汽車附件調角器低檔SUV滑軌I支架沖壓模具設計

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 學院畢業(yè)設計 第1章 開題報告 1.1、沖壓工藝與模具的發(fā)展方向 1.1.1、成形工藝與理論的研究 近年來，沖壓成形工藝有很多新的進展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的精度日趨精確，生產率也有極大提高，正在把沖壓加工提高到高品質的、新的發(fā)展水平。前幾年的精密沖壓主要市是指對平板零件進行精密沖裁，而現(xiàn)在，除了精密沖裁外還可兼有精密彎曲、拉深、壓印等，可以進行復雜零件的立體精密成形。過去的精密沖裁只能對厚度為5~8mm以下的中板或薄板進行加工，而現(xiàn)在可以對厚度達25mm 的厚板實現(xiàn)精密沖裁，并可對σb >900MPa的高強度合金材料進行精沖。 由于引入了CAE，沖壓成形已從原來的對應力應變進行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析，以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設計。在沖壓毛坯設計方面也開展了計算機輔助設計，可以對排樣或拉深毛坯進行優(yōu)化設計。 此外，對沖壓成形性能和成形極限的研究，沖壓件成形難度的判定以及成形預報等技術的發(fā)展，均標志著沖壓成形以從原來的經(jīng)驗、實驗分析階段開始走上由沖壓理論指導的科學階段，使沖壓成形走向計算機輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。 1.1.2、為了滿足制件更新?lián)Q代快和生產批量小的發(fā)展趨勢 發(fā)展了一些新的成形工藝(如高能成形和旋壓等)、簡易模具（如軟模和低熔點合金模等）、通用組合模具和數(shù)控沖壓設備等。這樣，就使沖壓生產既適合大量生產，也同樣適用于小批生產。 1.1.3、不斷改進板料性能，以提高其成形能力和使用效果 例如研制高強度鋼板，用來生產汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結構強度。 1.2、我國模具技術的發(fā)展趨勢 當前，我國工業(yè)生產的特點是產品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下， 用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質理好、價格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢是非常明顯的。 1.2.1、 模具產品將日趨高精度化、大型化、復雜化 模具產品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產要求的一模多腔(塑封模已達到一模幾百腔)使模具日趨大型化。 隨著零件微型化，以及模具結構發(fā)展的要求(如多工位級進模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原來的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差要求在1μm以下，這就要求發(fā)展超精加工。 1.2.2、多功能復合模具將進一步發(fā)展 新型多功能復合具是在多工位級進模基礎上開發(fā)出來的。一套多功能模具除了沖壓成形零件外，還可擔負轉位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務。通過這種多勸能模具生產出來的不再是單個零件，而是成批的組件。如觸頭與支座的組件，各種小型電機、電器及儀表的鐵芯組件等。 1.2.3、熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高 由于采用熱流道技術的模具可提高制作的生產率和質量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。國外熱流道模具已有一半用上了熱流道技術，有的廠甚至已達80%以上，效果十分明顯。國內近幾年已開始推廣應用，但總體 還達不到10%，個別企業(yè)已達到20%-30%。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產價廉高 質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。 1.2.4、氣體輔助注射模具和適應高壓注射成形等工藝的模具將積極發(fā)展 氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點，可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。國外，已經(jīng)較成熟。國內目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成 形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮氣)注射成形兩面部份，比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且氣體輔助注射常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。為了確保塑料件精度，將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具。在注射成形中，影響成型件精度的最大因素是成型收縮，高壓注射成型可強制樹脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。模具要求剛性好、耐高壓。