鉸鏈組件沖壓模具設(shè)計與制造-落料沖孔、彎曲復(fù)合模含21張CAD圖.zip
鉸鏈組件沖壓模具設(shè)計與制造-落料沖孔、彎曲復(fù)合模含21張CAD圖.zip,鉸鏈,組件,沖壓,模具設(shè)計,制造,沖孔,彎曲,復(fù)合,21,CAD
沖
壓
工
藝
規(guī)
程
沖 壓 工 藝 卡 片
共1頁
第1頁
第14車間
產(chǎn)品型號
每板條沖件數(shù)
材
料
名稱牌號
Q235冷軋鋼板
零件名稱
鉸鏈組件沖壓模具
單件毛坯尺寸
55*30*1
供應(yīng)狀態(tài)
代用料
技術(shù)條件
零件圖號
工 藝 程 序
車間
工序號
工序名稱
設(shè)備
備注
14
10
下料
剪床
條料
14
20
落料沖孔
40T
落料沖孔復(fù)合模
14
30
彎曲
16T
彎曲模
14
40
去毛刺
工作臺
鉗工
14
50
檢驗
工作臺
核對尺寸
更改標(biāo)記
更改數(shù)量
更改單號
簽字
編制
校對
審核
工序10
工序20
鉸鏈組件沖孔復(fù)合模
工序30
鉸鏈組件彎曲模
1.凹模板加工工藝過程 如表1所示
表1 凹模板加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
將毛坯鍛成142mmX127mmX21mm
2
熱處理
退火
3
銑
銑六面,厚度留單邊磨量0.2~0.3mm
銑床
4
平磨
磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直，保證上下面的平行度。
平面磨床
5
鉗工
劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線
6
鉗工
加工好凸模,配作沖孔凹模達(dá)要求
7
銑
銑漏料孔達(dá)要求
銑床
8
鉗工
鉆鉸4Xφ8,鉆攻4XM8
鉆床
9
熱處理
淬火,回火,保證HRC58-60
10
平磨
磨厚度及基面見光，刃口鋒利
平面磨床
11
線切割
按圖切割各型孔,留0.005~0.01單邊研量
線切割機(jī)床
12
鉗工
研磨拋光各型孔達(dá)要求
13
檢驗
2.凸模加工工藝過程
表2 圓孔凸模加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
Φ11*39
2
精車
精車至尺寸
車床
3
熱處理
淬火,回火,保證HRC60~62
4
鉗工
磨各配合面達(dá)要求
5
檢驗
3.卸料板加工工藝過程 如表3所示
表3 卸料板加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
將毛坯鍛成142mmX127mmX12mm
2
熱處理
退火
3
銑
銑六面,厚度留單邊磨量0.2~0.3mm
銑床
4
平磨
磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直
平面磨床
5
鉗工
劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線
6
線切割
按圖切割各型孔,保證配合尺寸
線切割機(jī)床
7
鉗工
鉆攻4XM8
鉆床
8
鉗工
鉚接處倒角
9
平磨
磨厚度及基面見光
平面磨床
10
鉗工
研光各型孔達(dá)要求
11
檢驗
4.凸模固定板加工工藝過程 如表4所示
表4 凸模固定板加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
將毛坯鍛成142mmX127mmX22mm
2
熱處理
退火
3
銑
銑六面,厚度留單邊磨量0.2~0.3mm
銑床
4
平磨
磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直
平面磨床
5
鉗工
劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線
6
線切割
按圖切割各型孔,保證配合尺寸
線切割機(jī)床
7
鉗工
鉆鉸4Xφ8,鉆攻4XM8
鉆床
8
鉗工
鉚接處倒角
9
平磨
磨厚度及基面見光
平面磨床
10
鉗工
研光各型孔達(dá)要求
11
檢驗
鉸鏈組件沖壓模具設(shè)計與制造
摘 要
本次設(shè)計的題目為汽車支架彎曲件復(fù)合模和彎曲?！捎玫牟牧鲜清冧\鋼帶，厚度為1mm。
本設(shè)計對模具設(shè)計思路以及結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行了較全面的論述。結(jié)合模具發(fā)展現(xiàn)狀以及沖壓模具設(shè)計的主要技術(shù)，對汽車支架彎曲件進(jìn)行了較詳細(xì)的工藝分析；進(jìn)行了沖壓力、壓力中心、模具工作部分尺寸等沖壓工藝計算；對卸料裝置、定位裝置、導(dǎo)料裝置等模具結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了選擇；根據(jù)工藝計算結(jié)果以及模具結(jié)構(gòu)，對模具主要零部件進(jìn)行了設(shè)計；對壓力機(jī)進(jìn)行了合理選擇。
由于汽車支架彎曲件結(jié)構(gòu)一般，對稱.對精密度要求一般，在設(shè)計過程中充分考慮到定位板中心軸孔的對稱度要求，以及材料的平整度和模具的工作強度。為了提高生產(chǎn)率和保證工件的尺寸精度，所以決定采用復(fù)合模生產(chǎn)。根據(jù)沖片的結(jié)構(gòu)，決定采用倒裝式結(jié)構(gòu)和彈性卸料，導(dǎo)料銷導(dǎo)料，擋料銷擋料。隨后，在進(jìn)行零件彎曲。因為本零件結(jié)構(gòu)一般，彎曲工藝不難，可一次成型，但是由于零件尺寸較小，彎曲角度大，所以其彎曲凸模會很小，可能強度不夠，需要進(jìn)行討論。
本次一共設(shè)計了兩副模具，第一副為落料沖孔復(fù)合模，采用的是凸凹模和卸料板在下的倒裝結(jié)構(gòu)，凸模，凹模在上，沖孔廢料直接從凸凹模的漏料孔掉下，制件卡在凹模中，由頂件器將產(chǎn)品從凹模中頂出，采用擋料銷擋料，導(dǎo)料釘導(dǎo)料，卸料方式為彈性卸料，彈性元件為橡膠。
第二副模具為彎曲模，其對產(chǎn)品的定位為定位板，凸模在上，產(chǎn)品向上彎曲，角度為180度，需要進(jìn)行矯正彎曲，且沖壓速度不可過快，否則將會使其中一側(cè)由于慣性導(dǎo)致了不需要的彎曲。
關(guān)鍵詞：汽車支架彎曲件 復(fù)合模 彎曲模 倒裝 材料高利用率 校正彎曲
ABSTRACT
