圍板的彎曲沖孔復合模具設計【落料沖孔沖壓再彎曲反裝復合模、彎曲模含13張CAD圖】

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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理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(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． 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢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2進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設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，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、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。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； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。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3600～650 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)設計、模具工藝設計、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％．制件的工藝性分析4圖 1 制件圖第一章 沖裁件工藝分析及排樣1.1 制件的總體分析該制件為圍板。所用材料等級很高為 A 級。05 鋼。制件形較為簡單。但需要多道工序才能完成。制件形狀為 U 形，圓孔分布比較均勻。形狀簡單，對精度要求不高，材料的利用率高。 從制件圖上可以看出，必須先通過落料和沖工藝孔，然后再進行彎曲，需要兩套模具，很明顯彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸，所以在此先主要對彎曲工藝進行分析。包括彎曲件的精度、圓角半徑、板料的纖維方向與彎曲線夾角、彎曲的直邊高度、其他工藝性等。制件的材料為優(yōu)質(zhì) 08 鋼。具有足夠的塑性，屈強比小，回彈小，有利于彎曲成形和工具質(zhì)量的提高 。1.1.1 彎曲的直邊高度一般彎曲件為了避免穩(wěn)定性不好，要求直立部分高度H>r+2t=0.5+2*0.8=2.1,很顯然此藝性要求零件.1.1.2 孔邊距為防止孔彎曲時發(fā)生變形，應使孔位于變形區(qū)之外。即：L≥2t=2*0.8=1.6mm. 所以，此 零件完全符合要求。1.1.3 最小彎曲半徑根據(jù)所用材料，查表 3.2.2 可知最小彎曲半徑為 0.4t. 1≥0.32 所用該彎曲件符合要求.1. 2 制件的外形分析1.2.1 沖裁件的外形轉(zhuǎn)角：沖裁件的外形無尖銳角，均圓弧過渡，查表 2.7.1 沖裁最小圓角半徑 R， 5而知此圓角過度有利于模具加工，不會引起熱處理開裂和沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損的現(xiàn)象。1.2.2 沖裁件的孔邊距與孔間距：為避免工件變形和保證模具強度，孔邊距和孔間距不能過小，其最小許可值當取：C≥(1～1.5) t 根據(jù)已知工件的尺寸可得： C1=21，C2=26 t=0.8， 所以工件的尺寸符合上述要求 。沖孔時因受凸模強度限制孔的尺寸不應太小，否則凸模易折斷或壓彎，查表2.7.3 而知工件上孔的直徑當大于或等于 0.35 倍的料厚，即 d≥0.35t，由任務書零件圖易于看出工件尺寸符合要求。1.3 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度沖裁件上的未注公差等級定為 IT14 級，查表確定工件尺寸如下：圖 2 零件展開簡圖沖裁件的斷面粗糙度值與材料塑性、厚度，沖裁間隙，刃口銳鈍及沖模結(jié)構(gòu)相關，工件厚度為 0.8mm，其斷面粗糙度值為 12.5μm6第 2 章 工藝方案的確定該零件包括：沖孔、落料和彎曲三個基本工序，可有以下三種工藝方案供選擇：方案一、先落料后沖孔再彎曲，采用單工序模生產(chǎn)。方案二、落料-沖孔復合沖壓再彎曲，采用一副復合模和一副彎曲模生產(chǎn)。方案三、沖孔-落料-彎曲連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。