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型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)
1 緒 論
目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?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(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家上有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)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(dá)國家的模具相比距離相當(dāng)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，近10年來，我國模具行業(yè)一直以每年15％的增長速度快速發(fā)展。十五期間，我國模具行業(yè)年增長速度達(dá)到20％。2005年模具銷售額達(dá)610億元，同比增長25％，排在世界第三位；模具出口大幅增長，表明模具水平和競爭力提高。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2005年模具出口7．4億美元，同比增長50％以上；模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更趨高檔，復(fù)雜、精密、長壽命的模具份額提高到30％。目前，國內(nèi)約有模具生產(chǎn)廠商3萬余家，從業(yè)人員有80多萬人，全年模具產(chǎn)值達(dá)534億元人民幣。涌現(xiàn)出一批模具行業(yè)領(lǐng)頭羊，如在汽車覆蓋件領(lǐng)域的一汽模具，輪胎領(lǐng)域的巨輪模具，塑料模具領(lǐng)域的海爾，模塊標(biāo)準(zhǔn)件領(lǐng)域的圣都等；不少地方出臺(tái)了扶持當(dāng)?shù)啬＞咝袠I(yè)發(fā)展的政策，如重慶、成都、蘇州、大連等地都在建立模具工業(yè)園區(qū)，改善發(fā)展環(huán)境，完善模具生產(chǎn)的配套體系。中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具行業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大了的動(dòng)力。
1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢
目前國內(nèi)市場中低檔模具供過于求，但高檔模具卻供不應(yīng)求。因此，要鼓勵(lì)企業(yè)增加設(shè)備，特別是骨干企業(yè)要配齊從模具粗加工、熱處理到各種精加工、光整加工、質(zhì)量控制與檢測等整套設(shè)備，一般企業(yè)要配備數(shù)控加工設(shè)備，實(shí)現(xiàn)模具制造的全自動(dòng)加工。積極鼓勵(lì)企業(yè)與大專院校進(jìn)行技術(shù)合作，廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、人工智能技術(shù)等進(jìn)行設(shè)計(jì)決策、模擬分析和估化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力。易模塑科技(深圳)有限公司目前在深圳模具業(yè)界處于領(lǐng)先地位，它引進(jìn)先進(jìn)的日本精密機(jī)械設(shè)備，并導(dǎo)入日本模具企業(yè)的流水線作業(yè)管理流程，使用日本模具制造業(yè)的先進(jìn)工藝，從事各類精密注塑模具、鋁合金壓鑄模具、鋅合金壓鑄模具等的開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造。近年來，該公司已成業(yè)內(nèi)翹楚，業(yè)務(wù)成長性高達(dá)300％。
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(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，據(jù)報(bào)道，高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應(yīng)用,歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平在國際上是一流的。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。
歐美模具企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)管理，使其生產(chǎn)的大型、精密、復(fù)雜模具，對(duì)促進(jìn)汽車、電子、通訊、家電等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用，也給模具企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。美國的模具企業(yè)，人均年銷售額在20萬美元左右；意大利人均年銷售額也在10萬美元以上。與國內(nèi)的模具企業(yè)相比，即使扣除價(jià)格因素的影響，歐美模具企業(yè)的生產(chǎn)效率也比我們高許多倍。要縮小與先進(jìn)工業(yè)國家的差距，必須加快技術(shù)進(jìn)步，提高CAD/CAE/CAM的應(yīng)用程度，增加數(shù)控加工設(shè)備的比重，用信息技術(shù)進(jìn)一步提高模具的設(shè)計(jì)制造水平。同時(shí)，要學(xué)習(xí)和借鑒國外的先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步深化企業(yè)改革。目前，國內(nèi)有些模具廠沖模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，這樣很難干好，必須走小而專、小而精、小而特的道路。同時(shí)要增強(qiáng)參與國際競爭的意識(shí)，加強(qiáng)國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作與交流，在提高模具國產(chǎn)化程度的同時(shí)，進(jìn)一步擴(kuò)大出口，走向世界。
