07 0.065 0.08＞0.5～2.5 0.025～0.06 0.05 0.06鋼＞2.5～6.5 0.02～0.05 0.045 0.05 若彎曲件的彎曲半徑?jīng)]有規(guī)定，則凸模圓角半徑取：～3）t1（凸 ?r式中 t——材料厚度（mm） 。若彎曲件的彎曲半徑為 r，則凸模圓角半徑應(yīng)取：r?凸但彎曲件的彎曲半徑 r 值不能小于最小彎曲半徑數(shù)值。若彎曲件的彎曲半徑 r 較大，精度要求較高時，應(yīng)考慮回彈影響。凸模圓角半徑 應(yīng)根據(jù)回彈角大小作相應(yīng)的加減。凸r由于此工件的 R/t=2/2=1mm 較小且 R 為 2mm 大于最小彎曲半徑（ 故凸模圓角半徑為)2.16.0min mtr??? m2?Rr凸2） 凹模圓角半徑 彎曲凹模的圓角半徑 ，對于彎曲力和彎曲質(zhì)量都有很大影響，其大小與成形零件的凹r要求有關(guān)，一般可按下式確定：=（2～6t）凹式中 t———材料厚度（mm） 。在確定時，材料愈薄，選取系數(shù)越大，一般可分為：t≤2mm =（3～6）t；凹rt=2～4mm =（2～3）t凹t＞4mm =2t凹r凹模圓角半徑一般按材料厚度 t 來選取，因為材料厚度為 2mm，所以凹模圓角半徑～6t） ，凹模圓角半徑取2（凹 ?r mr4?凹3）凹模工作不分深度計算的設(shè)計計算 凹模工作部分的深度將就決定板料的進模深度，同時也影響到彎曲件直邊的平直度，對工件的尺寸精度造成一定的影響。 ，此彎曲件邊長 L=24.44mm，板厚 2mm。查表 3.11 得：凹模的底部最小厚度 h=20mm，因此凹模工作部分深度 mmh4.204.???凹4）凸、凹模間隙 彎曲時凸、凹模間隙值主要與材料厚度，材料力學(xué)性能，和彎曲方式等因素有關(guān)。理論上，其間隙值可按下式來計算： Cttz??最 大 其中，z———單面間隙（mm） ；t———材料公稱厚度（mm） ；——材料的最大厚度（mm） ；最 大C———系數(shù)，系數(shù) C 可根據(jù)彎曲件高度 H 和板寬 B（彎曲線長度）而確定。取間隙的方向根據(jù)零件質(zhì)量而定。如工件外形尺寸要求準(zhǔn)確，則間隙取在凸模上；若工件內(nèi)形尺寸要求準(zhǔn)確，則間隙應(yīng)在凹模方向選取。實際生產(chǎn)中為了簡便起見，凸、凹模間隙可等于板料厚度，即：當(dāng) t≤1.5mm 時，z=t當(dāng) t＞1.5mm 時，z=t+△式中 z———單面間隙（mm） ；t———板料厚度（mm） ；△———板材厚度的上偏差尺寸（mm） ；彎曲凸，間隙值，對于工件的形狀與尺寸精度影響較大。因此，即使按計算方法計算出的間隙值，在使用時，也因為各種因素的影響，而不能達到預(yù)想的效果，必須經(jīng)過反復(fù)的試驗，直到工件完全合格為止，才能取得合理的間隙值。為保證工件的尺寸精度，往往把間隙值取的比板料厚小 0.02mm～0.06mm 范圍內(nèi)，這樣可以取得滿意的效果。但過小的間隙值，容易劃破制品零件表面和降低模具壽命。工件精度要求不高或校正彎曲時，生產(chǎn)中常采取調(diào)整凸、凹模間隙的方法來解決工件回彈問題。V 形件彎曲模的凸、凹模間隙是靠調(diào)整壓力機的裝模高度來控制的，設(shè)計制造模具時可以不考慮，但在模具設(shè)計中必須考慮到模具閉合時，模具工作部分與工件能緊密貼合，保證彎曲件質(zhì)量。5)彎曲回彈值計算 小變形程度（r/t≥10）時，回彈大，卸載后彎曲件的彎曲圓角半徑和角度都發(fā)生了較大變化，此時，可以不考慮材料厚度的變化及應(yīng)力、 應(yīng)變中性層的移動，以簡化計算。在這種情況下，凸模圓角半徑 和凸模圓角部分中心角 可凸r凸?按下式進行計算凸rEts?31??凸凸 r??式中 ————凸模圓角半徑（ mm） ；凸r————凸模圓角部分中心角；凸?r—————彎曲件圓角半徑（mm） ； —————彎曲件圓角部分中心角；?