Compound die is a die structure of punching, punching, punching and other processes in a punch. The production batch compound die can improve the production efficiency, the larger the production batch, the more important to improve the production efficiency. The precision of stamping parts when the size precision of the stamping workpiece or the position accuracy of the with and degree of symmetry, the compound die should be considered. The number of composite process of composite process is less than four processes, more process will lead to the mold structure is too complex, and the strength, stiffness and reliability of the mold will decrease, manufacturing and maintenance more difficult. The size of the die structure is different, the structure and plate will have the difference, and the stripping device is different.
Bending die, the bending process is according to the need of the shape of the part, the stamping process method of the workpiece is made by the die and the press. Bending die is an important basic equipment of bending process. The structure of bending die is similar to the general blanking die, it consists of two parts, it consists of convex, concave die, positioning, guide and fasteners, but the bending die has its characteristics, such as convex, concave and normal action, sometimes need to swing and rotate. The bending die structure should be selected according to the shape, accuracy requirements and production batch.
The graduation design topic for claw pole motor support compound die —zhuaji motor support used material is sece galvanized steel strip.
In this design, the die design idea and structure characteristics are discussed more comprehensively. Combined with the development status of die and the main technology of stamping die design, the strut member motor support is analyzed in detail. The stamping process calculation of ram pressure, pressure center, die parts size, etc.; The die structure of the unloading device, positioning device, stock guide device is selected; According to the process calculation results and die structure, the main parts and components are designed; The reasonable choice of press.
Because of the general structure of the claw pole motor support, the precision requirement is higher, fully considered the symmetry requirements of the Rotor/stator center shaft hole in the design process, and the flatness and the working strength of the mold. In order to improve the productivity and ensure the size accuracy of the lamination, the compound die is used. According to the structure of lamination, the flip-over type structure and elastic unloading, daoliaoxiao stock guide, stop pin dangliao. Subsequently, the part is bent. Because of the structure of this part, bending process is not difficult, can be formed once, but to reduce the number of parts. The springback is reduced by adjusting the bending method.
Key words: pole compound die with high precision material.