1.3 支架模具設(shè)計(jì)與制造方面
1.3.1 支架模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路
彎曲是利用金屬的塑性變形，將板料，棒料、型材或管材等按設(shè)計(jì)要求彎曲成一定曲率和一定角度的零件的一種沖壓工序。它屬于成型工序，是沖壓加工的基本工序之一。彎曲件的尺寸精度與板料的厚度公差、材料性能、零件的形狀和尺寸、模具結(jié)構(gòu)和定位方式，以及工序的數(shù)量和先后順序等因素有關(guān)。生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，無特殊要求，彎曲件的尺寸精度以不高于IT13級(jí)為宜，角度公差應(yīng)不大于+/-15°。如果對(duì)彎曲件的尺寸精度有較高要求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)設(shè)置定位工藝孔；對(duì)角度公差有較高要求時(shí)，應(yīng)允許零件彎曲部位表面有輕微擦傷，或在彎曲工藝方面增加整形工序。
只有加強(qiáng)沖裁件基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)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(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。
支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(fù)合模具或級(jí)進(jìn)模具，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。
1.3.2支架模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度
1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間20天；
2.確定加工方案，所用時(shí)間5天；
3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間30天；
4.模具的調(diào)試．所用時(shí)間5天。
在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。
2 彎曲件工藝性分析及方案的確定
工件名稱：型件沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)
生產(chǎn)批量：大批量
材料：08號(hào)鋼
材料厚度：2mm
圖1—1
2.1彎曲件工藝性分析
此工件為典型彎曲件。材料是08剛，具有狼嚎的彎曲性能適合彎曲成型加工。工件結(jié)構(gòu)簡單，除了裝配尺寸公差等級(jí)IT14級(jí)有嚴(yán)格的要求外其余尺寸均為自由公差，工件整體上看尺寸精度低，普通彎曲成型完全能滿足要求。
2.2工藝方案的確定
該工件彎曲成型，可以一次成型，也可以二次彎曲成型有如下三種方案可供選擇：
方案一：采用在一套模具上成型，復(fù)合模生產(chǎn)。如下圖所示：
圖 1-2
方二：采用一次彎曲成型，單工序生產(chǎn)。如下圖所示：
圖 1-3
方案三：采用兩次彎曲成型，采用兩套單工序模生產(chǎn)。如下圖
圖1-4（首次彎曲）
2.3彎曲件工藝方案分析
方案一、模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)制造成本與方案三基本一樣，但工件尺寸精度高，位置精度容易保證，生產(chǎn)效率也高。
方案二、模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本低，但工件尺寸精度比較低，尤其是四個(gè)直角的精度難以得到保證。另外，在彎曲過程中，由于凹模肩部妨礙了坯料的轉(zhuǎn)動(dòng)，加大了坯料通過凹模圓角的磨擦力，使彎曲件側(cè)壁容易擦傷和變薄，成型后彎曲件兩肩部與底面不平行。
方案三：模具結(jié)構(gòu)能相對(duì)簡單，但生產(chǎn)成本較高，由于采用兩幅模具進(jìn)行彎曲成形，從而可以避免了方案二中的缺陷，提高了彎曲件的質(zhì)量，但由于采用兩幅模具進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，另外，凹模的強(qiáng)度不易保證。
綜上所述，經(jīng)過對(duì)三種方案的比較分析可見，該工件的彎曲成型生產(chǎn)方案采用方案三比較合理。
3、主要設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1主要設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1.1彎曲件毛坯坯料尺寸計(jì)算
式中：——彎曲件毛坯長度（mm）；
——彎曲件各直線段長度之和 （mm） ；
——彎曲件各部分（圓弧部分）應(yīng)變中性層展開長度之和（mm）；
式中：——第一段圓弧部分應(yīng)變中性層展開長度（mm）；
其中：
圖 1-6
經(jīng)查資料得公式：
式中：——應(yīng)變中性層的曲率半徑（mm）；
其中：
式中：X——中性層位移系數(shù)，查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》教程，表3.4.1得X=025:；
所以：
所以：
毛坯長度：
3.1.2 彎曲應(yīng)力的計(jì)算
該模具工件屬于自由彎曲成型，所以U型件彎曲力：
式中：——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力（N）；
B——彎曲件的寬度，B=70mm；
t——彎曲材料的厚度（mm）；
r——彎曲件的內(nèi)部彎曲半徑（mm）；
——材料的抗拉強(qiáng)度（MPa）;
K——完全系數(shù)，一般取K=1.3
所以：
3.1.3 圧料力計(jì)算
根據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》公式（3.5.4），如果彎曲模具設(shè)有頂出裝置或壓料裝置時(shí)，其定出力可以近似取自由彎曲力的30%~80%即：
在此?。?
