直角支架彎曲件沖壓模具設計與制造-落料沖孔、彎曲復合模含19張CAD圖.zip
直角支架彎曲件沖壓模具設計與制造-落料沖孔、彎曲復合模含19張CAD圖.zip,直角,支架,彎曲,沖壓,模具設計,制造,沖孔,復合,19,CAD
模
具
資
料
英
漢
互
譯
Technical data of Die and Mould Engineering in English
At present, the stamping technology in our country is still quite backward compared with the advanced industrial developed countries. The main reasons are the basic stamping theory and forming technology, die standardization, die design, and so on. The manufacturing process and equipment of die and mould are still quite different from those of developed countries in industry, which leads to a big gap in life, efficiency, processing precision, production cycle and so on between our country and the developed countries in advanced industry.
Modern mold industry is a technology, capital-intensive industry. At present, there are about 250000 mould production plants and more than 1 million employees in China. The annual mold output value is more than 100 billion yuan, and the mould export is nearly 3 billion US dollars, but at present, Compared with the advanced industrial developed countries, the stamping technology in our country is still quite backward. The main reasons are the basic stamping theory and forming technology, die standardization, die design, and so on. There is still a considerable gap between the die manufacturing technology and equipment and the developed countries in industry, which leads to the die and mould life, efficiency, processing precision, production cycle and so on in our country and advanced industrial developed countries. The mold of home is quite different from each other.
In recent years, the pace of structural adjustment of die and mould industry has been quickened, which is mainly characterized by large scale, precision and complexity, and the development speed of long-life die and die standard parts is higher than that of the industry as a whole. Therefore, with the development of science and technology, computer technology, information technology, automation technology and other advanced technologies are constantly infiltrating, intersecting and merging into the traditional manufacturing technology, the implementation of its transformation, the formation of advanced manufacturing technology.
The level of mould design and manufacturing technology is one of the important marks to measure the level of national product manufacturing, which determines the quality, benefit and development ability of new products to a great extent. The stamping die is an essential process equipment for stamping production, and it is a technology-intensive product. The quality, production efficiency and production cost of stamping parts are directly related to die design and manufacture. It has many unique advantages, such as light weight, high rigidity, high strength, good interchangeability, low cost, easy to realize mechanical automation and high production efficiency, and so on, which is used to produce all kinds of sheet metal parts, has many unique advantages, such as light weight, high rigidity, high strength, good interchangeability, low cost, etc. It is a kind of advanced manufacturing technology which can not be compared with and can not be replaced by other processing methods. It has strong competitiveness in the manufacturing industry and is widely used in automobile, energy, machinery, information, aerospace, and has been widely used in automobile, energy, machinery, information, aerospace, and so on. The production of the national defense industry and daily life.
In recent decades, stamping technology has made rapid development, it is not only manifested in many new processes and new technologies in the production of a wide range of applications, such as spinning forming, soft die forming, high-energy forming, and so on. More importantly, people's understanding and mastery of stamping technology has a qualitative leap. Modern stamping production is a kind of large-scale continuous operation manufacturing mode. Due to the participation and involvement of high and new technology, the stamping production mode has evolved from the initial manual operation to the integrated manufacturing step by step. Production process gradually realizes mechanization, automation, and is developing towards intelligent and integrated direction. Realize automatic stamping operation and embody safety High efficiency, saving material and other advantages, has been the development direction of stamping production.
Compared with other machining methods, the dimensional accuracy of stamping parts is guaranteed by die. Therefore, the quality of stamping parts is stable and the interchangeability is good. In general, it can directly meet the requirements of assembly and use. In addition, due to the plastic deformation of the material, the internal structure of the metal is improved and the mechanical strength is improved, therefore, the stamping parts have the characteristics of light weight, good stiffness, high precision, smooth appearance, beautiful appearance, and so on.
Because of the use of die machining, the stamping process can obtain thin wall, light weight, good rigidity, high surface quality and complex shape which can not be manufactured by other machining methods. Stamping generally does not need to heat the blank, and it does not cut metal as much as cutting, so it is not only energy-saving, but also metal-saving. The material utilization ratio of stamping processing can reach 70% and 85%, so the cost of stamping parts is lower and the economic benefit is higher when the stamping parts are produced in mass production. For the ordinary press can produce dozens of products per minute, and the high-speed press can produce hundreds of pieces per minute, so it is a kind of high-efficiency processing. Method。 Large parts such as car bodies can produce several pieces per minute, while small parts can produce more than 1,000 pieces per minute by high-speed stamping. It is easy to realize mechanization and automation because the blanks processed by stamping are plates or rolls and are generally processed in cold state, so it is more suitable to configure robots to realize unmanned production.
In the aspect of product structure: with the complexity of product structure, it will inevitably lead to the complex shape of die parts. The traditional geometric detection method can not adapt to the production of die and mould. The 3D NC measuring machine has been widely used in modern mould manufacturing to measure the geometric quantity of die parts, and the testing methods of die machining process have also made great progress. In addition to measuring the data of complex curved surface with high precision, the three-coordinate CNC measuring machine has good temperature compensation device, reliable anti-vibration protection ability, strict dust removal measures and simple operation steps. It makes it possible to detect automatically on the spot.