對各種方案的分析方案一、模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要三道工序，三副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二、只需二副模具，沖壓件的幾何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)較模具一復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難，方案三、只需要一副模具，生產(chǎn)率也很高，但零件的沖壓精度稍差，模具制造困難，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造安裝較復合模復雜。通過以上三種方案的分析比較，并根據(jù)設計要求確定該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳，并選擇反裝復合模。7第 3 章 主要工藝參數(shù)計算3.1 沖裁的工藝計算3.1.1 制件尺寸的確定從制件圖上可以看出，必須先通過落料沖工藝孔，然后再進行彎曲，需要兩套模具，很明顯彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸，所以在此主要對彎曲工藝進行分析。該制件為沖孔落料彎曲件，圓角半徑 R=1，材料的料厚為t=0.8，R＞0.5t。這種彎曲件由于變形不嚴重，所以按中性層展開的原理，彎曲前制件的總長度應等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和。根據(jù)彎曲制件圖可知：L = L +L + πα（r+ χt）/180Z12=2*79+2*57.344+4*4+8+1.656=298.344 式中：L ————坯料展開總長度Zα————彎曲中心角χ————中性層位移系數(shù)（取 0.32）因為有少許偏移以及修整余量，取 L 為 299 mm。Z3.2 排樣的設計與計算根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的的圓角。3.2.1 確定搭邊與搭肩值搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗確定的查表 2.5.2 而取最小搭邊值為 a1=2.5㎜ 最小搭肩值為 a2=2.2㎜ 繪制草圖如左： 8圖 （1） 分析制件形狀可知，由于孔較多。根據(jù)(1) 排樣草圖：條料從前方送進。這樣沖孔凸模的沖壓力比較均勻。制件形狀精度容易保證。分析排樣草圖 2：條料從側(cè)面送進，沖孔凸模受力不均。制件精度不容易保證。9圖 4 排樣草圖(2)選擇第一種排列方式。3.2.2 計算送料步距和條料的寬度 按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即：L=a2+54=58.2㎜查表 2.5.3 而知條料寬度單向偏差值為 0.6，由公式計算如下：=(D +2a )06.?Bmax106.?=54+（2×2.2） 06.=5506.?所以確定條料的寬度 B 為：55 ㎜06.?導料板間距離A=B+C=55+4.4（無側(cè)壓裝置）=59.4103.2.3 計算材料的利用率：一個步距內(nèi)的材料的利用率 μ=A/BS×100%=（3176.4-758.31）/3743.562×100%=67%所以在不考慮料頭、料尾和邊余料等材料消耗的情況下材料的利用率為 67%，而在考慮以上因素計算一張板料總的利用率時則需要根據(jù)證章板的長寬尺寸而定，在此省略不述。2. 3 沖壓力的計算并初步選取壓力機的噸位3.3.1 沖裁力的計算沖裁力的大小隨凸模進入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力 F 按下式計算：F=KLtΓb由查表而知工件材料的抗剪強度極限值 Γb 為 335N/㎜2K 值取 1.3 材料厚度 t 為 0.8㎜沖裁周邊長度 L=4*14.13+2*12+2*4.5=89.52㎜所以沖裁力 F=1.3*89.52*0.8*335=31.188KN隨凹模進入材料的深度而變化，沖裁力 F=298.344*1.3*0.8*335=103.943KN所以總沖裁力 F=103.943+31.188=135.131KN3.3.2 卸料力、推件力及頂件了力的計算：卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設備公稱壓力或設計沖裁的時候應分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤滑情況、制件的形狀和尺寸等?