3.1.4 壓力機(jī)公稱壓力的確定
根據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》公式（3.5.5）即：
式中：——彎曲應(yīng)力
---壓料力
考慮到彎曲工件板料較厚，而且板寬也較大，壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)取值偏大為宜。
在此取：
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查《模具使用技術(shù)手冊(cè)》表2-3初選壓力機(jī)為：J23-10。
3.2彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計(jì)
3.2.1凸模圓角半徑設(shè)計(jì)
由方案一可知，所涉及的復(fù)合模整個(gè)工作原理可分為兩部分：U型彎曲和在U型彎曲基礎(chǔ)上的型彎曲。歸根到底，其設(shè)計(jì)為U型彎曲種類，所以，其設(shè)計(jì)可按U型件設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)。因?yàn)椋递^小，所以取r :。
3.2.2 凹模圓角半徑
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可知：當(dāng)t=2~4mm時(shí)，
從保證制件精度要求考慮，特別是所設(shè)計(jì)的彎曲復(fù)合模值不宜取最大值。此取
3.2.3凹模深度
圖1-7
凹模深度過小，則坯料兩端受壓部分太多，工件回彈大，而且不平直，影響工件質(zhì)量。如果過大，則浪費(fèi)模具鋼材，且需沖床有較大的工作行程。
由前面計(jì)算可知彎曲件邊長
據(jù)邊長L=28.36mm查相關(guān)資料得：
3.2.4 凸、凹模間隙計(jì)算
查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》的U型件彎曲的凸、凹模單邊間隙可按下式計(jì)算：
式中：——彎曲凸、凹模單邊間隙（mm）；
t——工件材料厚度（基本尺寸）（mm）；
——工件材料厚度的正偏差（mm）；
X——間隙系數(shù)，查《中國模具設(shè)計(jì)大典3》表19.3-19得 X= 0.1；
3.3 U形彎曲凹凸模橫向尺寸的設(shè)計(jì)
圖1—8
由工件圖上可知：工件是內(nèi)形標(biāo)注的彎曲件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以圖凸模為基準(zhǔn)先確定凹模尺寸。再利用凹凸間隙求出凹模的尺寸。
根據(jù)《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》教程公式（3.944）與（3.9.5）得：
凸模尺寸為：
式中：——凸模橫向尺寸（mm）；
——彎曲件橫向的最小極限尺寸（mm）；
——彎曲件的尺寸公差（mm）；
——凸模的制造公差，采用IT17級(jí)。
所以：
查《公差與配合手冊(cè)》表1-6標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)IT17級(jí)得：
凹模尺寸為：
式中：——凹模橫向尺寸（mm）；
——凹凸模雙面間隙（mm）；
——凹模的制造公差，取IT18級(jí)得:
查《公差與配合手冊(cè)》表1-6標(biāo)準(zhǔn)公差值IT18級(jí)得：
3.4 彈簧的選用
彈簧是模具中廣泛應(yīng)用的彈性元件，主要彈性卸料用。
3.4.1每個(gè)彈簧力計(jì)算
根據(jù)模具安裝位置，選定4個(gè)彈簧，每個(gè)彈簧的彈頂力為：
式中：——彈簧復(fù)位的彈頂力（N）,在此=44708.63；
——彈簧的預(yù)頂力（N）；
——彈簧的數(shù)量。
查《中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編彈簧卷》GB/T2089-94表有關(guān)彈簧規(guī)格，初選規(guī)格為35mm*300mm，具體參數(shù)是D=35mm,d=10mm,t=21.7mm,
N,，，n=12.5.