特別是精密模具的型腔應淬 火，澆口密封性好，模具能準確控制。注射壓縮成型技術，是在模具預先半開模狀態(tài)或者在 鎖模力保持中壓或低壓，模具在設定的打開量下，注射溶融樹脂，然后以最大的鎖模力進行 壓縮成型，其效果是：(1)成型件局部內應力??；(2)可得到縮孔少的厚壁成型件；(3)對于塑件狹窄的部件也可注入樹脂；(4)用小注射力能得到優(yōu)良制品。該類模具的理想結構是：(1) 注射時樹脂以低的流動阻力迅速充填型腔；(2)充填完后能立即遮斷澆口部；(3)壓縮作用應僅限于型腔部。 1.2.5、模具標準件的應用將日漸廣泛 使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質量和降低模具制造成本。 因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產；其次要逐步形成規(guī)模生產，提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。 1.2.6、模具使用優(yōu)質材料及應用先進的表面處理技術將進一步受重視 在整個模具價格構成中，材料所占比重不大，一般在20%～30%之間，因此選用優(yōu)質鋼材和應用的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣 重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來高速鋼冶煉過程 中產生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質的問題。其碳化物微細，組織均勻，沒有材料方向性，因此它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長年使用尺寸穩(wěn)定等特點，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。特別對形狀復雜的沖件及高速沖壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。這種鋼材還適用于注射成型漆加玻璃纖維或金屬粉末的增強塑料的模具，如型腔、形芯、澆口等主要部件。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產品精料化、制品化，盡量縮短供貨時間亦是重要方向。 模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展 方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法，即擴滲如：滲碳、滲 氮、滲硼、滲鉻、滲釩外，應發(fā)展設備昴貴、工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。 1.2.7、在模具設計制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向。現(xiàn)在，全面普及CAD/CAM/CAE技術已基本成熟。由于模具CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件 價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是微機的普及應用，更為廣大模具企業(yè)普 及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好的條伯。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，技術培訓工作也日趨 簡化。在普及推廣模具CAD/CAM技術的過程中，應抓住機遇，重點扶持國產模具軟件的開發(fā)和應用。 加大技術培訓和技術服務的力度。應時一步擴大CAE技術的應用范圍。對于已普及了 模具CAD/CAM技術的一批以家電行業(yè)代表的企業(yè)來說，應積極做好模具CAD/CAM技術的深化 應用工作，即開展企業(yè)信息化工程，可從CAPP,PDM、CIMS,VR，逐步深化和提高。 1.2.8、快速原型制造(RPM)技術得到更好的發(fā)展 快速原型制造(RPM)技術是美國首先推出的。它是伴隨著計算機技術、激光成形技術和 新材料技術的發(fā)展而產生的，是一種全新的制造技術，是基于新穎的離散/堆積(即材料累加)成形思想，根據(jù)零件CAD模型、快速自動完成復雜的三維實體(原型)制造。RPM技術是集精密機械制造、計算機、NC技術、激光成形技術和材料科學最新發(fā)展的高科技技術，被公認為是繼NC技術之后的一次技術革命。 RPM技術可直接或間接用于模具制造。首先是通過立體光固化(SLA)疊層實體制造(LOM) 激光選區(qū)燒結(SLS)、三維打印(3D-P)熔融沉積成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通過一些傳統(tǒng)的快速制模方法，獲得長壽命的金屬模具或非金屬的低壽命模具。主要有精密鑄造、粉末冶金、電鑄和熔射(熱噴涂)等方法。這種方法制模，具有技術先進、成本較低、設計制造周期短、精度適中等特點。從模具的概念設計到制造完成僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技術與快速原型制造技術的結合，將是傳統(tǒng)快速制模技術，進一步深入發(fā)展的方向。 RPM技術還可以解決石墨電極壓力振動(研磨)成形法中母模(電極研具)制造困難問題，使該法獲得新生。青島海爾模具有限公司還構建了基于RE(逆向工程技術)/RPM的模具并行開發(fā)系統(tǒng)，具有開發(fā)質量高、開發(fā)成本低及開發(fā)周期短等優(yōu)點。 