，F(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗公式計算：查表 2.6.1 而卸料力、推件力和頂件力系數(shù)分別為：11Kx = 0.075 Kt = 0.1 Kd = 0.14則：卸料力： Fx = Kx * F = 0.075 * 135.131 =10.14KN推件力： Ft = n Kt F =6/0.8*0.1*135.131=101.348KNh:凹模洞口的直刃壁高度 取 h=6（表 2.9.4 ） n:同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件（或廢料）數(shù)。頂件力： Fd = Kd F = 0.14 * 135.131 =18.91KN3.4 壓力機的公稱壓力的確定：壓力機的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和 Fz，由于本模具采用的是彈性卸料裝置和上出料方式：所以：Fz = F + Fx + Fd=135.131+10.14+18.91=164.181KN查手冊選擇壓力機的公稱壓力為：630KN。 滑塊固定行 100mm (最大閉合高度)250 mm 固定臺和可傾 400mm 閉合高度調(diào)節(jié)量 80mm (標準型)工作臺尺寸(左右×前后)570×860mm (標準型)工作臺孔尺寸(左右×前后) 310×450mm (標準型)工作臺孔尺寸(直徑) 400mm (標準型)立柱間距離(不小于) 420mm 模柄孔尺寸(直徑×深度) Ф50×70mm 3.5 壓力中心的確定及相關計算：模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點。為了保證壓力機和模具的正常工作，應使模具的壓力中心和壓力機滑塊的中心線相重合。否則沖壓時滑塊會承受偏心載荷，導致滑塊的滑軌和模具的導向部分不正常磨損，還會使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具。而本模具所沖裁的制件形狀較對稱，分析工件外形尺寸易知其壓力中心在彎曲線附近即 Y =51.08 mm0具體計算如下：L =54 Y =0 L = 79 Y =45 112212L =8 Y = 82 L =59.66 Y = 62 3 44L =17.27 Y =34 L =17.27 Y = 345566L =17.27 Y =6 L =17.27 Y =6 7788Y = L Y + L Y + L Y +……. L Y / L + L + L +L+ L + L 0123812356+L + L78=51.08 mm3.6 工作部分的尺寸計算3.6.1 計算凸凹模工作部分的尺寸（沖孔）并確定其公差：該零件在彎曲前屬于無特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料 獲得，而中間的小孔尺寸則是由沖孔得到。查表 2.3.3 而知：Zmin = 0.072 Zmax = 0.104Zmax –Zmin = 0.104-0.072=0.032因為模具的精度等級為 IT14 級 取 X = 0.5設凸、凹模分別按 IT9、IT10 級精度制造，分別計算 Dt、Da 如下：3.6..1.1 沖 ?4.5 小孔：d =(d + χ△) Tmin0　??=(4.5+0.5×0.30) 02.=4.6502.?d =( d + Zmin)AT??0=(4.65+0.072) 2.013=4.722 02.?校核：|δT|+|δA| ≤Zmax-Zmin0.4（Zmax-Zmin ）+0.6（Zmax-Zmin）≤Zmax-Zmin0.032=0.032，滿足公差間隙條件3.6.1.4? 5.5 小孔的孔距尺寸：Ld1=L1±1/8Δ=26±0.125 ×2×0.15=26±0.0375Ld2=L2±1/8Δ=37±0.125 ×2× 0.15=37±0.03753.6.2 落料計算：落料時采用凸模與凹模配做法。以落料凹模為基準件。此制件屬于 A 類尺寸。A =(A + χ△)jmin4/0▲?圖（2）凸凹模尺寸B =（ D max-χ△）A??0=（63-0.5×0.3） 35.014= 62.85 035.?B =（B - Zmin）TA0　??=（62.85-0.072） 025.=62.922025.?校核：|δT|+|δA|≤校核：|δT|+|δA|≤ Zmax-Zmin 0.032≤0.032滿足公差間隙條件C =（ D max-χ△）A??0= （54-0.5×0.3） 35.0=53.85 035.?C =（C - Zmin）TA0　??=（53.85-0.072） 025.=53.778025.?校核：|δT|+|δA|≤ Zmax-Zmin 0.032≤0.032 滿足公差間隙條件A =（ D max-χ△） ??0=（8-0.5×0.3） 25.0=7.85 025.?A =（A - Zmin）T0　??=(7.85-0.072)02.15=7.77802.?