3.4.2彈簧預(yù)壓縮量
式中：——彈簧預(yù)壓縮量（mm）；
——彈簧最大允許負(fù)荷（N）。
所以：
3.4.3彈簧校核
彈簧實(shí)際工作總壓縮量：
式中：——彈簧工作行程（mm）；
式中：——凸模進(jìn)入凹模深度22mm；
——擺塊進(jìn)行第二次彎曲工作時(shí)，凸模下滑行程50mm。
所以：
顯然，，所以選用的彈簧式合適的，可用。
4 模具類型的選擇
4.1 模具結(jié)構(gòu)選擇
由彎曲工藝分析可知，采用復(fù)合模，所以模具類型為復(fù)合模。模具結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖1-9
模具上模部分主要由：凹模、打桿、壓板組成。卸料方式采用剛性打件裝置卸料，工作原理：上?；爻?，壓力機(jī)限位裝置迫使大干推動(dòng)壓板把彎曲件從凹模腔中推出。下模部分由凸模、限位釘（2個(gè)）、擺塊（一對(duì)）、導(dǎo)板、銷釘（2個(gè)）、內(nèi)六角螺釘（4個(gè)）、下模座、限位塊（2個(gè)），上墊板，下墊板，彈簧等零件組成。
彎曲坯料由前一沖裁工序準(zhǔn)備尺寸為：113mm*50mm，板料有前方送進(jìn)，送料方向定位由限位螺釘限位，左右方向由限位塊定位，板料定位后，上模下行，凸模壓入凹模同時(shí)把板料拉入模腔內(nèi)，進(jìn)行首次U型彎曲動(dòng)作，當(dāng)凸模壓入凹模深度22mm時(shí)，首次U型彎曲完成，進(jìn)入二次彎曲動(dòng)作，這時(shí)在上模下行力的驅(qū)使下擺塊被迫左右擺動(dòng)，同時(shí)板料發(fā)生二次彎曲動(dòng)作，最后工件成型為型件。憂郁彎曲回彈力的作用下，工件被卡在凹模型腔內(nèi)，隨著上?；爻蹋?dāng)上模的打桿觸動(dòng)壓力機(jī)的限位裝置時(shí)，打桿推動(dòng)壓板迫使工件從凹模中頂出，卸下工件。在上?；爻掏瑫r(shí)，下模的彈簧彈性勢能釋放，驅(qū)使凸?；爻蹋瑥亩瓿烧麄€(gè)工件的彎曲動(dòng)作。
4.2定位方式的選擇
因?yàn)槟＞卟捎玫氖乔耙还ば驔_裁好的板料，板料由模具前方送進(jìn)，送進(jìn)方向在凸模的頂部設(shè)有兩個(gè)限位釘定位，左右方向采用一對(duì)定位塊定位。
4.3出件方式的設(shè)計(jì)
彎曲成型后由于彎曲回彈力的作用下，工件會(huì)卡在凹模內(nèi)。為此，在這里采用了上出模的方式，利用壓力機(jī)的限位裝置迫使打桿推動(dòng)壓板頂出工件。
5 主要零件的設(shè)計(jì)
5.1工件零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1.1凸模的結(jié)構(gòu)草圖如下圖所示：
圖1-10
在凸模頂部鉆兩個(gè)的孔固定兩個(gè)限位釘，凸模與限位釘?shù)呐浜习碒7/n6配合。在底部鉆一螺紋孔來與上墊板鏈接，另外在兩側(cè)各鉆兩個(gè)銷釘孔用以安裝擺塊，其中銷釘與銷釘孔采用H7/m6配合。
5.1.2凸模主要尺寸的計(jì)算
長度方向：
式中：——坯料的寬度（mm）；
——坯料寬度70mm；
式中：t——凸模長度方向上側(cè)壁厚度，綜合考慮到模具強(qiáng)度、剛度和生產(chǎn)成本，選t=10mm。
L=70+2*10=90mm
寬度方向：
有前面凸模橫向尺寸計(jì)算可知：；
式中：P——擺塊的厚度，有后面擺塊設(shè)計(jì)知，P=16mm。
所以：
從定位準(zhǔn)確和加工難易程度考慮，在此選R=5mm。
高度方向：
式中：——首次彎曲時(shí)，凸模進(jìn)入凹模的深度22mm。
式中：——首次彎曲時(shí)，凸模進(jìn)入凹模的深度mm；
——擺塊高度，由后面擺塊設(shè)計(jì)中可知；