1.2.9、高速銑削加工將得到更廣泛的應用 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉速可達到40000～100000r/min,快速進給速度可達到30～40m/min，換刀時間可提高到1～3S。這樣就大幅度提高了加工效率，如在加工壓鑄模時，可提高7～8倍，并可獲得Ra≤10um的加工表面粗糙度。形狀精度可達10um。 另外，還可加工硬度達60HRC的模塊，形成了對電火花成形加工的挑戰(zhàn)。因此，高速銑削加工技術的發(fā)展，促進了模具加工的發(fā)展，特別是對汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。 1.2.10、模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將發(fā)揮更大的作用 英國雷尼紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國200多家模具廠點得到應用，取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的的模型所需的諸多功能，大大縮短的研制制造周期。如RENSCAN200快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上， 用雷尼紹的SP2-1掃描測頭實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，控制核心是雷尼紹TRACECUT軟件，可自動 生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工等程序及不同格式的CAD數(shù)據(jù)。用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。該公司又推出了CYCLON高速掃描機，這是一臺獨立工作的專門用來掃描的設備，不占用加工機床的工作時間。其掃描速度最高可達3m/min，大大縮短了模具制造周期，另外，其數(shù)據(jù)采集速度比RENSCAN200快，定時探針接觸力小 ，因此可以用非常細的探針，用來掃 描細小的模具和細微的特征表面 ，擴大模具生產的品種范圍。 由于模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、定電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大作用。 1.2.11、模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展 模具表面的精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，我國目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率低(約占整個模具制造周期的1/3)，且工人勞動強度大，質量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機，可實現(xiàn)三維曲面模具研磨拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機，可實現(xiàn)三給曲面模具研磨拋光的自動化。另外，由于模具型腔形狀復雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應注意發(fā)展特種研磨與拋光、如擠壓衍磨、電化學拋光、 超聲拋光以及復合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質量。 1.2.12、模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 隨著各種新技術的迅速發(fā)展，國外已出現(xiàn)了模具自動加工系統(tǒng)。這也是我國長遠發(fā)展 的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有如下特征：多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 第2章 成型加工方案的確定 制品零件圖如下： 如圖（2.1）（2.2）所示分別為低檔SUV滑軌I/支架的三維立體圖和二維工程圖。 圖（2.1） 圖（2.2） 2.1 零件的工藝分析 沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設計是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結構，形狀，尺寸等對沖裁件工藝的實應性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進行工藝分析。 本零件是汽車附件——調角器中的一個零件，從技術要求和使用條件來看，零件的精度要求不是很高，但要求具有較高的剛度和強度。零件尺寸公差無要求，由零件所標注的尺寸未注公差，尺寸均選為IT14。利用普通沖裁方式可達到圖樣要求。由于該件外形簡單，形狀規(guī)則，適于沖裁加工。材料為A3鋼，厚度為2.5mm 工件的落料毛坯圖如圖（2.2.1）（厚2.5mm） 圖（2.2.1） 工件的彎曲后毛坯圖如圖（2.2.2） 圖（2.2.2） 2.2 工藝方案的確定 確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應在不同的工藝分析進行全面的分析與研究，比較其綜合的經(jīng)濟技術效果，選擇一個合理的沖壓工藝方案。 