From the continuous improvement of the quality of industrial products, the production of stamping products is developing in the direction of multi-variety, less batch, complex, large-scale, precision, fast updating speed. Stamping die is developing in the direction of high efficiency, precision, long life and large-scale. In order to adapt to the changes in the market, with the rapid development of computer technology and manufacturing technology, stamping die design and manufacturing technology is being designed by hand, relying on manual experience and conventional machining technology to computer-aided design (CAD),). CNC machining, NC electrical machining as the core of computer-aided design and manufacturing (CAD/CAM) technology change.
With the rapid development and organic combination of computer technology, mechanical design and manufacturing technology, a new technology of computer aided design and computer aided manufacturing (CAD/CAM) has been formed. This is the key technology to reform the traditional mode of mold production, is a high-tech, high-efficiency system engineering, it provides users with an effective auxiliary tool in the form of computer software, so that engineers and technicians can use computer to product, Die structure, forming process, NC machining and cost are designed and optimized. Die CAD/CAM can significantly shorten the cycle of die design and manufacture, reduce production cost and improve product quality. It has become a common understanding. With the emergence of powerful professional software and efficient integrated manufacturing equipment, based on 3D modeling and concurrent engineering (CE)-based die CAD/CAM technology is becoming the development direction, it can realize manufacturing and assembly-oriented design. The simulation of forming process and NC machining process is realized, and the design and manufacture are integrated.
As for enterprises, with the individuation of demand and the globalization of manufacturing, informatization, the change of internal and external environment of enterprises, the traditional production concept and production organization mode of mould industry have been changed. Modern system management technology is being gradually applied in die and mould enterprises. The application of advanced production management mode makes enterprise production realize low cost, high quality and fast speed, and improve the market competition ability of enterprise.
The application of advanced mould manufacturing technology has changed the condition that mould quality depends on man-made factors and is difficult to control, which makes die quality depends on physical and chemical factors, the overall level is easy to control, and mold reproduction ability is strong.
英文資料翻譯
據(jù)統(tǒng)計資料，模具可帶動其相關產業(yè)的比例大約是1∶100，即模具發(fā)展1億元，可帶動相關產業(yè)100億元。通過模具加工產品，可以大大提高生產效率，節(jié)約原材料，降低能耗和成本，保持產品高度一致性等。如今，模具因其生產效率高、產品質量好、材料消耗低、生產成本低而在各行各業(yè)得到了應用，并且直接為高新技術產業(yè)服務，特別是在制造業(yè)中，它起著其他行業(yè)無可替代的支撐作用，對地區(qū)經濟的發(fā)展發(fā)揮著輻射性的影響。
現(xiàn)代模具行業(yè)是技術、資金密集型的行業(yè)。目前，中國約有模具生產廠點25萬余家，從業(yè)人員有100多萬人，全年模具產值達1000多億元人民幣，模具出口近30億美元，但是目前，我國沖壓技術與先進工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后，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、生產周期等方面與先進工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。
近年來，模具行業(yè)結構調整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復雜、長壽命模具和模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度。因此隨著科學技術的發(fā)展，計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正不斷向傳統(tǒng)制造技術滲透、交叉、融合，對其實施改造，形成先進制造技術。
模具設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志之一，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。其中沖壓模具是沖壓生產必不可少的工藝裝備，是技術密集型產品。沖壓件的質量、生產效率以及生產成本等，與模具設計和制造有直接關系。用以生產各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產之中。