——導(dǎo)板的高度10mm，由后面設(shè)計(jì)可知；
——下模座的高度24mm，由后面設(shè)計(jì)可知。
所以h=22+58+10+24=114mm
凸模其余尺寸的設(shè)計(jì)和具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可參見后面的凸模零件圖所示。
5.2凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖1-11
考慮到凹模在彎曲時(shí)所受的彎曲力合作有張力都比較大，因此，對(duì)凹模的強(qiáng)度和剛度都要有較高的要求。為了保證凹模的強(qiáng)度和剛度，在此把凹模和模柄做成一個(gè)整體，其結(jié)構(gòu)草圖如下圖所示：
5.2.1凹模主要尺寸的設(shè)計(jì)
長度方向：由前面的計(jì)算可知：
式中：——凹模側(cè)壁厚度。
因?yàn)楣ぜ诘诙纬尚褪窃诎寄Ｅc擺塊的共同作用下成型的，所以凹模壁厚應(yīng)略大于工件的凸緣外伸部分尺寸，即：
由前面彎曲件坯料尺寸計(jì)算可知，
所以：
綜合考慮模具剛度和生產(chǎn)成本，在此取。
所以：，在此，取L=87mm。
高度方向：
式中：——首次彎曲凸模進(jìn)入凹模的深度為22mm；
——壓板高度（mm），=23mm。
所以：
凹模其余尺寸的設(shè)計(jì)和凹模結(jié)構(gòu)的模具設(shè)計(jì)可參見后面的凹模結(jié)構(gòu)零件圖所示。
5.3擺塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.3.1擺塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示：
圖1-12
5.3.2擺塊的主要尺寸設(shè)計(jì)
圓角半徑R:
式中：——擺塊的厚度（mm），根據(jù)擺塊的工作受力情況和生產(chǎn)成本考慮在此選
擺塊寬度B：
式中：——彎曲坯料的板寬50mm。
由上面擺塊工作原理得L的計(jì)算公式如下：
式中：——模側(cè)壁的厚度，
——坯料厚度，
——擺塊厚度，
所以：L=14+2+16/2=24mm
擺塊的其余尺寸設(shè)計(jì)與具體結(jié)構(gòu)可參見后面擺塊零件圖所示。
5.4定位零件的設(shè)計(jì)
坯料的定位采用限位釘前方定位和定位塊左右定位，限位釘和凸?？撞捎肏7/n6配合固定，定位塊采用銷釘定位，螺桿固定在下模座上。
5.4.1限位釘?shù)脑O(shè)計(jì)
限位釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)草圖如下圖所示：
圖1-13
由于限位釘只起限位作用，基本上不受過大的力作用，所以限位釘尺寸設(shè)計(jì)如下即可滿足使用要求：
D=8mmh=5mm
其余尺寸設(shè)計(jì)見后面限位釘零件圖所示。
5.5定位塊的設(shè)計(jì)
定位塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示；
圖1-14
定位塊主要尺寸可按以下公式計(jì)算：
式中：——定位塊主要工作尺寸（mm）；
——凹模高度，
——坯料厚度，
——為定位可靠，設(shè)定的自由高度，在此選定。
所以：=114+2+5=121mm
定位塊的其余尺寸設(shè)計(jì)及具體結(jié)構(gòu)可參見后面定位塊零件圖所示。
5.6彈頂部件的設(shè)計(jì)
由于工件彎曲受力較大，在此采用彈簧作彈性元件。彈簧具有彈壓力大，彈頂靈活等優(yōu)點(diǎn)。該模具采用四根彈簧，上下墊板和4跟螺桿組成彈頂部件。
5.6.1墊片的設(shè)計(jì)
由模具結(jié)構(gòu)所限，上下墊板均是圓形結(jié)構(gòu)，主要設(shè)計(jì)如下：