表1 簡單模、復合模、連續(xù)模比較表 比較項目 簡單模 復合模 連續(xù)模 沖壓精度 低精度IT14級以下 高級和中級精度IT8—IT10級 中級和低級精度IT10—14級 工件尺寸及形狀特點 適合形狀簡單工件尺寸不受限制 工件形狀及尺寸大小受模具結構及強度限制 可以加工形狀復雜要件，適合加工小的異形件 生產效率 因單工序加，生產效率低 需用手或機械排除廢料和工件生產效率較低 工序間自動送料，可自動排除工件，生產效率高 使用高速自動沖床 操作困難，不便使用 出件排料困難，不作推薦 可以行程序400次/分或更高的沖床上工作 工作安全性 手需伸入沖模工作區(qū)，不安全，需采用安全措施 同簡單模 可自動送料，手不進沖模工作區(qū)，較安全 多排沖壓法的應用 很少采用 很少采用 廣泛應用，特別是尺寸較小的工件 沖模制造工作量和加工成本 簡單工件模具制造工件量小，成本低，復雜工件需多套模具，成本高 沖裁復雜形狀工件較簡單，比連續(xù)模低 沖裁簡單形狀工件比復合模低，比簡單模高 綜合上述可以進一步表明該零件屬于大批量生產，工藝性較好，沖壓件尺寸精度不高，形狀簡單,零件尺寸較大，不適合采用復合模,故采用單工序簡單模， 因此，該零件的沖壓生產要用到?jīng)_壓加工的基本工序有：落料、變曲、打裝配孔。則需落料模，彎曲模，沖孔模三副簡單模具。 2.3 工序設計與工藝計算 2.3.1、排樣、裁板方案 在沖壓零件的成本中，材料費用占60%以上，因此材料的經(jīng)濟利用是一個重要問題，而材料的經(jīng)濟利用又與排樣方式有關，排樣是指沖裁件在條料或板料上的布置方法。衡量排樣經(jīng)濟性的標準是材料的利用率，也就是工件上的實際面積與所占材料面積的比值。 圖（2.3.1） 直排法 圖（2.3.2）對頭直排法 其中條料的材料利用率 式中 ——沖件的實際面積（）； B——條料寬度（mm）； L——條料長度（mm）； ——條料上的沖件總數(shù)。 從上式可看出，若減少廢料面積，則材料利用率高。所以只有設計合理的排樣方案，減少工藝廢料，才能提高材料的利用率。 這里的毛坯尺寸105mm，342mm不算小，考慮到操作方便，工件較大,排樣采用直排法。 排樣時，沖件之間以及沖件與條料側邊之間留下的余料叫搭邊。它的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的沖件，以及保證條料有一定剛度，便于送料。 搭邊數(shù)值取決于以下因素： ①、工件的尺寸和形狀； ②、材料的硬度和厚度； ③、排樣的形式（直排、斜排、對排等）； ④、條料的送料方法（是否有側壓板）； ⑤、擋料裝置的形式（包括擋料銷、導料銷和定距側刃等的形式）。 搭邊值一般是由經(jīng)驗再經(jīng)過簡單計算和查表確定的。 查表2—18得搭邊值： a=2.2mm, 　　　　　 a1=2.5mm 　　?。ā独錄_模具設計指導》） 于是有： 進距:105+2.5=107.5mm 條料寬度：342+2×2.2=346.4mm 板料規(guī)格擬選用：2.5mm×1100mm×2300mm 沖件的實際面積=24371.4(CAD制圖中測出) 若用縱裁：裁板條數(shù)=3.174 取=3條（346.6×2300mm條料）； 每條個數(shù)=21.4 取=21個工件； 每板個數(shù)=3×21=63個 材料利用率 =60.7% 若用橫裁：裁板條數(shù)=6.6, 取=6條（346.6×1100mm條料）； 每條個數(shù)=10.2, 取=10個工件； 每板個數(shù)6×10=60個 由材料利用率，有縱裁>橫裁，其它大小一樣。 由此可見，縱裁有較高的材料利用率，且該零件沒有纖維方向的考慮，故決定采用縱裁。 排樣圖如圖（2.3.3）： 圖（2.3.3） 2.3.2、壓力中心計算 1、壓力中心概念： 沖裁力合力的作用點稱模具的壓力中心。沖裁件的壓中心與沖裁件的重心不同,它是指沖裁力合力的作用中心與沖裁力的大小及作用位置有關。而工件的重心則決定于工件的形狀及其質量分布。只有當工件具備中心對稱形狀時,其壓力中心才與重心相重合。 要求：沖裁壓力中心與機床滑塊中心重合。 2、壓力中心的確定： 簡單形狀工件的壓力中心：具有中心對稱的工件，其壓力中心與重心重合。凡是質量分布均勻,具有中心對稱形狀的沖栽件,其壓力中心與重心相重合。此時的壓力中心均位于工件輪廓圖形的幾何中心如圖（2.3.4）。 圖（2.3.4） 復雜形狀工件的壓力中心： x= y= 其中：x——壓力中心到Y軸的距離； y——壓力中心到X軸的距離； L~L——各段輪廓的長度； X~X——各段輪廓壓力中心到Y軸的距離； Y~Y——各段輪廓壓力中心到X與軸的距離。 沖裁力合力的作用點稱為沖模壓力中心。為了保證沖模和壓力機正常和平穩(wěn)地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線而與壓力機滑塊的中心線重合，如果中心不在模柄軸線上，滑塊會承受偏心載荷，沖壓時會使沖模與壓力機滑塊產生歪斜，從而導致滑塊導軌和模具導向裝置的不正常摩損。同時引起凸凹模間隙不均勻，使刃口迅速變鈍，甚至造成刃口損壞，降低模具使用壽命。 3、落料壓力中心 壓力中心如圖（2.3.5）所示 圖（2.3.5）壓力中心 由于工件形狀不對稱，故壓力中心： X== =173.5 Y== =38.8 其中： L=40mm x=0mm y=20mm L=342mm x=171mm y=0mm L=75mm x=342mm y=37.5mm L=54mm x=320mm y=90mm L=25mm x=284.5mm y=105mm L=81mm x=248mm y=72mm L=106mm x=171mm y=39mm L=81mm x=94mm y=72mm L=25mm x=57.5mm y=105mm L=79mm x=22.5mm y=72.5mm 由以上計算可知沖壓件壓力中心的坐標為(173.5,38.8) 4、沖孔壓力中心 壓力中心如圖（2.3.6）所示 圖（2.3.6） 壓力中心： X= = =200 Y= = =42.1 其中： L=34.5mm x=57mm y=67.5mm L=87.9mm x=57mm y=35mm L=40.5mm x=286mm y=65.5mm L=147.9mm x=295mm y=34mm 由以上計算可知沖孔壓力中心的坐標為(200,42.1) 2.3.3．