近幾十年來，沖壓技術有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術在生產的廣泛應用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術的認識與掌握的程度有了質的飛躍。??現(xiàn)代沖壓生產是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術的參與和介入，沖壓生產方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造。生產過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經是沖壓生產的發(fā)展方向。
沖壓加工與其他加工方法相比，沖壓件的尺寸精度由模具來保證，所以制品質量穩(wěn)定，互換性好，在一般情況下可以直接滿足裝配和使用要求。此外，在沖壓加工過程中由于材料經過塑性變形，金屬內部組織得到改善，機械強度有所提高，所以，沖壓件具有質量輕、剛度好、精度高和外表光滑、美觀等特點。
沖壓加工由于利用模具加工，所以可獲得其他加工方法所不能或難以制造的壁薄、質量輕、剛性好、表面質量高、形狀復雜的零件。沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣大量切削金屬，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約金屬。沖壓加工的材料利用率一般可達70%—85%，所以沖壓件呈批量生產時其成本比較低，經濟效益較高。對于普通壓力機每分鐘可生產幾十件制品，而高速壓力機每分鐘可生產幾百上千件，所以它是一種高效率的加工方法。如汽車車身等大型零件每分鐘可生產幾件，而小零件的高速沖壓則每分鐘可生產千件以上。由于沖壓加工的毛坯是板材或卷材，一般又在冷狀態(tài)下加工，因此較易實現(xiàn)機械化和自動化，比較適宜配置機器人來實現(xiàn)無人化生產。
在產品結構方面：隨著產品結構的復雜，必然導致模具零件形狀的復雜。傳統(tǒng)的幾何檢測手段已無法適應模具的生產。現(xiàn)代模具制造已廣泛使用三坐標數(shù)控測量機進行模具零件的幾何量的測量，模具加工過程的檢測手段也取得了很大進展。三坐標數(shù)控測量機除了能高精度地測量復雜曲面的數(shù)據(jù)外，其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴密的除塵措施以及簡便的操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。
從工業(yè)產品質量的不斷提高，沖壓產品生產正呈現(xiàn)多品種、少批量，復雜、大型、精密，更新?lián)Q代速度快的變化特點，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為適應市場變化，隨著計算機技術和制造技術的迅速發(fā)展，沖壓模具設計與制造技術正由手工設計、依靠人工經驗和常規(guī)機械加工技術向以計算機輔助設計（CAD）、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術轉變。
計算機技術、機械設計與制造技術的迅速發(fā)展和有機結合，形成了計算機輔助設計與計算機輔助制造（CAD/CAM）這一新型技術。這是改造傳統(tǒng)模具生產方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程，它以計算機軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員能借助計算機對產品、模具結構、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進行設計和優(yōu)化。模具CAD/CAM能顯著縮短模具設計及制造周期、降低生產成本、提高產品質量已成為人們的共識。 隨著功能強大的專業(yè)軟件和高效集成制造設備的出現(xiàn)，以三維造型為基礎、基于并行工程（CE）的模具CAD/CAM技術正成為發(fā)展方向，它能實現(xiàn)面向制造和裝配的設計，實現(xiàn)成形過程的模擬和數(shù)控加工過程的仿真，使設計、制造一體化。
對于企業(yè)來說：隨著需求的個性化和制造的全球化、信息化，企業(yè)內部和外部環(huán)境的變化，改變了模具業(yè)的傳統(tǒng)生產觀念和生產組織方式?，F(xiàn)代系統(tǒng)管理技術在模具企業(yè)正得到逐步應用，先進生產管理模式的應用使得企業(yè)生產實現(xiàn)了低成本、高質量和快速度，提高了企業(yè)市場競爭能力。
模具先進制造技術的應用改變了傳統(tǒng)制模技術模具質量依賴于人為因素，不易控制的狀況，使得模具質量依賴于物化因素，整體水平容易控制，模具再現(xiàn)能力強。
沖壓工藝卡片
標記
零件代號
3-1
文件代號
零件名稱
支架彎曲件
共1頁
材料名稱及規(guī)格
毛 坯
尺 寸
條
料
4×79×2000mm
材料利用情況
產品型號
Q235A T=4mm
單
件
4×36×76mm
材料利用率88.5%
每臺件數(shù)
工序或工步
工序或工步內容
加 工 草 圖
設 備
工具
量具
備注
1
剪板
剪板機
卷尺0～125mm
游標卡尺
2
落料沖孔
落料
沖孔
復合
模
0～25mm千分
尺和0～125mm
游標卡尺
3
彎曲
彎
曲
模
角度尺
4
去毛刺
工作臺
5
檢驗
0～125mm游標卡尺和?6的塞規(guī)及R規(guī)
編制
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直角支架彎曲件沖壓模具設計與制造
中文摘要
本畢業(yè)設計課題的主要任務是對支架彎曲件的沖壓模具設計與制造——采用的沖裁材料是Q235A。
在設計的過程由于產品是對稱型零件，在精度方面要求不高，但在設計過程中需考慮產品的對稱度問題和生產產品的平整度問題，以及模具的使用周期。因此為提高產品的合格率，以及其對尺寸的公差精度要求，決定采用沖裁復合模完成沖孔、落料兩道工序。從沖裁片的結構形狀和生產批量來看，模具應采用倒裝式復合模。隨后，使用彎曲模對零件再進行90度彎曲，且因零件結構一般，可一次成型。
在此次設計中共設計出兩副模具，一副為倒裝式復合模，落料與沖孔復合，以及彈性卸料，導料釘導料的方式進行生產，且其彈性元件為橡膠。另副模具為彎曲模，采用定位板進行定位，產品向上彎曲。
關鍵詞：支架彎曲片、復合模、彎曲模、倒裝式
abstract
The main task of this graduation design project is to design and manufacture stamping die for support bending parts-the blanking material used is Q235A.
In the design process, because the products are symmetrical parts, the precision is not high, but in the design process, we should consider the symmetry of the products and the smoothness of the production products, as well as the use period of the mold. Therefore, in order to improve the qualified rate of the product and the tolerance precision of its dimension, it is decided to use the blanking compound die to complete the punching and blanking two processes. From the structure and shape of blanking sheet and production batch, the die should adopt flip-chip compound die. The bending die is then used to bend the part 90 o, and it can be molded once because of the general structure of the part.
In this design, two sets of molds are designed, one is inverted composite die, the other is the compound of blanking and punching, as well as the way of elastic unloading and guide material, and the elastic element is rubber. Another pair of dies for bending die, using positioning plate for positioning, the product bending up.