—————彎曲件材料的屈服極限（Mpa） ；s?E——————彎曲件材料的彈性模量（Mpa） ；t——————彎曲件材料厚度（mm） 。先計算凸模圓角半徑，再計算凸模角度；表 5-1 90°單角自由彎曲時的回彈角材料厚度 t/mm材料 r/t2軟鐵黃銅鋁和鋅〈11-5〉54°5°6°2°3°4°0°1°2°中硬鋼硬黃銅硬青銅〈11-5〉55°6°8°2°35°0°1°3°硬鋼 〈11-5〉57°9°12°4°5°7°2°3°6°大變形程度（r/t＜5）時，卸載后圓角半徑變化小，可以不考慮，而僅考慮彎曲中心角回彈變化，當(dāng)彎曲件彎曲中心角不為 90°時，其回彈角可按下式計算，本彎曲件彎曲中心角為 60°，所以△ 90???= °36? =2°式中 △ ————彎曲件的彎曲中心角為 時的回彈角；??————彎曲中心角為 90°時的回彈角；90?—————彎曲件的彎曲中心角。2.35 彎曲力的計算彎曲力是設(shè)計彎曲模和選擇壓力機噸位的依據(jù)。彎曲力的理論計算可以從塑性彎矩和外力彎矩相等的條件求得。但由于彎曲力受材料性能，零件形狀，彎曲方法，模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，用理論公式來計算不但計算復(fù)雜，并且也不一定準(zhǔn)確。因此在生產(chǎn)中經(jīng)常采用經(jīng)驗公式計算，作為設(shè)計工藝過程和選擇設(shè)備的依據(jù)。 v 形件校正彎曲時，在進行校正彎曲前是自由彎曲，彎曲力 trb6.02???KFV形 自 由 彎 曲= 4013.??=3.744KN式中 ————沖壓行程結(jié)束時自由彎曲的彎曲力（N） ；自FK—————安全系數(shù)，一般取 K=1.3;b——————彎曲件寬度（mm） ；t——————彎曲件材料厚度（mm） ；—————彎曲件材料抗拉強度（Mpa） ；b?r——————彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（mm） 。頂件力 可近似取自由彎曲力的 ～ 即：頂F0308=（0.3～0.8）×3.744KN=(1.123～2.9552)KN頂取 =2KN頂校正彎曲時，校正彎曲力最大值在壓力機工作到下止點的位置，且校正力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自由彎曲力（或接觸彎曲力） ，而在彎曲過程中，二者又不是同時存在，因此，查表得p=60Mpa，所以校正力為： KNAPF069.2874.21???校對于校正彎曲力，由于校正彎曲力比頂件力大得多，故頂件力可以忽略，但是為了保險起見，在計算壓力機公稱壓力時還是將頂件力考慮進去?！?.3） （ + （1.2～1.3）×22.069KN=（26.48～28.69）KN2.1（壓 力 機 ?頂F?）校初選壓力機型號為 J23—100A3.模具總體設(shè)計3.1.沖孔落料模具總體設(shè)計本工序包含沖孔和落料兩個工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復(fù)合模具，可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件、卸料可靠、便于操作，工件留在落料凹模空洞中，應(yīng)在凹?？自O(shè)置推件塊?？ㄓ诎寄Ｉ系膹U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，使廢料從空洞中落下，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。因為是大批量生產(chǎn)，采用手動送料方式，從前向后送料，因該零件采用的是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)向尺寸較小，且精度要求不是太高。