壓力計算及沖壓設備選擇 1、沖壓設備的選用原則 壓力機的行程大小，應該能保證成行零件的取出與毛坯的放進，例如拉深所用壓力機的行程，至少應大于成品零件高度的兩倍以上。 壓力機工作臺面的尺寸應大于沖模的平面尺寸，且還須留有安裝固定的余地，但是過大的工作平面上安裝小尺寸的沖模對工作臺的受力是不利的。壓力機工作臺面的尺寸大于壓力機滑塊底面積, 壓力機滑塊底面積必須大于模具的尺寸,所以只須考慮壓力機滑塊底面積的大小. 2、壓力計算及其壓力機的選擇 設備類型的選擇要求依據(jù)沖壓件的生產批量、工藝方法與性質及沖壓件的尺寸、形狀與精度等要求來進行。 ①、根據(jù)沖件的大小進行選擇 ； ②、根據(jù)沖件的生產批量選擇； ③、考慮精度與剛度； ④、考慮生產現(xiàn)場的實際可能 ； ⑤、考慮技術上的先進性。 計算沖裁力的目的是為了合理地選用沖床和設計模具，沖床的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應沖裁的要求。 落料力：=1.3×963.6×2.5×340=1064.8(KN) 0.04×1064.8=42.6(KN) 1064.8+42.6=1107(KN) 彎曲力：=115.4(KN) =0.8=0.8×115.4=96.32(KN) =+=115.4+96.32=211.72(KN) 沖孔力：0.8×3.14×2.5×450×(11+28)=110.2(KN) 1.3×28×2.5×370+1.3×116×2.5×370=173.2(KN) =110.2+173.2=283.4(KN) 由上可知,，；分別選取壓力機。 選用壓力機時，主要考慮沖壓的工藝性、生產批量、沖壓工序特點、制件形狀、尺寸和精度，同時盡量采用現(xiàn)有設備，這樣有利于安排生產。具體原則如下： ①、壓力機的公稱壓力必須大于計算的總壓力的1.2~1.3倍； ②、壓力機的裝模高度必須大于模具的閉合高度； ③、壓力的行程應滿足制件高度尺寸的要求； ④、壓力機的行程次數(shù)應滿足最高生產率和材料變形速度的要求； ⑤、工作臺面尺寸、漏料孔大小、滑塊底面尺寸等均應滿足模具的正確安裝和使用要求； ⑥、應滿足完成此加工工序所需要的總功率大小。 落料選取1250KN壓力機 公稱壓力 1250kN 發(fā)生公稱壓力時滑塊離下死點距離 10mm 滑塊行程 126mm 標準行程次數(shù) 50/min 最大封閉高度 430mm 封閉高度調節(jié)量 120mm 工作臺尺寸（左右） 970mm 工作臺尺寸（前后） 650mm 彎曲選取250KN壓力機 公稱壓力 250kN 發(fā)生公稱壓力時滑塊離下死點距離 6mm 滑塊行程 70mm 標準行程次數(shù) 100/min 最大封閉高度 360mm 封閉高度調節(jié)量 70mm 工作臺尺寸（左右） 560mm 工作臺尺寸（前后） 360mm 沖孔選取400KN壓力機 公稱壓力 400kN 發(fā)生公稱壓力時滑塊離下死點距離 7mm 滑塊行程 90mm 標準行程次數(shù) 80/min 最大封閉高度 400mm 封閉高度調節(jié)量 80mm 工作臺尺寸（左右） 630mm 工作臺尺寸（前后） 420mm 第3章 模具設計 3.1 模具類型的選擇 3.1.1、沖模零件的分類 盡管各類沖裁模的結構形式和復雜程度不同，但組成模具的零件種類是基本相同的，根據(jù)它們在模具中的功用和特點，可以分成兩類： （1）、工藝零件這類零件直接參與完成工藝過程并和毛坯直接發(fā)生作用，包括：工作零件、定位零件、卸料和壓料零件。 （2）、結構零件這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和毛坯直接發(fā)生作用，包括：導向零件、支撐零件、緊固零件和其他零件。 沖模零件的詳細分類見下表。 表2 沖模零件分類 工藝零件 結構零件 工作 零件 定位零件 卸料和壓料零件 導向零件 支撐零件 緊固零件 其他 零件 凸模 凹模 凸凹模 擋料銷 始用擋料裝置 導正銷 定位銷、定位板 導料銷、導料板 側刃、側刃擋塊 承料板 卸料裝置 壓料裝置 頂件裝置 推件裝置 廢料切刀 導柱 導套 導板 導筒 上、下模座 模柄 凸凹模固定板 墊板 限位支撐裝置 螺釘 銷釘 鍵 彈性件 傳動零件 3.2 沖裁間隙的選用 3.2.1、 沖裁間隙的概念 1、沖裁間隙指凸模刃口與凹模刃口之間的間隙。 Z——沖裁間隙 ——凹模刃口尺寸 ——凸模刃口尺寸 Z正常：上下微裂紋重合。 2、有單邊間隙與雙邊間隙之分。 3.2.2、沖裁間隙對沖壓的影響 1、對斷面質量的影響 表3 間隙 對斷面質量的影響 正常 上下裂紋重合，光亮帶大，塌角、毛刺、錐度小，表面平整。 過大 上下裂紋不重合，撕裂拉斷，斷面粗、光亮帶小、塌角、刺錐度大。 過小 上下裂紋不重合，發(fā)生二次剪切，形成第二光亮帶，毛刺大。 不均 間隙小的一邊出現(xiàn)小質量斷面特征，間隙大的一邊出現(xiàn)大間隙斷面質量特征。 2、間隙對尺寸精度的影響 由于彈性變形的存在，沖裁結束后出現(xiàn)彈性恢復，使尺寸與凸凹模刃口尺寸產生尺寸偏差，而彈性變形大小與沖裁間隙有直接的關系。 表4 間隙變化 沖 孔 落 料 間隙增大 金屬受向內拉程度增大彈性回復使工件尺寸增大（孔尺寸） 金屬的拉伸度增大，彈性回復工件尺寸減?。ㄏ鹿ぜ叽纾?。 間隙變小 金屬受壓程度增大，孔尺寸減小 金屬受內壓程度增大，工件尺寸增大。 3、間隙對沖裁力的影響 沖裁間隙對沖裁力的影響規(guī)律是間隙越小,變形區(qū)內壓應力成分越大,拉應力成分越小,材料變形抗力增加,沖裁力就越大。反之,間隙越大,變形區(qū)內拉應力成分就越大,變形抗力降低,沖裁力就小。間隙達材料厚的5%-20%時，沖裁力下降不明顯。 當單邊間隙Z增大到材料厚度的15%-20%時，卸料力為0。 4、間隙對模具壽命的影響 由于工件與凸、凹模側壁之間有磨擦的存在，間隙小，磨擦大，模具壽命短。