III
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1. 前 言 3
2. 緒 論 4
2.1模具技術(shù)的歷史與發(fā)展水平 4
2.1.1 模具CAD/CAM技術(shù)狀況 4
2.1.2模具設(shè)計與制造能力狀況 4
2.2 模具在現(xiàn)代工業(yè)中的地位 4
2.3 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 5
3. 零件的沖壓工藝性分析 6
3.1 材料 6
3.2工藝方案的確定 8
3.3 影響排樣的因素 10
3.4排樣圖設(shè)計步驟 11
3.5 材料利用率的計算 12
5. 有關(guān)工藝計算 13
5.1 沖裁力的計算及沖床的選擇 13
5.2 壓力中心的計算 16
6 . 定距方式 17
7 凸模，凹模設(shè)計 18
7.1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18
7．2 凸模，凹模刃口尺寸的計算 20
7.3凹模設(shè)計 21
8. 沖壓模具零件的編制 22
8.1凹模板加工工藝過程 23
8.2凸模加工工藝過程 24
8.3卸料板加工工藝過程 24
8.4凸模固定板加工工藝過程 25
9.?卸料裝置的設(shè)計 26
9．1卸料裝置的設(shè)計 26
9．2墊板 27
9．3模架 28
9．4緊固與安裝要求 29
9.5 復(fù)合模合彎曲模的結(jié)構(gòu)分析 30
9.6 復(fù)合模總裝圖 31
9.7 彎曲?？傃b圖 32
10．材料的選用 33
結(jié)論 34
參 考 文 獻(xiàn) 35
1. 前 言
近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1~2μm，壽命2億次左右的復(fù)合模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra≤1.5μm的精沖模，大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。
在現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，模具是重要的工藝裝備之一，它在鑄造，鍛造，沖壓，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生產(chǎn)行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。由于采用模具能提高生產(chǎn)效率、節(jié)約材料、降低成本，并且可以保證一定的加工質(zhì)量要求，所以，汽車，飛機(jī)、電器、儀表、玩具和日常用品等產(chǎn)品的零部件很多都采用模具加工。隨著工業(yè)科學(xué)技術(shù)的 ，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加，產(chǎn)品的改性換代加快，對產(chǎn)品質(zhì)量、外觀不斷提出新的要求，對模具質(zhì)量的要求也越來越高。如果模具設(shè)計及制造水平落后，產(chǎn)品質(zhì)量低劣，制造周期長，必將影響產(chǎn)品的更新?lián)Q代，使產(chǎn)品失去競爭能力，阻礙生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，模具設(shè)計及制造技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位是顯而易見的。
沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需的零件的一種壓力加工方法。冷沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，其加工效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)自動化；沖壓時模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量，而且壽命比較長，所以沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好具有“一模一樣”的特征；可以加工出尺寸范圍比較大、形狀復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒針，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料冷變形硬化效應(yīng)，沖壓件強度和剛度均較高；沖壓沒有切屑廢料的生成，材料的消耗小，且不需要其他的熱設(shè)備，也是一種省料的加工方法；沖壓件成本較低；但是沖壓一般使用的模具具有專用型，有時一個復(fù)雜的零件需要數(shù)套模具才能加工成型，且模具精度較高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，所以只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下才能充分的體現(xiàn)從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