所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。模架的設(shè)計 模各零件標(biāo)記如下：上模座： 240mm×185mm×40mm下模座： 240mm×185mm×40mm導(dǎo)柱： B35h5×210mm×55mm導(dǎo)套： B35H6×110mm×43mm模柄： φ60mm×115mm墊板厚度： 130mm×100mm×12mm卸料板厚度： 130mm×100mm×12mm凸模固定板厚度： 130mm×100mm×16mm模具的閉合高度： H 閉=h 上模座+h 墊板+h 凸模固定板+h 落料凹模+t+h 卸料板+h 彈簧外露+h 下模座 =（40+12+16+30+12+70+40）=230mm3.2 彎曲模具總體設(shè)計該模具采用彎曲單工序模，上模主要由模柄、凸模等零件組成，下模主要由凹模、頂桿、彈簧、下模座、螺釘、定位銷、銷釘?shù)攘慵M成，彎曲件由頂壓裝置頂出。頂出裝置采用彈簧做彈性元件，彈性元件的高度按凸模工件進入凹模深度 5 倍的值選取。 4.沖壓設(shè)備的選定4.1 沖孔落料模具沖壓設(shè)備選定選擇型號為 JB23-100 的開式雙柱可傾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工作臺尺寸：（前后×左右）：710mm×1080mm墊板尺寸：（厚度×孔徑）：100mm×250mm模柄空尺寸：φ60mm×75mm最大傾斜角度：30°4.2 彎曲模具沖壓設(shè)備選定初選壓力機的公稱壓力為 100KN，即 J23—100A 型壓力機。型壓力機的滑塊行程為 16～140 mm，大于工件高度的兩倍，滿足支承板彎曲時的沖壓行程。最大閉合高度：400mm最大裝模高度：330 mm連桿調(diào)節(jié)長度：120 mm壓力機工作臺尺寸：530×710 mm模柄孔尺寸： ×80 mm60?最大傾斜角度：30°由于彎曲模不是標(biāo)準(zhǔn)模架，因此需要自行設(shè)計。取下模座高度為 50mm。凹模高度為 80mm，中間安全距離為 30mm，模柄總長 120mm，凸?？傞L 160mm，彎曲模閉合高度是指沖壓運行到下止點時，模具工作狀態(tài)的高度，故模具工作狀態(tài)高度為;H=50mm+160mm+30mm+80mm+60mm=380mm 5.繪制模具裝配圖沖孔落料模具圖如圖所示： 彎曲件模具圖如圖所示： 6.彎曲模工作零件的制造 彎曲模零件的加工方法基本與沖裁模相同，一般都是根據(jù)零件的尺寸精度，形狀復(fù)雜程度與表面粗糙度要求及設(shè)備條件，按圖樣進行加工與制造。由于彎曲變形工藝的特殊性，彎曲模制造有如下特點：1） 彎曲模工作部分形狀比較復(fù)雜，幾何形狀尺寸精度要求較高。 在制造時，凸凹模工作表面的曲線和折線需要事先做好的樣板或樣件來控制，以保證制造精度，樣板和樣件的精度一般應(yīng)為 。由于零件回彈的影響，加工出來的凸模與凹模的形05.?狀不可能與零件最后形狀完全相同。因此，必須有一定的修正值。該值應(yīng)根據(jù)操作者的經(jīng)驗和反復(fù)試驗后確定，并根據(jù)修正值來加工樣板和樣件。2） 彎曲凸凹模的淬火，回火工序是在試模工序后進行的 彎曲成形時，由于材料的彈塑性變形，使彎曲件產(chǎn)生回彈。因此，在制造彎曲模時，必須考慮材料的回彈值，以便使彎曲的零件能符合圖樣所規(guī)定的要求。由于影響回彈的因素很多，要求設(shè)計的完全準(zhǔn)確是不可能的。這就要求在制造模具時，對其反復(fù)試驗和修正，根據(jù)實際情況，對凸凹模的尺寸和形狀進行精修，直到回彈影響消除為止。為了便于修正，彎曲的凸凹模形狀及尺寸經(jīng)試驗確定后，才能進行淬硬定形。3） 彎曲凸凹模加工工序，應(yīng)根據(jù)零件外形尺寸標(biāo)注情況來選擇 對于尺寸標(biāo)注在內(nèi)形上的零件，一般先加工凸模，而凹模按凸模配制，并保證一定得間隙值；對于尺寸標(biāo)注在外形上的零件，應(yīng)先加工凹模，凸模按加工出的凹模配制加工，并保證合適的間隙值。