上墊板：直徑155mm，厚度12mm；
下墊板：直徑155mm，厚度12mm。
上下墊板均采用45鋼制造，淬火厚度42 ~ 47HRC。其具體結(jié)構(gòu)見后面墊板零件圖所示。
5.6.2導(dǎo)板的設(shè)計(jì)
導(dǎo)板主要起導(dǎo)向定位作用，選材料T8A，淬火硬度55 ~ 60HRC制造尺寸：。其具體結(jié)構(gòu)以及尺寸設(shè)計(jì)見后面墊板零件圖所示。
6 壓力機(jī)的參數(shù)與比較
由前面壓力機(jī)工程壓力計(jì)算初選壓力機(jī)型號(hào)：J23-10，查《模具實(shí)用技術(shù)手冊(cè)》表2—3得壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力：100KN；
滑塊行程：45mm；
最大閉合高度：180mm；
最大裝模高度：180mm；
連桿調(diào)節(jié)長度：35mm；
工作臺(tái)尺寸（前后*左右）：160mm*200mm；
墊板尺寸（厚度）：35mm；
模柄孔尺寸：30mm*60mm；
最大傾斜角度：；
由上述技術(shù)參數(shù)可知，所選壓力機(jī)J23-10可用。
7 模具零件的加工工藝
7.1凸模的加工工藝過程
表1凸模加工工藝卡
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
1
備料
鋸床下料80 mm x 130 mm
2
煅造
煅成94 mm x 58 mm x 120 mm
3
熱處理
退火，硬度 229 HBS
4
刨
刨六面，互為直角92 mm x 58 mm x 120 mm
5
平磨
磨六方91 mm x 55 mm x 115 mm
6
數(shù)控銑
銑出擺塊安裝槽
7
熱處理
淬火硬度58 60 HRC
8
磨
1、 磨外形至圖紙要求尺寸，90 mm x 54 mm x 114 mm 。
2、 磨安裝槽至圖紙要求尺寸，70 mm x 16 mm x 84 mm 。
9
鉗
1、 倒角去毛刺。
2、 畫線、鉆孔、攻螺紋、精修等。
3、 研磨銷孔。
4、 精修全部達(dá)設(shè)計(jì)要求。
7.2凹模的加工工藝過程
表2凹模加工工藝卡
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
1
下料
鋸床下料85 mm x 120 mm
2
鍛造
煅成90 mm x 82 mm x 92 mm
3
熱處理
退火,硬度退火，硬度229 HBS
4
刨
刨外形與凹模腔，留2 mm 余量。
5
磨
磨外形與凹模腔，留0.5 mm 余量。
6
銑
樹控銑，銑20孔與16孔，留0.5余量。
7
熱處理
淬火硬度58 60 HRC
8
磨
磨至圖紙要求
9
鉗
倒角、去毛刺、精修、研磨凹模腔，16孔。
8 模具的裝配
模具的裝配全過程如下表格所示：
表3裝配工序卡
序號(hào)
工序
工藝說明
1
凸凹模預(yù)配
1、 裝配前仔細(xì)檢查凸模形狀、尺寸以及凹模的形狀與尺寸，是否符合圖紙要求尺寸精度，形狀精度。
2、 將凸模與凹模相配，檢查加工是否均勻。不適合者，應(yīng)重新修磨或者更換。
2
凸模裝配
以凸模為基準(zhǔn)，安裝好限位釘，擺塊。
3
裝配下模
1、 把導(dǎo)板與下模座安裝好。
2、 把彈頂部件安裝到下模座上。
3、 安裝凸模，由上端把已經(jīng)安裝好的凸模部件壓入導(dǎo)板孔至上墊板接觸，用螺釘把凸模與上墊板連接擰緊。
4、 安裝定位塊，把定位塊安裝到下模座上。
4
上模安裝
把壓桿插入凹模后與壓板連接好，擰緊。
5
安裝模具
分別把上模部分，下模部分安裝到壓力機(jī)工作臺(tái)上，并調(diào)出合理的間隙。
6
試沖與調(diào)整
開機(jī)試沖并根據(jù)試沖的結(jié)果作出相應(yīng)的調(diào)整。
9 模具試沖