2. 緒 論
2.1模具技術(shù)的歷史與發(fā)展水平
2.1.1 模具CAD/CAM技術(shù)狀況
我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。國內(nèi)汽車覆蓋件以及電機(jī)級進(jìn)模具生產(chǎn)，企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計均已實現(xiàn)二維CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。
2.1.2模具設(shè)計與制造能力狀況
電機(jī)覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。
2.2 模具在現(xiàn)代工業(yè)中的地位
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是重要的工藝裝備之一，它在鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。由于采用模具進(jìn)行生產(chǎn)能提高生產(chǎn)效率、節(jié)約原材料、降低成本，并保證一定的加工質(zhì)量要求，所以，汽車、飛機(jī)、電器、儀表、玩具和日常品等產(chǎn)品的零部件很多都采用模具進(jìn)行加工。據(jù)國際技術(shù)協(xié)會統(tǒng)計，2000年產(chǎn)品零件粗加工的75 %，精加工的50 % 都由模具加工完成。
2.3 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位
模具工業(yè)是“百業(yè)之母”，是工業(yè)產(chǎn)品的“效益放大器”。各國對模具的美譽很多，美國工業(yè)界認(rèn)為：“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”；日本模具協(xié)會認(rèn)為：“模具是促進(jìn)社會繁榮富裕的動力”；國際模具協(xié)會認(rèn)為：“模具是金屬加工業(yè)的帝王”。
模具在現(xiàn)代生產(chǎn)中，是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成形。例如，沖壓件和鍛件是通過沖壓或鍛造方式使金屬材料在模具內(nèi)發(fā)生塑性變形而獲得的：金屬壓鑄件、粉末冶金零件以及塑料、陶瓷、橡膠、玻璃等非金屬制品，絕大多數(shù)也是用模具成形的。
據(jù)有關(guān)資料介紹，某些國家的模具總產(chǎn)值已超過了機(jī)床工業(yè)的總產(chǎn)值，其發(fā)展速度超過了機(jī)床、汽車、電子等工業(yè)。模具工業(yè)在這些國家已擺脫了從屬地位而發(fā)展成為獨立的行業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一。
3. 零件的沖壓工藝性分析
3.1 材料
該汽車支架彎曲件選用的沖裁材料為鍍鋅鋼帶，厚度為1mm，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途廣泛,可以沖裁。
(產(chǎn)品圖)
零件二維圖
零件結(jié)構(gòu)分析:
該汽車支架彎曲件從上圖可以看出該零件結(jié)構(gòu)一般，上下對稱，建議在彎曲件外形輪廓直角處使用了R0.3圓角連接，便于線切割凹模，可以沖裁。
經(jīng)計算展開圖如下圖所示：
零件展開圖
零件尺寸精度分析:
該沖片的尺寸公差等級均為IT9～I(xiàn)T10，精度一般，動用普通加工設(shè)備。
外形尺寸：30-0.1 0；40-0.1 0；55-0.1 0；20-0.1 0；10-0.08 0；
內(nèi)形尺寸：Φ6 0+0.1；
中心尺寸：20-0.06+0.06；
3.2工藝方案的確定
要完成該汽車支架彎曲件的沖壓加工所需要的沖壓基本性質(zhì)的工序有沖孔，落料兩道工序。從工序可能的集中與分散、工序間的組合可能來看，這個汽車支架彎曲件的沖壓可以有以下幾個方案。
（1）方案一
使用單工序模生產(chǎn)方式，先落料再沖孔,然后對胚料進(jìn)行最后一步彎曲.該方案結(jié)構(gòu)略為簡單，需要進(jìn)行三道工序、三副模具才能完成對該零件的加工，但是所需的模具數(shù)量多,操作員工多,因此成本上長遠(yuǎn)來看比較高.
（2）方案二
沖孔，落料連續(xù)沖壓，使用級進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)。
級進(jìn)模適用于生產(chǎn)批量特大，模具設(shè)計、制造和維修水平相對較高的外形較小的零件的生產(chǎn)。而且級進(jìn)模的精度配合要求較高,因此需要高精度的設(shè)備對模具零件進(jìn)行加工,所以成本特別高,不適合用級進(jìn)模生產(chǎn).
（3）方案三