Key words: Bracket Bending Sheet, Compound Die, Bending Die,Reverse Type
II
目 錄
1. 前言
1.1 模具技術的歷史與發(fā)展水平 ………………………………………………3
1.1.1 模具CAD/CAM技術的應用與展 …………………………………………4
1.1.2 模具設計與制造能力狀況 ………………………………………………4
1.2 模具在現(xiàn)代工業(yè)中的地位 …………………………………………………4
1.3 模具工業(yè)未來的發(fā)展 ………………………………………………………4
2. 產品工藝定制與分析
2.1 零件材料分析 ………………………………………………………………5
2.2 零件結構分析 ………………………………………………………………5
2.3 零件尺寸精度分析 …………………………………………………………5
2.4 沖壓工藝方案 ………………………………………………………………6
3．排樣圖的設計
3.1 排樣圖設計步驟 ……………………………………………………………8
3.2 影響排樣的因素 ……………………………………………………………9
3.3 材料利用率的計算 …………………………………………………………10
4．工藝計算
4.1 沖壓力的計算 ………………………………………………………………11
4.2 彎曲力的計算 ………………………………………………………………11
4.3 壓力中心的計算 ……………………………………………………………11
4.4 沖床的選擇 …………………………………………………………………12
5. 定距方式與導正銷
5.1 定距方式 ……………………………………………………………………13
5.2 導正銷 ………………………………………………………………………13
6. 凸模凹模結構和安裝
6.1 沖孔凸模的設計 ……………………………………………………………14
6.2 落料凸模結構的選擇 ………………………………………………………14
6.3 彎曲模凸、凹模的設計 ……………………………………………………15
6.4 凸、凹模刃口尺寸的計算 …………………………………………………16
7. 沖壓模具零件的編制
7.1 凹模板加工工藝過程 ………………………………………………………17
7.2 凸模加工工藝過程 …………………………………………………………18
7.3 卸料板加工工藝過程 ………………………………………………………18
7.4 凸模固定板加工工藝過程 …………………………………………………19
8. 復合模各種機構的設計
8.1 卸料裝置的設計 ……………………………………………………………20
8.2 墊板以及模架的選用 ………………………………………………………20
8.3 緊固與安裝要求 ……………………………………………………………21
8.4 模具的結構分析 ……………………………………………………………22
9.復合?？傃b圖 …………………………………………………………………23
10.彎曲模總裝圖…………………………………………………………………24
12．材料 …………………………………………………………………………25
12．結論 …………………………………………………………………………26
13．致謝 …………………………………………………………………………27
14．參考文獻 ……………………………………………………………………28
2
1. 前 言
在目前國內制造業(yè)市場發(fā)展的趨勢來看，模具設計與制造技術在我國得到了高速且迅猛的發(fā)展。行業(yè)中對于一些高精度的、形狀復雜且大型的、生產效率高的、工作周期長的模具需求量逐步增加。同時，由于市場上對模具的質量與壽命等方面能力要求的不斷提高，因此對整個模具沖壓制造水平也明顯性的有了質的飛越，對于模具的各種設計和分析技術（如UG、CAD、Pore、CAM等）也得到了較為廣泛的應用。
1.1 模具技術的歷史與發(fā)展水平
1.1.1 模具CAD/CAM技術的應用與發(fā)展
在現(xiàn)代工業(yè)生產中，模具CAD/CAM技術的發(fā)展，已形成一整套系統(tǒng)。CAD技術的應用使模具設計更加準確、快速，而CAM技術的應用使零件尺寸精度高、表面粗糙度好。對于現(xiàn)有的模具CAD/CAM技術的使用與傳統(tǒng)的“試湊法”和仿型法相比較，大大提高了模具質量，縮短模具設計制造周期，降低生產成本，增強了市場競爭力。
1.1.2 模具設計與制造能力狀況
隨著國家的經濟能力的發(fā)展，模具設計與制造能力正在不斷地提高與完善，因此在質量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，同時對使用能夠提高精度與效益方面大型先進設備越加廣泛，其中對于CNC、DNC加工技術也已經可以加工超精度傾角。