沖裁過程中,凸模與被沖孔之間,凹模與落料件之間均有摩擦,而且間隙越小,摩擦越嚴重。所以過小的間隙對模具壽命極為不利,而較大的間隙可使凸模與凹模的側面與材料間的摩擦減小,并能減緩間隙不均勻的影響,從而提高模具的壽命。 5、合理間隙值的確定 間隙的選取要使沖裁達到較好的斷面質量、較高的尺寸精度，較小的沖裁力，較高的模具壽命。 合理間隙指一個范圍值，最大合理間隙，最小合理間隙。間隙的確定是綜合考慮上述各個因素的影響,選擇一個適當?shù)拈g隙范圍作為合理間隙。其上限為最大合理間隙,下限為最小合理間隙即合理間隙指的是一個范圍值。在具體設計模具時,根據(jù)工件和生產上的具體要求可按下列原則進行選?。? （1）、當工件的斷面質量沒有嚴格要求時,為了提高模具壽命和減小沖裁力,可以選擇較大間隙值。 （2）、當工件斷面質量及制造公差要求較高時應選擇較小間隙值。 （3）、計算沖裁模刃口尺寸時,考慮到模具在使用過程中的磨損會使刃口間隙增大,應當按Zmin值來計算。 ????確定合理間隙的方法：計算法、經(jīng)驗法、查表法. 6、綜合上述可知在決定模具刃口尺寸及其制造公差時，需考慮下述原則： （1）、落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。故設計落料模時，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模時，以凸模為基準，間隙取在凹模上。 （2）、考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設計落料模時，凹?；境叽鐟」ぜ叽绻罘秶鷥容^小的尺寸；設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t應取工件孔的尺寸公差范圍較大的尺寸。這樣，在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格零件。凸、凹模間隙則取最小合理間隙值。 （3）、確定沖裁刃口制造公差時，應考慮制件的精度要求。如果對刃口精度要求過高，會使模具制造困難，增加成本，延長生產周期；如果刃口精度要求過低，則生產出來的零件可能不合格，或是使模具的壽命降低。若零件沒有標注公差，則對于非圓形件可按IT14級精度來處理，沖模則可以按IT11級精度制造；對于圓形件，一般可按IT6~IT7來制造模具。 3.3 模具結構形式的確定 在設計模具時，為了保證凸模能夠正常工作，設計任何結構形式的凸模都必須滿足三個原則：精確定位；防止拔出；防止轉動。 3.3.1、確定凹模與凸模的尺寸 1、落料 落料，一般應以凹模為基準，然后配做凸模。但落料凹模磨損后，由于其刃口形狀復雜程度不同，刃口尺寸的實際變化也不一定都是增大，即凹模刃口磨損后尺寸有增大、減小、不變三種情況。 制件圖如圖（3.3.1）所示： 圖（3.3.1） 該零件的落料凹模磨損后尺寸增大的有342、105、40、25、75、39 減小的有46；不變的有45。 表5 非圓形落料凹模尺寸計算結果 凹模磨損后尺寸變化 制件尺寸 凹模計算公式 演 算 凹模尺寸/mm 增大 342 =（a-X） =(342-0.51.4) 341.3 40 =(40-0.50.62) 39.7 105 =(105-0.50.87) 104.6 25 =(25-0.50.52) 24.7 75 =(75-0.50.74) 74.6 39 =(39-0.50.62) 38.6 減小 46 =（b+X） =（46+0.50.62） 46.3 不變 450.31 =c =45 450.078 凸模的尺寸按上表中的凹模尺寸配作，保證雙面間隙。 凹模外形尺寸，一般按經(jīng)驗方法確定：該零件厚2.5mm，最大孔口尺寸為b=342mm，由《模具實用技術設計綜合手冊》表1-1-40可查得： 凹模厚度：H=35mm 凹模壁厚：c=52mm 則 凹模板板長：L=b+2c=446mm 凹模板板寬：B=s+2c=209.48mm(零件寬s=105.48mm) 取凹模板寬B=210mm 故確定凹模板外形為：44621035mm 凸模長度一般是根據(jù)模具結構的需要而確定的，同時還要考慮修磨量。凸模的實際長度一般通過計算后靠用標準長度確定的： L=+++Y 式中 ——凸模固定板厚度（mm），一般取=（0.6~0.8），為凹模厚度； ——固定卸料板厚度（mm），對中小型沖模，常用厚度為 =6~20mm； ——導料板厚度（mm），常用厚度>4mm； Y——增長量，它包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度、凸模固定板與卸料板之間安全距離等，一般取Y=15~20mm。 則有凸模長：L=28+20+10+15=73mm 2、彎曲 彎曲變形是將板料（包括棒料、絲料和管材）或經(jīng)沖裁后的坯料在彎距的作用下沿彎曲線成一定角度和形狀的成型方法。彎曲是沖壓基本工序之一，而且是沖壓成形加工中應用很廣泛的一種工藝方法。 彎曲變形時應注意以下幾點： ①、毛坯放置在模具上應有準確的位置； ②、在彎曲過程中，應防止滑動或偏移； ③、消除回彈； ④、防止彎曲過程中制件材料局部出現(xiàn)明顯的變薄與劃傷； ⑤、彎曲不對稱的彎曲件時會產生較大的側向分力； ⑥、毛坯放入到模具上和壓彎后從模具中取出制件要方便。 (1)、凸、凹模間隙的確定 該零件彎曲所用的模具為L形彎曲模。在彎曲L形件時，凸、凹模之間的間隙是以調整對模深度來控制的，不需要計算間隙。 (2)、凸、凹模圓角半徑 ①、模圓角半徑：若彎曲件的內側彎曲半徑為r，則取凸模的工作圓 角半徑r，但不能小于彎曲件材料允許的最小彎曲半徑，則取=2mm ②、模圓角半徑：凹模圓角半徑不能過小，以免增加彎曲力，擦傷 工件表面，值通常按材料厚度t來選取。 當t=2~4mm時，取=（2~3）t，則取=6mm。 ③、模的工作深度：凹模的工作深度要適當，過小，毛坯兩邊自由部分太長，彎曲件回彈大，也不平整，質量不好；過大，凹模的厚度要增大，消耗鋼材多，沖壓時壓力機的行程要大。