使用復(fù)合模進(jìn)行生產(chǎn)，落料與沖孔復(fù)合。因為沖片尺寸精度要求一般，結(jié)構(gòu)簡單對稱，為了提高生產(chǎn)率和保證沖片的尺寸精度，所以決定采用復(fù)合模生產(chǎn)足夠。根據(jù)沖片的結(jié)構(gòu)，決定采用倒裝式結(jié)構(gòu)和彈性卸料，導(dǎo)料銷導(dǎo)料，擋料銷擋料。然后用彎曲模進(jìn)行彎曲,直接依靠復(fù)合模所沖好的孔進(jìn)行定位彎曲.
結(jié)論：使用一副復(fù)合模和一副彎曲模進(jìn)行生產(chǎn).
此零件結(jié)構(gòu)相對簡單，可采用一次彎曲的方法。
因為本零件結(jié)構(gòu)一般，彎曲工藝不難，可一次成型，但要減少零件的回彈量，所以需要校正彎曲。
3.3 影響排樣的因素
條料的排樣圖直接關(guān)系到復(fù)合模設(shè)計。因此在下面排樣圖的設(shè)計過程中，綜合考慮了以下幾個因素：
1 .生產(chǎn)效率和材料利用率。
在設(shè)計時要求使生產(chǎn)效率與利用率之間平衡，綜合提高了生產(chǎn)效率和材料利用率。
2 .送料方式。
因為該模具為復(fù)合模所以人工手動送料便可達(dá)到要求。
3 .壓力中心。
在設(shè)計模具之時應(yīng)考慮到模具的壓力中心應(yīng)該與壓力機(jī)的壓力中心對應(yīng)，避免產(chǎn)生模具導(dǎo)向裝置和壓力機(jī)滑塊的單邊磨損現(xiàn)象。
4. 模具的具體結(jié)構(gòu)和加工工藝性。
模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)簡單，不能復(fù)雜，零件易于加工制造，加工時精度易于把握。
5. 被加工材料。
復(fù)合模對被加工材料的要求較高，在設(shè)計排樣圖時，材料自身的性能，材料厚度，條料寬度和材料紋向，材料利用率都要給予全面的考慮。
6. 凹模應(yīng)有足夠的強度。
凹模的材料應(yīng)具有足夠高的強度，在出現(xiàn)懸臂時應(yīng)考慮強度是否足夠，避免出現(xiàn)崩刃，人口開裂的現(xiàn)象。
3.4排樣圖設(shè)計步驟
1 .繪制成比例的零件圖。
2 .繪制條料排樣圖。
1 .首先根據(jù)已繪制的零件圖的形狀特點構(gòu)思出初步的排樣方式。
2 .要考慮材料的節(jié)約，以及送料的步距，員工的具體操作，以便于提高生產(chǎn)率。
3 .要考慮條料的搭邊值，保證有足夠的強度進(jìn)行送料，以及定位誤差，保證能夠沖出合格的零件。
5 .在繪制好的條料排樣圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸，如條料寬度，步距公稱尺寸，條料與條料之間，調(diào)料與板料之間的搭邊值等。
圖 4-1零件排樣圖
3.5 材料利用率的計算
分析零件形狀，斜排的排樣方式，零件可能的排樣方式 η
條料寬度: B=(D+2a)=（55+2*1.5）=58mm
一個步距內(nèi)的材料利用率為:
η=A/BS*100%=1500/31.5*58*100%=82.1%
A一個步距內(nèi)的沖裁件的實際面積
B條料寬度
L步距
5. 有關(guān)工藝計算
5.1 沖裁力的計算及沖床的選擇
計算沖裁力：
(1)落料力
F=1.3tLτ=1.3*1*168.96*320=70.29KN
（2）沖孔力
Fc=1.3tLτ=1.3*1*37.6*320=15.6KN
(3)卸料力
F卸=KX F落=0.05*70.29=3.5KN
(4)推件力
F推=nK推F沖+ nK推F落=8*0.05*15.6+1*0.05*70.29=9.74KN
(5)沖壓力
F總= F落+ F推+F卸+F推 =99.13KN
選用沖壓設(shè)備
根據(jù)總沖壓力F總=126.54kN、模具閉合高度、沖床工作臺面尺寸等，并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，選用J23-160開式雙柱可傾沖床，并在工作臺面上安裝墊塊。沖壓設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)：
公稱壓力 160KN
滑塊行程 70mm
最大閉合高度 220mm
閉合高度調(diào)節(jié)量 60mm
滑塊中心線到床身距離 160mm
工作臺尺寸 450mm*300mm
工作臺孔尺寸 200mm*110mm*160mm
模柄孔尺寸 ?40*50mm
彎曲模
1、計算坯料尺寸
根據(jù)r/t查表，中性層位移系數(shù)X=0.28
ρ=r+xt=0.3+0.28*1=0.58
坯料展開總長度：Lz=55mm
2、計算彎曲力
自由彎曲力：
F自=0.7KBt2бb/r+t=（0.7*1.3*20*1*280）/（4+1）=1019.2N
校正彎曲時的彎曲力計算：
F校=Ap=20*8*80=12800N
3、沖壓設(shè)備的選用
據(jù)總彎曲力Fg =12.8kN、模具閉合高度、沖床工作臺面尺寸等，并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備，選用J23-160開式雙柱可傾沖床，并在工作臺面上安裝墊塊。沖壓設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)：
公稱壓力 160KN
滑塊行程 70mm
最大閉合高度 220mm