1.2 模具在現(xiàn)代工業(yè)中的地位
在現(xiàn)代加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。據(jù)資料統(tǒng)計，由于使用模具生產能夠提高生產率、降低生產成本、保證產品質量，因此模具制造在機電產品生產中占80%以上、電子產品中占85%以上、輕工業(yè)產品中占90%以上、兵器產品中占95%以上，這些都是由模具進行制造加工的。
1.3 模具工業(yè)未來的發(fā)展
隨著塑料模和3D打印成形工藝的不斷深入，“以塑代鋼、以塑代木”的情況將成為模具工業(yè)未來發(fā)展的大趨勢，且伴隨著車輛和電機等產品向輕量化方向的發(fā)展，壓鑄式模具的比例將不斷提高。同時，由于機械零件的復雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也將越來越高，多功能復合模具將進一步得到發(fā)展。對模具技術含量也將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產品結構調整所帶來的市場走勢。
2. 產品工藝定制與分析
2.1 零件材料分析
此次支架彎曲片選用的沖裁材料為Q235A，材料的厚度為4mm。該材料的韌性和塑性較好，且焊接性能良好，并具備一定的熱加工性，其用途較為廣泛可以作為此次零件沖裁的材料。
(產品圖)
2.2 零件結構分析:
從圖中可以看出該產品結構簡單，屬于對稱型零件，因此對于彎曲件外形圓角出采用為R0.3mm的圓弧連接，這樣有利于CNC加工，且便于零件的沖裁。改產品經計算展開圖如下圖所示：
（零件展開圖）
2.3 零件尺寸精度分析:
該零件尺寸公差通過查表得出，其等級精度均為IT9～IT10，因此使用普通加工設備進行加工便可。
外形尺寸：寬36 0 -0.08；長76 0 -0.08；內形尺寸：圓徑4-Φ6 +0.08 0；
2.4 沖壓工藝方案
對于該沖裁件的加工生產，其所需要的沖壓工序有沖孔、落料兩道基本工序。從工序集中與分散，以及工序間的組合來分析，該產品的沖壓可供以下幾個方案進行選擇。
方案一：
用單工序模進行生產，先進行落料然后再進行沖孔。但是由于該方案使用的模具結構簡單，因此需要進行兩道工序，兩副模具才能完成對該零件的生產加工。缺點是所需的模具數(shù)量多,操作人員較多,使用成本因此相對較高。
方案二：
采用復合模進行生產加工，落料與沖孔兩道工序同時進行。
由于該沖片的對于尺寸的精度要求不高，且該零件的結構簡單，所以為了提高產品的生產率和保證沖片的尺寸精度，所以決定采用復合模生產足夠。
方案三：
沖孔、落料連續(xù)沖壓，采用級進模進行生產。
對于使用級進模，由于其適用于生產批量特大，因此對于模具的設計和制造方面，以及對于模具的維修水平相對較高，且級進模對于配合精度要求較高，需要使用高精度的模具加工設備，因此成本高，對于制造該零件來說，不適合使用級進模來進行加工生產。
結論：使用一副復合模和一副彎曲模進行生產。由于該零件的結構簡單，彎曲工藝不難，因此采用一次性彎曲成型的方法，但要考慮到減少零件的回彈量。
3 排樣圖的設計
3.1 排樣圖設計步驟
1. 繪制成1:1比例的產品圖。
2. 繪制出條料排樣圖。
A、根據(jù)零產品圖構思初步的排樣方式；
B、考慮材料的利用率，確定合理的工位數(shù)；
C、導正孔的設置以及合理確定沖裁位置；
D、確定該沖裁條料的寬度、步距的大小、搭邊值；
E、沖制順序以及變形量等。
圖 3-1零件排樣圖
3.2 影響排樣圖的因素
排樣圖的設計關系到材料的利用率，制件的尺寸精度和模具的結構與制造復雜程度等方面。因此在設計的過程中，需考慮到以下幾點因素：
a、沖裁力的平衡；
b、被加工零件的材料；
c、產品零件的形狀；
d、模具的結構與加工；
e、企業(yè)的生產能力與生產批量；
f、送料的方式以及步距的定位方式。
在設計模具的過程中，首先設計排樣圖，這樣模具的結構便可根據(jù)排樣圖進行設計，這直接性的導致制造出的模具能否沖制出合格的制件。因此，在設計時需多方面的考慮，尋找出最為優(yōu)化的方案。
3.3 材料利用率的計算
查表得，兩個工件之間的搭邊值a=1.5mm，步距為37.5mm。所以其條料寬度為:
B=( D+2a )=（78+2×1.5）=79mm
一個步距內的材料利用率為:
η=A/BS×100%=2622.84/79×37.5×100%=88.5%
4.工藝計算
4.1.沖壓力的計算：
1)落料力：
F落=1.3tLτ=1.3×4×225.6×235=254.17 KN
2）沖孔力：
F沖=1.3tLτ=1.3×4×18.4×235=22.484 KN
3)卸料力：
F卸=K卸 F落=0.05×95.31=4.76 KN
4)推件力：
F推=nK推F沖=4×0.05×20.85×22.484=93.76 KN
5)沖壓力：
F總= F沖+ F推+F卸+F推 = 375.174 KN
4.2 彎曲力的計算
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=68mm