只有當制件的平直度要求較高，壓力機的行程也足夠時，也能采用比較大的凹模深度，彎曲時制件全部被壓入凹模中。則查表可得=55mm. ④、凹模寬度尺寸計算與制造公差： 彎曲工件圖如圖（3.3.2） 工件圖（3.3.2） 由工件的精度等級為IT14，可得L=30mm。 凹模尺寸為=（L-0.75）=(30-0.750.62) =29.5mm 凸模尺寸(=- Z)按凹模尺寸配制，可以不注公差，保證單邊間隙為Z值, 其中Z=2.75，則有=26.75mm 凸模的固定板厚30mm，凸模進入凹模=55mm， 凸模的長H=100mm 3、沖孔 工件圖如（3.3.3）所示 圖（3.3.3） (1)、對于d=11mm的孔按未注公差IT14級 , 則為mm 由材料為A3，料厚2.5mm，查《模具實用技術設計綜合手冊》表1-1-26得： =0.36mm =0.5mm -=0.5-0.36=0.14 凸、凹模偏差查《模具實用技術設計綜合手冊》表1-1-32得： =-0.020 =+0.020 +=0.04<- 由《模具實用技術設計綜合手冊》表1-1-34查得：x=0.5 沖孔凸模的尺寸：=(d+x) =(11+0.50.43) =11.2mm 沖孔凹模的尺寸：=(d+x+) =（11+0.50.43+0.36） =11.6 mm (2)、對于d=28mm的孔按未注公差IT14級 , 則為mm，同上， 凸、凹模偏差查《模具實用技術設計綜合手冊》表1-1-32得： =-0.020 =+0.025 +=0.045<- 由《模具實用技術設計綜合手冊》表1-1-34查得：x=0.5 沖孔凸模的尺寸：=(d+x) =(28+0.50.52) =28.3mm 沖孔凹模的尺寸：=(d+x+) =（28+0.50.52+0.36） =28.6mm (3)、對于R=5.5mm、寬S=3mm、長L=11mm的孔為非圓形，可采用配合加工法，一般應以凸模為基準，然后以此為基準配做凹模，使凸、凹模之間保持一定的間隙。此時，對先加工的凸模，在圖紙上通常都要求標明基本尺寸及制造公差，制造公差一般取制件公差值的25%；而與這個凸模配加工的凹模，在圖紙上只標注基本尺寸，不標注公差，但在技術要求欄內需要注明按凸模標準件調配成雙面間隙的凹模。 沖孔凸模磨損后三個尺寸都減小了，按未注公差IT14級，則為R=5.5mm、S=3mm、L=11mm，由《模具實用技術設計綜合手冊》表1-1-34 查得： x=0.75 沖孔凸模的尺寸：R=（R+x）=(5.5+0.750.3) =5.7mm S=（S+x）=(3+0.750.25) =3.2mm L=（L+x）=(11+0.750.43) =11.3mm 沖孔凹模的尺寸按凸模尺寸配作，保證雙面間隙，則有： R=R+=6mm S=S+=3.5mm L=L+=11.7mm (4)、對于R=14mm、寬S=28mm、長L=30mm的孔也為非圓形，則沖孔的凸、凹模的確定同上一個孔的一樣，先確定凸模尺寸，凹模按凸模尺寸配作，保證雙面間隙。 沖孔凸模磨損后三個尺寸都減小，按未注公差IT14級，則為R=14mm、S=28mm、L=30mm，由《模具實用技術設計綜合手冊》表1-1-34 查得：R=14mm的磨損系數(shù)x=0.75； S=28mm和L=30mm的磨損系數(shù)x=0.5 沖孔凸模的尺寸：R=（R+x）=(14+0.750.43) =14.3mm S=（S+x）=(28+0.50.52) =28.3mm L=（L+x）=(30+0.50.52) =30.3mm 沖孔凹模的尺寸按凸模尺寸配作，保證雙面間隙，則有： R=R+=14.6mm S=S+=28.7mm L=L+=30.7mm 沖孔凹模板的厚度35mm，凸模長：L=28+20+10+15=73mm 這四個孔可以同時沖出，凹模圖如圖（3.3.4）中間4個孔為凹?？? 圖（3.3.4） 3.3.2、定位裝置的確定 沖裁加工時，條料或坯料在沖模內應處于正確的位置，稱為定位。 1、橫向定位裝置 條料的橫向定位也稱為導料，主要作用是保證條料的橫向搭邊值。 在落料時，條料的橫向定位使用導料板，因此落料模為無承料板的模具，導料板的長度就等于凹模板的長度。 凹模型孔橫向尺寸沿對稱軸線均勻分布，兩塊導料板的寬度是相同的。 其寬度b=0.5(B--)， 式中：B——凹模板寬度； ——條料板寬度； ——雙面導料間隙。 則b=51.4mm。 2、縱向定位裝置 條料縱向定位也稱為擋料。在落料模中，擋料的主要作用是保證縱向搭邊值。 在落料模中選用的是固定擋料銷，固定擋料銷裝在凹模型孔出料一側，利用落料以后的廢料孔進行擋料，控制送料距離。擋料銷的高出凹你的高度h約大于工件的厚度t（2.5mm），則可取h=3mm。 3.3.2、卸料裝置的確定 在此次設計中均采用彈壓卸料裝置，由彈壓卸料板、卸料螺釘與彈性元件組成。 在有導料板的模具中，沖裁時，彈壓卸料板應壓緊板料，而不應撞擊導料板。因此，彈壓卸料板要制成臺階形，臺階寬度應小于導料板間距。對于有彈壓卸料板有精確導向，可取=-（0.2~0.4）。臺階高度取=h-t+(0.5~1)，式中的h為導料板厚度，t為板料厚度，所加尺寸為安全距離。則有=345.6mm，=10.5mm。為確保卸料可靠，裝配模具時，彈壓卸料板的壓料面應超出凸模端面0.2~0.5,其型孔與凸模取H7/h6或H8/h7配合。 彈性元件是橡膠塊，為了使橡膠塊不因多次反復壓縮而損害其彈性，可按下式限定其極限壓縮量： =H 式中 H——橡膠塊自由狀態(tài)下的高度（mm）； ——橡膠塊極限壓縮率（%）。 為了使橡膠塊具有一定的預壓力，供卸料或壓料之用，必須使其在非工作行程就具有一定的預壓縮量： =H 式中 ——橡膠塊預壓縮率（%）。 上兩式相減得橡膠塊高度H的計算公式： H== 式中 ——橡膠塊工作壓縮量（mm）。 對于卸料橡膠塊，即為彈壓卸料板的工作行程，一般取=t+1，t為板料厚度2.5mm。 則有橡膠塊自由狀態(tài)下的高度H=12mm，橡膠截面面積300N。 第4章 模具的裝配 4.1、技術要求 本技術要求在實施過程中可根據(jù)實際情況做適當調整： 1． 