閉合高度調(diào)節(jié)量 60mm
滑塊中心線到床身距離 160mm
工作臺尺寸 450mm*300mm
工作臺孔尺寸 200mm*110mm*160mm
模柄孔尺寸 ?30*50mm
5.2 壓力中心的計算
因為該產(chǎn)品上下對稱,所以壓力中心位于中心線上，經(jīng)過計算。如下圖5-2-1所示：
圖5-2-1 壓力中心
計算過程如下圖所示：
6 . 定距方式
定位零件是用來保證條料能夠準(zhǔn)確送進(jìn)模具中對應(yīng)的位置，以保證沖制出合格的零件。條料在模具送料平面中必須有兩個方向的限位：一是在與條料方向垂直方向上的限位，避免造成歪斜，沖出不合格的零件；二是在送料方向的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距），保證條料能夠進(jìn)入足夠的距離，以及避免進(jìn)入過多造成材料的浪費。
復(fù)合模的定距方式由擋料釘決定。
如圖下圖所示：
7 凸模，凹模設(shè)計
7.1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
因本模具為復(fù)合模，凸模材料選用硬質(zhì)合金Cr12，要求硬度達(dá)到HRC58-60,所以需要進(jìn)行淬火低回?zé)崽幚韥磉_(dá)到所需要的硬度.考慮到中心沖孔凸模的形狀規(guī)則，以及凸模加工的方便性，所以考慮對凸模進(jìn)行臺肩式固定。
。如圖7-1所示：
圖7-1-1 凸模
對于彎曲模的凸模來說，采用的材料為Cr12鋼，硬度要求為58-60，彎曲圓角半徑為R4，且圓角以及整個彎曲凸模的工作部分來說粗糙度要達(dá)到Ra0.4以下。如下圖所示：
彎曲凸模
7．2 凸模，凹模刃口尺寸的計算
基本尺寸
沖裁間隙
磨損系數(shù)
計算公式
制造公差
計算結(jié)果
D1max-? 0=10-0.08 0
D2max-? 0=20-0.1 0
D3max-? 0=30-0.1 0
D4max-? 0=40-0.1 0
D5max-? 0=55-0.1 0
Zmin= 0.04mm
Zmax= 0.06mm
Zmin-Zmax= 0.02mm
X=1
Dd=(Dmax-X?) 0+?4
Dd=(Dmax-X?) 0+?4
?4
D1d=9.92 0+0.02
D2d=19.9 0+0.025
D3d=29.9 0+0.025
D4d=39.9 0+0.025
D5d=54.9 0+0.025
凸模配做加工保證雙邊間隙0.04～0.06
D1min 0 +?=Φ6 0 +0.1
Zmin= 0.04mm
Zmax= 0.06mm
Zmin-Zmax= 0.02mm
X=1
dp=(dmin+X?)-?4 0
?4
d1p=Φ6.1-0.025 0
凹模配做加工保證雙邊間隙0.04～0.06
D1min -? +?=20-0.06 +0.06
Zmin= 0.04mm
Zmax= 0.06mm
Zmin-Zmax= 0.02mm
X=1
dp=(dmin+X?)-?4 +?4
?4
d1p=20-0.03+0.03
7.3凹模設(shè)計
落料凹模：對于落料沖孔復(fù)合模中的凹模，采用的是整體式的結(jié)構(gòu)，凹模板在上，采用定位銷定位，螺釘緊固，直壁型刃口，凹模板厚度為20mm，刃口高度為8mm，并且設(shè)有掛臺，用于安放頂件器，防止頂件器掉落，起到了限位的作用。因為考慮到凹模刃口的加工方式為線切割所以便將產(chǎn)品的直角部分改為R0.3的圓角，便于制作，結(jié)構(gòu)如下圖7-2-1所示：
圖7-2-1 落料凹模
彎曲凹模：彎曲凹模在工作之時的狀態(tài)為受壓和摩擦，所以材料的要求為硬度高，耐磨性高，所以材料選用為Cr12鋼，硬度為HRC60-62，凹模的圓角部分要求粗糙度為Ra0.4以下，這樣才能避免產(chǎn)品在彎曲時因為受到過大的摩擦而在產(chǎn)品的表面形成刮痕。其具體結(jié)構(gòu)如下圖7-2-2所示：
圖7-2-2 彎曲凹模
8. 沖壓模具零件的編制
8.1凹模板加工工藝過程
表8-1 凹模板加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
將毛坯鍛成142mmX127mmX21mm
2
熱處理
退火
3
銑
銑六面,厚度留單邊磨量0.2~0.3mm
銑床
4
平磨
磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直，保證上下面的平行度。
平面磨床
5
鉗工
劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線
6
鉗工
加工好凸模,配作沖孔凹模達(dá)要求
7
銑
銑漏料孔達(dá)要求
銑床
8
鉗工
鉆鉸4Xφ8,鉆攻4XM8
鉆床
9
熱處理
淬火,回火,保證HRC58-60
10
平磨
磨厚度及基面見光，刃口鋒利
平面磨床
11
線切割
按圖切割各型孔,留0.005~0.01單邊研量
線切割機(jī)床
12
鉗工
研磨拋光各型孔達(dá)要求
13
檢驗
8.2凸模加工工藝過程
表8-2-1 圓孔凸模加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
Φ11*39
2
精車
精車至尺寸
車床
3
熱處理