2、計算彎曲力
F=0.7KBt2бb/r+t=（0.7×1.3×19×1.5×1.5×280）/（5+1.5）=8.6 KN
4.3 壓力中心的計算
該產品左右對稱，因此該產品的壓力中心位于其中心線上（X軸偏移0mm Y軸偏移0mm）。如下圖所示：
4.4 沖壓設備的選用
已計算出沖壓力為375.174 KN，彎曲力為8.6 KN。根據(jù)沖壓工序的性質、生產批量和現(xiàn)有的設備等，選用J23-400開式雙柱可傾沖床。
沖壓設備的主要技術參數(shù)：
公稱壓力 400KN
滑塊行程 80mm
最大閉合高度 240mm
閉合高度調節(jié)量 56mm
滑塊中心線到床身距離 160mm
工作臺尺寸 400mm×680mm
工作臺孔尺寸 200mm×110mm×160mm
模柄孔尺寸 Φ50mm
5. 定距方式與導正銷
5.1 定距方式
由于該模具沖壓材料使用的是條料式，控制條料的送進方向的是導料板，并且沒有測壓裝置。由擋料釘決定該模具的送進步距，保證條料能夠順利的進入，并保證足夠的距離，避免造成材料的浪費。如圖下圖所示：
5.2 導正銷
該模具采用的是導正銷進行導正，用于引導工件的正確位置，從而起到精確定位的作用。一般采用高速鋼、硬質合金鋼等硬度相對較高的材料進行制造，是一種比較常見的模具配件。
6. 凸模凹模結構和安裝
6.1 沖孔凸模的設計
本次設計的模具為落料沖孔復合模，則凸模材料是鎢系高速鋼W18Cr4V2，具有良好的切削性能。在熱處理過程不易出現(xiàn)氧化脫碳現(xiàn)象，且磨削性能較好。同時，考慮到凸模的沖孔加工和其自身加工的方便性與互換性，因此對凸模采用臺肩式固定的方式。如圖6-1所示：
圖6-1 凸模
6.2 落料凹模的設計
該落料沖孔復合模中的落料凹模，使用的材料是冷作模具鋼Cr12MoV。考慮到零件的落方便和凹模刃口的加工，因此采用的是整體式的結構，且在線切割加工時改為R0.3的圓角進行加工，方便于該零件的制作。結構如下圖6-2所示：
圖6-2 落料凹模
6.3 彎曲模的凸、凹模的設計
在設計彎曲模凸模時，考慮其彎曲回彈量、彎曲方式、材料的影響和彎曲線的方向等因素，因此選擇自由彎曲，材料選用Cr12鋼，并確定了最小彎曲半徑為R5mm。（具體結構如下圖所示）
圖6-3 彎曲凸、凹模
彎曲模具中凹模的處于受壓和摩擦的工作狀態(tài)，所以對材料的硬度和耐磨性等性能具有一定的要求，因此其選用的材料為Cr12鋼。在加工過程中，由于凹模需要保證最終產品的角度，盡量的減少其回彈量，所以對凹模的圓角處的粗糙度值需在Ra0.4μm以下，這樣能夠避免零件彎曲加工時，因為受到過大的摩擦而在產品的表面形成刮痕。（具體結構如上圖所示）
6.4 凸、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
結果
D1max-? 0=360 -0.08
D2max-? 0=680 -0.08
Zmin= 0.04mm
Zmax= 0.06mm
Zmin-Zmax=0.02mm
X=1
Dd=(Dmax-X?) 0+?4
?4
Dd1=35.92+0.02 0
Dd2=67.92+0.02 0
凸模配做加工保證雙邊間隙：0.04～0.06mm
D1min 0 +?=φ6+0.08 0
Zmin=0.04mm
Zmax=0.06mm
Zmin-Zmax=0.02mm
X=1
dp=(dmin+X?)-?4 0
?4
d1p=φ6.08 -0.02 0
凹模配做加工保證雙邊間隙：0.04～0.06mm
7. 沖壓模具零件的編制
7.1 凹模加工工藝過程
序號
工序名稱
工 序 內 容
設 備
1
備料
材料為Cr12MoV，毛坯尺寸163mm×103mm×23mm
①
下料
將軋制的棒料在鋸床上切斷，其尺寸為?110×170mm
②
鍛造
鍛造至毛坯尺寸，后進行退火處理，去除內應力
2
銑削
銑削外部六面，每個面留磨削余量0.2～0.3mm
銑床
3
鉗工
作基準側面標記，劃線（螺紋孔和落料孔的位置），
鉆M8的底孔、銷釘孔，攻螺紋
4
銑削
銑削加工落料孔尺寸達要求
銑床
5
熱處理
淬火＋回火,保證硬度值達到60～62HRC
6
平磨
磨削上、下表面并將其磨光，
要求各面平行垂直和刃口鋒利
平面磨床
7
鉗工
劃線（銷釘孔的位置）
8
線切割
按圖線切割各孔，留0.005～0.01mm單邊研量
線切割機床
9
鉗工
倒角，研磨達到尺寸，即圖紙要求
10
檢驗
檢驗工件尺寸，對工件做緩蝕處理，入庫
表7-1 凹模加工工藝過程
7.2凸模加工工藝過程
序號
工種
工 序 內 容
設備
1
備料
材料為W18Cr4V2，毛坯（棒料）尺寸為?21×42mm
2
車削
按圖紙車削外圓留0.3～0.5mm磨削余量
車床
3
熱處理
淬火＋回火,保證硬度達到58～60HRC
4
磨削
以小端表面為基準，磨削兩端面，保證垂直度要求
磨床
5
鉗工
研磨外圓表面達到要求
6
檢驗
檢驗工件尺寸，對工件做緩蝕處理，入庫
表7-2-1 沖孔凸模加工工藝過程
序號
工序名稱
工序內容
設備