4） 彎曲凸凹模的圓角半徑應(yīng)加工一致，工作部分表面應(yīng)進行拋光，表面粗糙度值應(yīng)在 以下 彎曲模工作零件的加工關(guān)鍵是如何保證工作型面的尺寸形狀精度 mRa?.0表面粗糙度。其工藝過程通常為：鍛制坯料-----退火-----基準(zhǔn)平面加工-------劃線------工作型面粗精加工--------熱處理-----光整加工。由于生產(chǎn)條件不同，所采用的加工工藝過程也有所不同。如果模具加工設(shè)備比較齊全，可采用電火花，線切割，成形磨削等方法進行工作型面的精加工，否則采用普通金屬切削機床加工和鉗工銼修相配合的加工方案較為合適。小型彎曲凸凹模常用 T8A,T10A 鋼，淬硬到 58～62HRC.對于形狀復(fù)雜的或生產(chǎn)批量較大的彎曲件，凸凹模材料可用 CrWMn，Cr12，Cr12MoV,淬硬到 60～ 64HRC彎曲凸模沒有固定的形式，此工件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以可以設(shè)計比較簡單一些，但一定要把回彈角考慮進去，凸模成型部分設(shè)置為 58° 7.結(jié)束語中鉸鏈墊片模具的設(shè)計屬于比較簡單的彎曲模設(shè)計。在工件的工藝計算這一塊，計算出了送料步距、搭邊值、推件力、卸料力等，這些力的計算相當(dāng)重要，決定了材料的利用率和壓力機沖裁力的大小。在模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計這一部分，我采用了畫圖的方式來表達，這一部分中比較重要的是凹模各項尺寸的計算，有了凸模凹模的基本尺寸，其他板的大致尺寸也就基本上確定了下來，在這一部分中，由于時間的倉促，我做的可能不太好，之后還下面附出了凸模、凹模的加工工藝規(guī)程。第四部分是模具的安裝與調(diào)試。在這一部分中，我列出了沖裁模裝配特點、彎曲模試模的要點以及模具試沖時出現(xiàn)的問題及調(diào)整方法。通過此次畢業(yè)設(shè)計，我收獲特別多，在搞設(shè)計的這段日子里，每天都在學(xué)習(xí)，每天都在進步，感覺每天過的特別充實；我自認(rèn)為模具的設(shè)計既是一件簡單的事，又不是一件簡單的事，既枯燥又有樂趣，在設(shè)計中會遇到很多模棱兩可的事情，有時候都無從下手，但是不要放棄，繼續(xù)努力做下去，做到這一步的時候，感覺特別輕松，雖然知道設(shè)計的模具可能生產(chǎn)不出合格的制件，但是有一種成功感。在今后的日子里，我會好好學(xué)習(xí)，爭取能設(shè)計出合格的模具，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。 致謝首先感謝本人的導(dǎo)師于老師，她對我的仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。于老師淵博的知識，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，她給了我鼓勵和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！感謝母?！幽蠙C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)及實踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進行課題研究的同窗段曉帥同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！ 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