校核：|δT|+|δA|≤ Zmax-Zmin 0.032≤0.032 滿足公差間隙條件第 4 章 模具總體設計164.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用反裝復合沖壓，所以模具類型為反裝復合模。4.2 定位方式的選擇在本模具中采用的是條料，所以選用導料銷和擋料銷來實現(xiàn)對沖裁條料的定位。4.3 導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，該模具采用中間導柱的導向方式。第 5 章 模具主要零部件的設計5.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設計175.1.1 凹模的設計在本模具中采用螺釘和銷釘將凹模直接固定在支撐件上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷釘和螺釘固定時要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近,否則會影響模具的壽命。壁厚 40 查表 2.9.4 確定凹模厚度為 20㎜。凹模厚度 H=kb=0.25×39.69=9.92 mm 取 10 mm (查表 2.9.5 得 k=0.25)凹模壁厚 C=（1.5～2）H=15 mm～20 mm取凹模厚度 H=10 mm ，凹模壁厚 C=20 mm凹模寬度 B=b+2c=39.69+40=79.69 mm 取標準值 B= 80 mm 凹模長度 L 取 160mm（送料方向） 確定凹模尺寸為 80 mm×120 mm ×20 mm現(xiàn)制草圖如下：圖（3）凹模草圖5.1.2 沖孔凸模的設計：在本模具中凸模用來成型四個 ?4.5 的小孔和一個四方 12x4.5 的孔，由于直徑的不同現(xiàn)選擇二種不同的沖頭。185.1.2.1 設計 ?4.5 小孔的沖頭：L=h +h +t+h12=20+20+0.8+18=58.8mm凸模長度的校核計算:F=1.3×Т×t×L=135.131KN經(jīng)校核計算凸模的強度足夠.5.1.3 落料凸模(凸凹模)結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成直通式。其總長 L 為：L=h +h +t+h12=20+15+31+14=80mm長度的校核計算L≤416 F=1.3×Т×t×L=135.131KN FJ/經(jīng)校核計算凸模的強度足夠. 5.2 定位零件的設計:在本模具中采用的是條料，所以選用導料銷和擋料銷來實現(xiàn)對沖裁條料的定位。導料銷一般設兩個，并位于條料的同一側(cè)。從左向右送料時，導料銷裝在右側(cè)，從前先后送料時導料銷裝在左側(cè)。導料銷在本模具中直接 安裝在凹模板上。在裝配圖中很容易看到。擋料銷同樣起定位的作用，用它擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進距離。在本模具中試用固定擋料銷，其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，在中銷模具中廣泛應用作定距；但其存在著缺點：銷孔距離凹模刃壁較近，削弱了凹模的強度。所以在本模具中選用鉤型擋料銷。這種擋料銷銷孔距離凹模刃壁較遠不會削弱凹模的強度。但為了防止鉤頭在使用的過程中發(fā)生轉(zhuǎn)動，需考慮防轉(zhuǎn)。5.3 導向裝置的設計：導向裝置用來保證上模相對于下模正確的運動，對于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長的模具，一般都需要采用導向裝置，本模具中應用導柱導套裝置來完成導向.195.4 打料裝置的設計:在本模具中采用打桿推動連接推桿來完成打料動作，打桿穿過模柄凸露在模具的外面，當完成一次沖裁時壓力機滑塊回程，打桿與壓力機的打料橫桿相碰，打桿推動連接推桿將卡在凸凹模的凹?？變?nèi)的圓形廢料打下，當注意的是：第一：需要保證打桿在模柄內(nèi)的順利滑動，須間隙配合。第二：需要保證連接推桿在凸凹模內(nèi)的順利滑動，須間隙配合。5.5 頂件裝置的設計:頂件裝置一般是彈性的，在本模具中是由頂桿、頂件塊和裝在下模座下面的彈頂器組成，這種結(jié)構(gòu)的頂件力容易調(diào)節(jié)，工作可靠。5.5.1 頂件塊的設計:本模具采用頂件塊將制件從卡在凹模內(nèi)小凸模上刮下，頂件塊在沖裁的過程中實在凹模中運動的零件，對它有如下的要求：模具處于閉合狀態(tài)時其背后有一定的空間，以備修磨和調(diào)整的需要；模具處于開啟狀態(tài)時，必須順利復位，工作面高出凹模平面，以便繼續(xù)沖裁；它與凹模和凸模的配合應保證順利滑動，不發(fā)生干涉。為此頂件塊與凹模為間隙配合，其外形尺寸一般按公差與配合國家標準h8 制造。頂件塊與凸模的配合一般呈較松的間隙配合。