淬火,回火,保證HRC60~62
4
鉗工
磨各配合面達(dá)要求
5
檢驗
8.3卸料板加工工藝過程
表8-3 卸料板加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
將毛坯鍛成142mmX127mmX12mm
2
熱處理
退火
3
銑
銑六面,厚度留單邊磨量0.2~0.3mm
銑床
4
平磨
磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直
平面磨床
5
鉗工
劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線
6
線切割
按圖切割各型孔,保證配合尺寸
線切割機(jī)床
7
鉗工
鉆攻4XM8
鉆床
8
鉗工
鉚接處倒角
9
平磨
磨厚度及基面見光
平面磨床
10
鉗工
研光各型孔達(dá)要求
11
檢驗
8.4凸模固定板加工工藝過程
表8-4 凸模固定板加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
備料
將毛坯鍛成142mmX127mmX22mm
2
熱處理
退火
3
銑
銑六面,厚度留單邊磨量0.2~0.3mm
銑床
4
平磨
磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直
平面磨床
5
鉗工
劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線
6
線切割
按圖切割各型孔,保證配合尺寸
線切割機(jī)床
7
鉗工
鉆鉸4Xφ8,鉆攻4XM8
鉆床
8
鉗工
鉚接處倒角
9
平磨
磨厚度及基面見光
平面磨床
10
鉗工
研光各型孔達(dá)要求
11
檢驗
9.?卸料裝置的設(shè)計
9．1卸料裝置的設(shè)計
該復(fù)合模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，尺寸計算如下：
(1)選用4個圓筒形的聚氨酯橡膠，則每個橡膠所承受的預(yù)壓力為
Fy=Fx/n=3500/4=875N
(2) 確定橡膠的橫截面積A。取hy=0.1H0,查表1-38的p=1.1MPa,則
A=Fy/p=875/1.1=795.5mm2
A---橡膠的橫截面積；
p---橡膠的單位壓力（MPa），查表1-74；
(3) 確定橡膠的橫截尺寸。選用直徑為8mm的卸料螺釘，確定橡膠上過孔的直徑d=10mm，則橡膠外徑D根據(jù)A=3.14（D2-d2）/4求得
D==10*10+4*795.5/3.14=33.36mm
為了保證卸料力，并且外徑過小，所以D可取D=40mm。若卸料力不夠可在其筒形橡膠之間添加橡膠。
（4） 計算并校核橡膠的自由高度H0
H0=(hx+hm)/0.25=(0.5+1+4)/0.25=22mm
因為H0/D=22/24=0.91>0.5，故所選橡膠符合要求。橡膠的安裝高度h0=H0-hy=22-0.11*30=18mm。
9．2墊板
墊板主要是防止凸模凹模在沖壓過程中，由于沖壓力的集中而把模座的接觸面壓壞。在沖壓時，容易導(dǎo)致固定板變形。所以要在固定板與模座之間增設(shè)墊板。
選用45鋼作為復(fù)合模的墊板，淬火硬度在HRC43-48。保證平行度。
9．3模架
模架用來保證凸模與凹模的相對位置，對模具進(jìn)行導(dǎo)向。模架要有足夠的強
度和剛性。
模架的種類 模架根據(jù)其導(dǎo)向形式分為滑動導(dǎo)向模架和滾動導(dǎo)向模架?；瑒?
導(dǎo)向模架的導(dǎo)柱與導(dǎo)套為間隙配合；滾動導(dǎo)向模架的導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間裝有滾珠。
導(dǎo)柱、導(dǎo)套與滾珠之間有一定的過盈量。
根據(jù)其導(dǎo)柱多少分為雙導(dǎo)柱模架和四導(dǎo)柱模架。根據(jù)其導(dǎo)柱位置的不同分為
對角導(dǎo)柱模架，中間導(dǎo)柱模架，后側(cè)導(dǎo)柱模架和四導(dǎo)柱模架。
模架的精度是決定模具精度的關(guān)鍵。
對于復(fù)合模選擇模架精度主要根據(jù)模具的沖裁間隙、配合精度和模具
復(fù)雜程度。復(fù)合模的沖裁間隙小于0.02mm，所以選用滑動導(dǎo)向?qū)菍?dǎo)柱模架。
為了方便模具的裝配、檢修和刃磨，模架的導(dǎo)柱為緊密配合，砸進(jìn)去即可。
。本模具選用的模架如圖9-3所示。
圖9-3 模架
9．4緊固與安裝要求
模具零部件是用螺栓與銷釘緊固在一起的。在壓力機(jī)沖壓下，所有零部件
的裝配必須牢固可靠。螺栓必須能夠隨承受沖擊振動的最大拉壓負(fù)荷和各種扭矩。
螺栓孔、俏釘孔到剪切刃口邊緣的最小距離不應(yīng)小于15mm。
根據(jù)復(fù)合模的尺寸以及沖壓力的大小等因素，圖模固定板和上模座的緊固選用M8的螺栓和φ8的銷釘。
銷釘?shù)难b配形式：銷釘在組合件起定位作用和緊固作用。
銷釘可分為圓柱銷和圓錐銷兩種；有帶螺紋與不帶螺紋之分。錐銷均帶螺紋。不帶螺紋的銷釘適用于通孔；帶螺紋孔的適用于有通孔。螺紋是為了退出銷釘之用。 級進(jìn)模的銷釘孔均為通孔。因此選用的銷釘都為不帶螺紋的圓柱銷。
9.5 復(fù)合模合彎曲模的結(jié)構(gòu)分析