1
備料
材料為Cr12MoV，毛坯尺寸為38×28×67mm
①
下料
將軋制的棒料在鋸床上切斷，其尺寸為?42×70mm
②
鍛造
鍛造至毛坯尺寸，后進行退火處理，去除內應力
2
銑削
銑削六面，每個面留磨削余量0.2～0.3mm除尖角處留0.5mm余量
銑床
3
熱處理
淬火＋回火,保證硬度值達到58～60HRC
4
鉗工
加工刃口圓角R5mm，以及各處倒角0.2mm
5
鉗工
研磨表面達到要求
6
檢驗
檢驗工件尺寸，對工件做緩蝕處理，入庫
表7-2-1 彎曲凸模加工工藝過程
7.3卸料板加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內容
設備
1
備料
材料為45鋼，將毛坯鍛成163×103×13mm
2
熱處理
退火處理，去除內應力
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
線切割機床
7
鉗工
鉆攻4×M8
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
研磨各型孔達要求
11
檢驗
檢驗工件尺寸，對工件做緩蝕處理，入庫
表7-3 卸料板加工工藝過程
7.4凸模固定板加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內容
設備
1
備料
將毛坯鍛成163×103×23mm
2
熱處理
退火處理，去除內應力
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
線切割機床
7
鉗工
鉆鉸4×φ8,鉆攻4×M8
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
研光各型孔達要求
11
檢驗
檢驗工件尺寸，對工件做緩蝕處理，入庫
表7-4 凸模固定板加工工藝過程
8.? 復合模各種機構的設計
8．1卸料裝置的設計
該落料沖孔,復合模使用,的是以橡膠,為彈性元件的,彈性卸,料裝置，計,算方法如,下所示：
(1) 選用4個圓,筒,形的橡膠,（材質為聚氨酯），則每,個橡膠所承受,的預壓力為
Fy=Fx/n=4570/4=1142.5N
再確定橡,膠的橫截面,積A，取hy=0.1,H0，查表,1-38得p=1.1,MPa,則A=Fy/p=1142.5/1.1=1038.6mm
A---橡膠,的橫截,面積；
p---橡膠的,單位壓力（MPa），查表,1-74；
（2）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。為了保,證卸料力，并且外徑,過小，所以D可取D=44mm。,若卸料力,不夠可在其筒,形橡膠之,間添加橡膠。
D===43.12mm
計算并,校核橡,膠的,由高度H0
H0=(hx+hm)/0.25=(0.5+1+6)/0.25=30mm
因為H0/D=30/24=1.25mm>0.5mm，故所選橡,膠符合要求。
橡膠的安,裝高度為：h0=H0-hy=30-0.11×30=27.5mm。
8．2．墊板以及模架的選用
墊板的作用主,要是為了防止,凸、凹模在沖壓,過程中，因為受到,集中的沖壓力使,模座接觸,面損壞，且會,導致固定板,變形，因此需要,使用墊板來保證這一現(xiàn)象,的發(fā)生。一般，墊板選,用材料為45鋼，其淬火硬,度為43-48HRC。
對于模,架的選用，由于模架,,需要足夠的強,度與剛性，來保證,整個模具的穩(wěn)定，且模架的精,,度也是模具精度的,關,鍵所在。模架的精度,保證凸模,與凹模的相對,,位置準確，且其主要,與模具的沖裁,間隙、配合精度,和模具,復雜程度有關。
對于模架,的種類：模架根據(jù),其導向形,式分為滑,動導向模架,和滾動導向模架。根據(jù)其,導柱多少,分為雙,導柱模架和,四導柱,模架。根據(jù),其導柱位,置的不同分為,對角導柱模架，中間導,柱模架，后側,導柱模架,和四,導柱模架。
所以對,于此次選用的,復合模，由于其,沖裁間隙,需小于0.02mm，因,此選用滑動導,向對角導,柱模架。
本模具選用的模架如圖8-2所示。
圖8-2 模架
8．3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,不應小于15mm。
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。級進模的銷,釘孔均為,通孔。因此,選用的銷,釘都為,帶螺,紋的圓柱銷。銷釘?shù)?裝配形式：銷釘,在組,合件起定位作,用和緊固,作用。
根據(jù)復合模,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。
8.4 模具的結構分析
對于落料,沖孔復合模,來說，該模具采用了滑,動導向的對角,導柱模架，此模架導,向精度較好，且模,具沖裁,間隙較小。同時,，在模具,設計中采用,倒裝式結構，廢料,直接落下。在模具中其定位,零件則采用的是,擋料銷、導料銷，壓卸料裝置,則采用的,是彈性卸料（彈性元件為,橡膠），用剛性頂件,器頂出產品。