5.5.2 頂桿的設計:在本模具中選用四個頂桿與彈頂器上的托板相配合，四個頂桿均勻分布，傳送的橡皮的推件力較為平穩(wěn)，在此需要注意的是：頂桿、的直徑不能太小，以免在克服橡皮彈力時發(fā)生撓曲。還有頂桿與下模上的孔相配合，必需保證其在孔內(nèi)順利的滑動，所以頂件塊與凹模為間隙配合，其外形尺寸一般按公差與配合國家標準 h8 制造。5.5.3 橡皮的設計：橡膠允許承受的負荷較大，且產(chǎn)生的彈性較為平穩(wěn)，安裝調(diào)整靈活方便，是沖裁模具中常用的彈性元件。卸料橡膠的設計計算 H =H -H 。 （計算參照表安 裝 自 由 預8.2.4）計算結(jié)果為：H =31mm安 裝橡皮和托板組成頂件器，其具體的結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：20圖（4）頂件器草圖5.6 連接裝置的設計5.6.1 模柄的設計:本模具屬于中型模具,采用模柄將上模固定在壓力機的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機滑塊連接的零件。對它的基本要求是:一要與壓力機滑塊上的模柄孔正確配合,安裝可靠；二要與上模正確而可靠的連接。在本模具中選用旋入式模柄，通過螺紋與上模座連接并加螺絲防止轉(zhuǎn)動。這種模柄可較好的保證軸線與上模座軸線垂直,適用與各種中、小型模具。模柄材料通常采用 Q235 或 Q275 鋼,在此選用 Q235 鋼.其支撐面應垂直于模柄的軸線(垂直度不應超過 0.02:100)。模柄在本模具選用標準尺寸，并根據(jù)前文壓力機的參數(shù)確定模柄的直徑和長度。現(xiàn)制草圖如下并標明其具體尺寸：5.7 固定板的設計:將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬Φ奈恢脡喝牍潭ê螅鳛橐粋€整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸凹模需要由固定板來固定。固定板的厚度一般取凹模厚度的 0.6～0.8 倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,需考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢?。固定板的凸凹模安裝孔與凸凹模采用過渡配合 H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平?，F(xiàn)選用標21準凸凹模固定板尺寸為: 80mm×120mm×20mm5.7.1 墊板的設計:墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取 15mm5.7.2 螺釘與銷釘?shù)脑O計:螺釘和銷釘都是標準件，設計模具是按標準選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘，螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用 M55.7.3 卸料板的設計: 卸料板的邊界尺寸和固定板相同，厚度為 12mm.5.8 模架及組成零件的確定:5.8.1 模架的選用:本模具選用由上模座,下模座,導柱,導套組成導柱模模架及其零件已經(jīng)標準化，在此選用中間導柱模架.沖壓時可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。5.8.2 模座的確定:本模中具選用標準模架，因在前述中確定了凹模尺寸為 80㎜×120㎜ ×20㎜ ，根據(jù)標準確定下模座尺寸為: 250㎜×180㎜×45 ㎜. 上模座尺寸為: 250㎜×180㎜×40 ㎜.導柱 d/mm×L/mm 分別為 ?28×150，?32×150；導套d/mm×L/mm×Dmm 分別為 ?28×100×38，?32×100×3822第 6 章 模具工作原理：本模具屬于半加工，將半制品放到下模上，上模下行，折彎凸模 2 壓著半制品使沖孔凹模板 1 向下運動。此時頂桿 3 壓著托板使橡皮收縮。當 1 與墊板壓緊時，上模繼續(xù)下行，上模橡皮開始收縮，沖孔與折彎完成。壓力機行程一次，沖壓一次。沖裁完成。壓力機滑塊回程，帶動上模上行，彈性橡皮回彈，卡在模具上的制件卸下。廢料從下模落出。圖（5） 模具總裝圖23第 7 章 模具的裝配總裝時，首先應根據(jù)主要零件的相互依賴關系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來確定裝配基準件，例如復合模一般以凸凹模作為裝配基準件，級進模以凹模作為裝配基準件；其次，應確定裝配順序，根據(jù)各個零件與裝配基準件的依賴關系和遠近程度確定裝配順序。裝配結(jié)束后，要進行試沖，通過試沖發(fā)現(xiàn)問題，并及時調(diào)整和修理直至模具沖出合格零件為止。