類沖壓模具的裝配均應符合裝配圖及其技術要求。 2． 準模架，非標準模架的裝配技術要求要符合沖模模架技術條件（GB.T2854-90）和沖模模架精度檢查標準。 3． 所有的頂桿推桿螺釘，凡在同一組內的應該等長，其相對誤差不得大于0.05mm。 4． 模具上下模座，除圖樣上有標注外，一律應以模座的坐標中心，其允許 5． 偏差對于有導向模架的不大于1mm。 6． 模具裝配后刃口應優(yōu)質銳利，其沖裁間隙應在最小合理間隙并保持四周 均勻。 7． 下模座的漏斗孔除圖樣標明外，其孔形應與凹模孔相似，其孔尺寸按凹 模底座尺寸每邊放大2mm。 8． 所有圓柱銷在壓入時必須正常，不得有用重錘重擊或咬壞銷孔的現(xiàn)象。 9． 裝配后的模具外觀應整齊。 4.2、裝配的順序和要點 沖模裝配是沖模制造的關鍵工序。其裝配質量的好壞，將直接影響沖件質量，沖模的技術狀態(tài)和使用壽命。模具裝配完畢，必須滿足規(guī)定的裝配精度。 裝配順序如下： 1. 裝配時選凹模為標準，先將凹模，下墊板固定于下模座，其中心位置應 符合圖樣要求，由鉗工劃線對正。 2. 將凸模，凸模固定板及墊板的組合件固定于上模座。 3. 按要求裝配導柱，并檢查。 4. 將上下模合攏，調整間隙，保證間隙均勻，并擰緊螺釘。 5. 加工銷孔及裝配其他零件。 6. 按沖模技術條件進行總裝配檢查。 7. 檢驗。 8. 試模。 4.3、選用標準模架 4.3.1、落料模 選中間滑動導柱模架，在按其標準選擇具體結構尺寸如表7 表7 L×B 閉合高度 上模座 下模座 導柱 導套 470×230 Min Max 470×230×55 470×230×65 Φ50×240 50×150×53 230 300 Φ55×240 55×150×53 模具閉合高度一般為： 式中： H——沖模的閉合高度(mm)； ——下模板的厚度(mm)； ——上模板的厚度(mm)； ——凹模的厚度(mm)； ——凸模的厚度(mm)； ——墊板的厚度(mm)； ——凸模刃口進入凹模刃口的深度(mm)；對于普通沖裁模取=1，對于精密沖裁模取=0。 設計時，必須必須使沖模的閉合高度與壓力機的閉合高度相適應，通常應滿足關系式：（-5）H（+10） 式中：——壓力機的最大閉合高度； ——壓力機的最小閉合高度； H——沖模的閉合高度。 模具的閉合高度：H=55+65+35+70+20-1=244mm 查開式壓力機技術參數(shù)可知，1250KN壓力機技術參數(shù)可知，設計中的模具閉合高度H=244mm符合要求。 4.3.2、彎曲模 選中間滑動導柱模架，在按其標準選擇具體結構尺寸如表8 表8 L×B 閉合高度 上模座 下模座 導柱 導套 400×230 Min Max 400×230×55 400×230×65 Φ45×230 45×140×53 200 290 Φ50×230 50×140×53 模具閉合高度一般為： 式中： H——沖模的閉合高度(mm)； ——下模板的厚度(mm)； ——上模板的厚度(mm)； ——凹模的厚度(mm)； ——凸模的厚度(mm)； t——制件的料厚(mm)； ——下模板的窩座深度(mm)。 模具的閉合高度H=55+65+95+50+2.5-45=222.5mm 查開式壓力機技術參數(shù)可知，250KN壓力機技術參數(shù)可知，設計中的模具閉合高度H=222.5mm符合要求。 4.3.3、沖孔模 選中間滑動導柱模架，在按其標準選擇具體結構尺寸如表9 表9 L×B 閉合高度 上模座 下模座 導柱 導套 400×260 min Max 400×230×55 400×230×65 Φ50×240 50×150×53 260 300 Φ55×240 55×150×53 模具閉合高度: H=55+65+65+70+20-1=274mm 查開式壓力機技術參數(shù)可知，250KN壓力機技術參數(shù)可知，設計中的模具閉合高度H=274mm符合要求。 第5章 安全技術 沖壓加工是一種高效率的加工方法，但由于其工作環(huán)境較差（如震動和噪音較大），加之頻繁地重復某些操作動作，使操作者產生精神緊張和疲勞，以致發(fā)生各類事故，因此高度重視并采取有效的措施加以防范。 沖壓事故發(fā)生的重要原因是： 1、沖壓安全管理工作不善，例如安全技術培訓教育、安全裝置的合理使用、管理及文明生產等。 2、生產現(xiàn)場勞動條件不符合要求，例如照明條件不合適、噪聲大等。 3、無安全技術措施或安全技術措施不夠完善，例如壓力機上未配備可靠的安全裝置或安全裝置發(fā)生故障和損壞等。 4、模具結構不合理；模具因結構原因而引起傾斜、破碎，或因模具造成廢料飛濺、工件或廢料回升而沒有預防的結構措施；模具給手指進入危險區(qū)造成方便；單個毛坯在模具上定位不準而需要用手去校正位置等。 總 結 通過本次設計，我對冷沖模有了更進一步的了解和認識。對于沖壓模具，不但了解了它的整體結構，而且對它的各個零件的具體結構也有了更進一步的認識 。 在這次模具的設計過程中讓我學會了對于標準件的選擇問題，通過查閱模具設計手冊我學會了哪種是標準件，可以通過購買直接獲得。這樣極大的縮短了設計的周期以及設計的精確。這次模具設計還讓我我學會了加工工藝卡片的制作。自己制作的模具各個工序順序如何去做，在材料的選取，材料的熱處理，模具的裝配方面也有了一些認識。另外在運用PRO/E ，AUTOCAD電腦繪圖方面也有了進步。當然在這次設計中也出現(xiàn)了很多問題但是在同學的幫助下我學會了如何去解決。這樣的設計為自己以后從事模具設計方面的工作積累了一定的經(jīng)驗。 在這次設計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設計模具的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學以致用、取得勞動成果的喜悅心情，在從中也發(fā)現(xiàn)自己平時學習的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。通過這次實踐