對于彎,曲模來說，在設計,過程中考慮到,其彎曲結,構簡單，屬,于對稱性零件，所,以采用一次,彎曲。
9. 復合?？傃b圖
10. 彎曲模總裝圖
11．材料的選用
在本次設計中凸模選用的材料是鎢系高速鋼W18Cr4V2，凹模和凸凹模選用的材料是冷作模具鋼Cr12MoV,墊板、卸料板和凸凹模固定板選用的材料則是優(yōu)質碳素結構鋼45鋼，而對于上、下模座來說選用的材料是灰鑄鐵HT200，凸模固定板和凸緣模柄采用的材料是普通碳素結構鋼Q235。
W18Cr4V2是W18Cr4V的替代鋼，屬于萊氏體鋼，常被稱為“白鋼”、“鋒鋼”或“風鋼”，具有高的硬度、紅硬性及高溫硬度（在500℃～600℃時硬度值依舊可達到52～58HRC），具有良好的切削性能。在熱處理過程不易出現(xiàn)氧化脫碳現(xiàn)象，且磨削性能較好。
Cr12MoV冷作模具鋼與Cr12高鋼相比具有良好的淬透性，且淬火、回火后的硬度、耐磨性和強度都相對較高，但高溫塑性較差。這類材料可用于制造制造截面較大、形狀復雜、工作負荷較重的各種冷沖模具和工具。
45鋼屬于中碳優(yōu)質調質結構鋼，其碳含量為0.42%～0.50%，此鋼一般在調質或正火狀態(tài)下使用提高零件表面硬度，或者是進行調質+表面淬火。該材料具有較高的強度和良好的切削加工性，有一定的韌性、塑性和耐磨性，且該材料來源廣泛，但由于其硬度不高易切削加工，所以在模具中經過熱處理常用來做模具的模板、梢子、導柱等零件。
Q235為普通碳素結構鋼，開頭的Q代表的是這種材料的屈服極限，而跟在后面的235則指這種材聊的屈服強度值為235MPa。由于該材料的碳含量適中，對于強度、塑性以及焊接等性能能夠得到較好配合，綜合性能較好，所以適合于凹模固定板和凸緣模柄加工。
結論
在此次畢業(yè)設計中，根據(jù)課題（論文）設計要求，完成了零件的測繪圖，并設計出其工藝路線，同時編制出沖壓工藝規(guī)程，使得設計出的兩副模具（落料沖孔復合模和彎曲模）能夠沖制出符合本次課題的產品零件。
當然在設計的過程中需要通過對圖形的繪制，因此對于Auto CAD、UG等繪圖軟件的運用，以及查閱有關模具設計方面有關資料的能力，同時需要我們了解國內外模具行業(yè)現(xiàn)有的發(fā)展趨勢。
在此過程中，我更加深入的理解有關模具設計與制造方面相關的知識，如：復合模的設計步驟、條料排樣圖設計和模具的結構，以及模具零件的設計與加工。相對來說，在設計過程中不僅要考慮模具的因素，還需考慮企業(yè)實際的狀況和沖床方面的一些問題，只有這樣通過多方面的考慮和經驗的指導才能確定最終設計方案。這些知識的運用和思考，使我進一步的熟悉設計的過程與方法，為今后的實際工作打下良好基礎。
致謝
在學校的這三年時間里，我系統(tǒng)的學習了有關模具設計與制造專業(yè)方面的知識。在理論方面：從零件的排樣到總圖的設計，從手工繪制到三維UG繪圖，同時，在實踐方面：從普通車削到數(shù)加工，從單個零件的加工到整套模具的制作。讓一系列的學習都我讓深深地感受到了知識與科技的重要性。在這三年里，我感到十分慶幸，我遇到了一群好同學和老師，是他們的幫助與指導，才讓我學到了這么多知識。
在做畢業(yè)設計期間，指導老師的每一聲教導，同學課間的每一句討論，都讓我感到十分的親切。指導老師的專業(yè)水平和學術意識都讓我感到了自身存在的不足，同學之間的每一句鼓勵都讓我對完成此次設計增加了一份信心。從選題、設計初步的圖稿，到論文的書寫和審核，這都讓我在一步步中前進，也讓我在段時間里對我三年來知識掌握的一個梳理，全面的幫我鞏固了我所學的專業(yè)理論知識與實踐能力的結合，從而得到畢業(yè)設計這個最終的項目成果。
最后，再次的感謝我的指導老師，還有與我同行的同學們，是他們幫助與關心，我才能夠順利的完成，謝謝！
參 考 文 獻
1 張春水.祝俊昶.高效精密沖模設計與制造.西安電子科技大學出版社. 1989.6
2 沖模設計應用實例模具實用技術叢書編委會. 北京： 機械工業(yè)出版社. 1999.6
3 郭成 儲家佑.現(xiàn)代沖壓技術手冊.北京：中國標準出版社. 2005.
4 彭建聲. 吳成明.簡明模具工實用技術手冊-2版 .北京：機械工業(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.上海三住精密機械有限公司.2006.4.
7 邱永成. 復合模設計. 北京： 國防工業(yè)出版社， 1987.
8 沖模設計手冊編寫組編著. 沖模設計手冊. 北京： 機械工業(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： 機械工業(yè)出版社. 2003.
10 柯旭貴 張榮清. 沖壓工藝與模具設計.北京：機械工業(yè)出版社.2012
11 外文期刊 METAL FORMING Mar 2000
31
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