本模具是一副精密復(fù)合模，模具的沖裁間隙很小，為了防止
在沖壓時產(chǎn)生凸凹模之間互相撞擊，模具采用了導(dǎo)向性性良好的滑動導(dǎo)向?qū)菍?dǎo)柱模架，上模座的厚度為40mm ,下模座的厚度為40mm。采用的是擋料釘擋料，導(dǎo)料釘導(dǎo)料，橡膠彈性卸料，用剛性頂件器頂出產(chǎn)品。因為采用，倒裝結(jié)構(gòu)，所以廢料直接從下面落下，所以省去了去除廢料這一步驟，大大提高了生產(chǎn)效率。
彎曲模的設(shè)計考慮到彎曲的結(jié)構(gòu)簡單，所以采用一次彎曲。
9.6 復(fù)合?？傃b圖
9.7 彎曲模總裝圖
10．材料的選用
各凸模與凹模材料選用硬質(zhì)合金Cr12，是應(yīng)用廣泛的冷作模具鋼，具有高強度、較好的淬透性和良好的耐磨性，但沖擊韌性差。主要用作承受沖擊負(fù)荷較小，要求高耐磨的冷沖模及沖頭、冷切剪刀、鉆套、量規(guī)、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉延模和螺紋滾模等。
Cr12模具鋼屬于高碳高鉻萊氏體鋼,也是應(yīng)用廣泛的冷作模具鋼.該鋼具有較好的淬透性、耐磨性、熱加工性.碳化物在鋼中分布較好,可用于制造形狀復(fù)雜、工作條件繁重下的各種冷作模具.如冷沖模沖頭、螺紋滾模、拉絲模、料模、冶金粉模、木工切削工具、冷切剪刀鉆套及量規(guī)等工具.我們在研制中,經(jīng)過反復(fù)探索和試驗,制訂了合理的冶煉工藝和特殊的錠模及鍛造工藝,使材質(zhì)組織達(dá)到均勻一致,另外對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)加工,大膽創(chuàng)新,采用雙刀切屑新工藝,極大提高了功效,縮短了周期,降低了成本.
凸模墊板、卸料板墊板、凹模墊板、凸模固定板、凹模固定板、卸料板都選用45#，HRC45，上模座和下模座選用HT200。
結(jié)論
通過該課題設(shè)計，完成了一副復(fù)合模和彎曲模設(shè)計工作。設(shè)計的復(fù)合模模沖制出零件符合產(chǎn)品圖紙要求）。模具上的主要零件凸模、凹模采用硬質(zhì)合金材料。凹模設(shè)計有效刃口長度為8mm。模具設(shè)計壽命為：刃磨一次可沖100萬次以上，總壽命為1億沖次。由于設(shè)計的模具為復(fù)合模，保證模具精度的要求，在模具結(jié)構(gòu)上應(yīng)考慮送料步距采用導(dǎo)正釘定距、模具的導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)料釘. 畢業(yè)設(shè)計，使我掌握了復(fù)合模的設(shè)計步驟；基本掌握了復(fù)合模排樣圖設(shè)計方法；和復(fù)合模常用的結(jié)構(gòu)特點；以及復(fù)合模主要零件設(shè)計方法；了解了復(fù)合模主要零件加工方法；提高了獨立解決問題的能力。
通過對圖形的繪制，提高了運用Auto CAD設(shè)計繪圖的能力、復(fù)合模設(shè)計能力、查閱模具標(biāo)準(zhǔn)件資料能力。通過翻譯一篇與模具設(shè)計內(nèi)容有關(guān)的英文資料，提高了專業(yè)英語的水平，也更多的了解了國外模具的發(fā)展趨勢。
參 考 文 獻(xiàn)
1 張春水.祝俊昶.高效精密沖模設(shè)計與制造.西安電子科技大學(xué)出版社. 1989.6
2 沖模設(shè)計應(yīng)用實例模具實用技術(shù)叢書編委會. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社. 1999.6
3 郭成 儲家佑.現(xiàn)代沖壓技術(shù)手冊.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社. 2005.
4 彭建聲. 吳成明.簡明模具工實用技術(shù)手冊-2版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2003.1.
5 黃毅宏.李明輝.模具制造工藝北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1999.6.
6 MISUMI. 沖壓模具用零件.上海三住精密機(jī)械有限公司.2006.4.
7 邱永成. 復(fù)合模設(shè)計. 北京： 國防工業(yè)出版社， 1987.
8 沖模設(shè)計手冊編寫組編著. 沖模設(shè)計手冊. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社. 2003.
9 模具制造手冊編寫組編著. 模具制造手冊. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社. 2003.
10 柯旭貴 張榮清. 沖壓工藝與模具設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2012
11 外文期刊 METAL FORMING Mar 2000
35
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