下表分別列出了模具在試沖時(shí)常見的故障，原因和調(diào)整方法：
表4模具在試沖時(shí)常見的故障，原因和調(diào)整方法
常見故障
產(chǎn)生原因
調(diào)整方法
彎曲角度不夠
1、 凸凹模的回彈角制造過小
2、 凸模進(jìn)入凹模的深度太淺
3、 凸、凹模間隙過大
4、 試模材料不對(duì)
5、 彈頂器的彈力太小
1、 加大回彈角
2、 調(diào)整沖模閉合高度
3、 調(diào)整間隙值
4、 更換試沖材料
5、 加大彈頂器的彈頂力
彎曲位置偏移
1、 定位塊的位置不對(duì)
2、 凹模兩側(cè)進(jìn)口圓角大小不等，材料滑動(dòng)不一致
3、 沒有壓料裝置或者壓料裝置的壓力不足和壓板位置過低
4、 凸模沒有對(duì)正凹模
1、 調(diào)整定位板位移
2、 修磨凹模圓角
3、 加大壓料力
4、 調(diào)整凸凹模位置
沖件的尺寸過長或者不足
1、 凸凹模之間的間隙過小，材料被拉長
2、 壓料裝置壓力過大，將材料拉長
3、 設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算錯(cuò)誤或不正確
1、 調(diào)整凸凹模間隙
2、 減小壓料力
3、 改變坯料尺寸
沖件外部有光亮的凹陷
1、 凹模的圓角半徑過小，沖件表面被劃痕
2、 凸、凹模之間的間隙不均勻
3、 凸、凹模表面粗糙度太大
1、 加大圓角半徑
2、 調(diào)整凸、凹模間隙
3、 拋光凸、凹模表面
設(shè)計(jì)小結(jié)
通過對(duì)本模具的設(shè)計(jì)，基本掌握了對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)的方法及步驟，對(duì)復(fù)合模有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)沖壓模具的加工方法和制造途徑也積累了不少知識(shí)。通過對(duì)這次的方形墊片模具設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了除了正確掌握和應(yīng)用書本知識(shí)外，吸取和借鑒他人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)虛心向別人請(qǐng)教也是非常重要的。
致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)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(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；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(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
通過對(duì)彎曲冷沖模的設(shè)計(jì)，我對(duì)沖裁模、彎曲模有了更為深刻的認(rèn)識(shí)，特別是這種彎曲模具的設(shè)計(jì)。彎曲模的主要零件的加工一般比較復(fù)雜，多采用線切割進(jìn)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(jì)算出來，多需要在試模后再進(jìn)行調(diào)整。在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計(jì)中對(duì)它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高
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