7.1 裝配前的準備7.1.1 通讀設計圖樣，了解正裝式復合模的結(jié)構(gòu)特點。本模具的裝配工藝要 點是：同時保證落料和沖孔用凸凹模間隙的均勻；打料機構(gòu)工作可靠，能及時推出工件。7.1.2 查對各零件已完成裝配前的加工工序，并經(jīng)檢驗合格。7.1.3 確定裝配方法和裝配順序。經(jīng)查對認定模具零件已加工完成，可采用直接裝配方法。結(jié)合模具結(jié)構(gòu)特點，對凸凹模、凸模先進行分組裝配，再進行總裝配。選用以凸凹模為基準件，先裝配上模，再裝配下模及輔助零件。7.2 裝配模柄將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷孔，打入止轉(zhuǎn)銷。7.3 裝配凸凹模按照壓入法操作要求，將凸凹模壓入固定板中，檢查凸凹模相對固定板基準面的垂直度，并刃入凸模，用工藝定位器法檢查配合間隙的均勻性。待凸凹模全部壓入，認定間隙分布均勻后，磨平固定板支撐面和凸凹模刃口面。7.4 裝配凸模將凸模壓入固定板中，按壓入法裝配要領，檢查其相對固定板基準面的垂直度，認定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。7.5 裝配下模將組裝好的凸模—固定板和下墊板，按照設計要求位置，安裝在下模座上，緊固螺釘，鉆、鉸銷孔，裝入圓柱銷。247.6 裝配上模將組裝好的凸凹?！潭ò搴蜕蠅|板，安裝在上模座上，緊上螺釘，用工藝定位器法控制上下模的配合間隙，使其均勻。認定均勻后，在上模相應部位鉆、鉸銷孔，打入圓銷。 7.7 安裝凹模將凹模安裝在下模相應部位，凹模和凸凹模間隙，用墊片法或直接安裝法控制其均勻性。7.8 試切用紙試沖，觀察沖切紙邊的狀況，經(jīng)調(diào)整并認定均勻后， 鉆、鉸另一組銷孔，打入圓銷。 7.9 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.安裝卸料板和彈簧，安裝后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低 0.2-0.5mm.在設計指定的壓力機上，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.25第二部分 彎曲模設計第 1 章 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析此零件為一個簡單的 90°的 u 形件，其彎曲圓角半徑 r 為 1mm,材料選擇 08鋼,板厚為 0.8mm。其工藝性主要包括彎曲件的精度、圓角半徑、板料的纖維方向與彎曲線夾角、彎曲的直邊高度、其他工藝性等。1. 1 彎曲的直邊高度一般彎曲件為了避免穩(wěn)定性不好，要求直立部分高度 H>2.5t,很顯然此零件符合工藝性要求1.2 孔邊距為防止孔彎曲時發(fā)生變形，應使孔位于變形區(qū)之外。即：L≥2t所以，此 零件完全符合要求。1.3 最小彎曲半徑根據(jù)所用材料，查表 3.2.2 可知最小彎曲半徑為 0.4t 1≥0.32 所以該彎曲件符合要求.26第 2 章 主要工藝參數(shù)計算2.1 彎曲力的計算自由彎曲需要的力 經(jīng)計算得：trKBFb???27.0F =35.392KN自 由校正彎曲時彎曲力的計算：F =qAZ=40×60.2=96.32 KN頂件力的計算F =（ 0.3～0.8）FD自z=10.6176～28.3136=28KN2.2 壓力機的壓力確定F≥（1.2～1.3）F + F自 由 D≥（42.4704～46.0096）+28≥ 74.0096 KN2.3 回彈量的計算：因為此工件的圓角半徑 R〈 0.8t，工件的彎曲半徑一般變化不大，所以只考慮角度回彈。 。查表取回彈角為 2027第 3 章 彎曲模工作部分設計3.1 凸、凹模間隙的計算單面間隙為 Z/2 Z/2=（1+n）t=(1+0.05) ×0.8=0.84mm （ 查表得 n=0.05）3.2 凸、凹模工作部分尺寸：3.2.1 凸、凹模寬度尺寸計算：L =(L -0.75)Amax??▲?0=(70-0.75×0.62) ?0=69.535 074.?L =( L -Z)TA0　???=(69.535-2.1) 0??=67.43503.?L ≤77.435 即，凹模的寬度應該不大于展開長度的 0.8 倍A67.435≤84×0.8 所以之間符合要求。3.2.2 凸、凹模的圓角半徑以及凹模的深度一般情況下，凸模的圓角半徑 r ≤r.所以，取 r =2mm。pp查表可知：凹模的圓角半徑 r =10mm. 凹模的深度 L=20 mmd28V 形凹模的底部可開退刀槽或取圓角半徑 r 為：底r =（0.6～0.8） （r + t）底 p=（0.6～0.8）×2.8取 r =2.24 mm底第 4 章 模具總體設計4.1 模具類型的選擇由沖壓工藝性可知，采用單工序沖壓，模具類型為單工序模。4.2 定位方式的選擇為保證坯料在彎曲模內(nèi)準確定位，也為在彎曲過程中坯料的偏移，提高定位精度，采用定位板和定位銷。4.3 卸料出件方式的選擇此工件為等于 的 U 形件，成形后留在凹模上，隨凸模上行底部受壓的彈?90簧彈性恢復推動頂桿而頂出制件。4.4 導向方式模具屬于復合沖模，結(jié)構(gòu)復雜，導向精度導套導柱裝置。綜上可設計此模具主要由，模柄，上模板，凸模，U 形凹模，下模板等組成。初步計算模具閉合高度 mH15?模29凹模座的外輪廓尺寸約計為 m160?根據(jù)上述公稱壓力的計算，選用公稱壓力是 40KN 的壓力機就行了。但該工件凸、凹模長度較大，為了滿足閉合高度的要求選擇 100KN 的 J23-100A 壓力機。4.5 連接與固定零件第 5 章 設備的選定該零件所需的彎曲力 23.582 KN模具閉合高度 H=205 mm模具外廓尺寸 200 mm×300 mm此時 開式可傾壓力機，主要力學性能為：KN10公稱壓力 10最大裝模高度 m2行程 8臺面尺寸 380 mm×260 mm根據(jù)模具閉合高度，彎曲力，外廓尺寸等數(shù)據(jù)選定此設備是合適的。30結(jié) 論大學三年的學習即將結(jié)束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖、中信重型礦山機械廠的生產(chǎn)實習，我對于冷沖模具、塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導老師的細心指導下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關資料，通過這些實踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設計工作者應有的素質(zhì)。設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。 在設計的過程中，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)設計任務。由于學生水平有限，而且乏經(jīng)驗，設計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正31致 謝 畢業(yè)設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。通過這次畢業(yè)設計使我在溫習學過的知識的同時又學習了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證工件的經(jīng)濟性，加工工藝的合理性。在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。通過對支架拐件冷沖模的設計，我對沖裁模、彎曲模有了更為深刻的認識，特別是這種沖孔落料模具的設計。彎曲模的主要零件的加工一般比較復雜，多采用線切割進行加工，彎曲回彈的影響因素多，不容易從純理論的角度精確的計算出來，多需要在試模后再進行調(diào)整。在模具的設計過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設計中對它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如32人意，如壓力計算時的公式的選用、凸凹模間隙的計算、卸件機構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進行進一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設計即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教各位老師有關模具方面的問題，并且和同學的探討，模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。在這次設計過程中得到了老師以及許多同學的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導老師原紅玲老師在這一段時間給予無私的幫助和指導，并向他們致于深深的敬意，對關心和指導過我各位老師表示衷心的感謝!參 考 文 獻1、 劉建超、張寶忠主編： 沖壓模具設計與制造， 高教社出版 2、 王孝培 主編： 沖壓手冊， 機械工業(yè)出版社 3、 李碩本 主編： 沖壓工藝學， 機械工業(yè)出版社 4、 丁松聚 主編： 冷沖模設計， 機械工業(yè)出版社 5、 付宏生 主編： 冷沖壓成型工藝與模具設計制造 6、 吳伯杰 主編 沖壓工藝與模具7、 夏巨諶 李志剛主編 中國模具設計大典8、 王秀鳳 萬良輝 主編 沖壓模具設計與制造9、 羅益旋 主編 新沖壓新工藝新技術(shù)及模具設計實用手冊10、王孝培 主編 沖 壓 手 冊