購(gòu)買設(shè)計(jì)請(qǐng)充值后下載，，資源目錄下的文件所見(jiàn)即所得，都可以點(diǎn)開(kāi)預(yù)覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無(wú)水印，可編輯。。。具體請(qǐng)見(jiàn)文件預(yù)覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) B070203
姓 名 張瑞
學(xué) 號(hào) B07020336
外文出處
附 件 1. 原文； 2. 譯文
2011年3月
熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
摘要：
熱沖壓和高強(qiáng)度鋼材在汽車行業(yè)正越來(lái)越受歡迎。熱沖壓是通過(guò)加熱和按下推進(jìn)器水冷工具來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼板高強(qiáng)度的一種工藝，冷卻系統(tǒng)對(duì)該工藝的影響很大。本文提出了一種對(duì)冷卻管道系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)計(jì)過(guò)程,介紹一種在冷卻系統(tǒng)上進(jìn)行有限元分析與一個(gè)特定的進(jìn)化算法的優(yōu)化程序。通過(guò)對(duì)每個(gè)單獨(dú)程序組件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),然后讓熱沖壓工藝和thermo-mechanically熱模擬相結(jié)合的優(yōu)化方案。
關(guān)鍵詞:
熱沖壓、有限元法(FEM),優(yōu)化
1概述
近年來(lái),在不降低安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下減輕重量已成為汽車工業(yè)的研究重點(diǎn)。熱沖壓、高強(qiáng)度鋼對(duì)此提供了可能性,不但降低重量而且提高了乘車的安全系數(shù)。為了達(dá)到高強(qiáng)度，利用熱沖壓將高強(qiáng)度鋼加熱奧氏體溫度范圍，然后對(duì)其進(jìn)行迅速冷卻，馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生。在熱沖壓工藝中,工件的溫度必須保持在200°C以上，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度。到目前為止,很少有對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行研究的熱沖壓模具。
本文介紹了一種系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法,熱沖壓工具與冷卻系統(tǒng)達(dá)到最佳而快速。在這個(gè)例子中,冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化幫助進(jìn)行有限元分析與一個(gè)特定的進(jìn)化算法，隨后一系列的熱成形過(guò)程的數(shù)值thermo-mechanically熱模擬以及觀察傳熱和冷卻速率來(lái)優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，在高溫的沖壓工刀具運(yùn)動(dòng)需要的時(shí)間相對(duì)整個(gè)過(guò)程的時(shí)間較短。因此,熱沖壓過(guò)程必須有足夠的工具、合理的準(zhǔn)確性計(jì)算與短時(shí)間的快速設(shè)計(jì)。
模具的冷卻系統(tǒng)分析了包括這項(xiàng)議案的一項(xiàng)形成過(guò)程是很有必要的,可以提高預(yù)測(cè)精度。在本文中，第2章介紹了一輛汽車和其相應(yīng)的熱沖壓原件，第3章中介紹了優(yōu)化有限元分析的程序及進(jìn)化算法。隨后,結(jié)果通過(guò)熱分析與熱、光的優(yōu)化為熱沖壓模具設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。
2熱沖壓模具的冷卻
2.1動(dòng)機(jī)
提高了工藝流程的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)化了成形零件的特點(diǎn)、熱沖壓才能達(dá)到設(shè)計(jì)最佳狀況。因此,本研究的主要目的是優(yōu)化設(shè)計(jì)一種在經(jīng)濟(jì)冷卻系統(tǒng)熱沖壓工具才能獲得有效的冷卻速率的工具。到目前為止,只有很少數(shù)的人進(jìn)行了有關(guān)冷卻系統(tǒng)在熱沖壓工具的應(yīng)用。因此,先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法配以適當(dāng)?shù)姆抡婺Ｐ屯瓿梢蟮膬?yōu)化調(diào)查，達(dá)到工具和產(chǎn)品的快速完成和盡可能的精確。
2.2熱沖壓和模具冷卻的工藝特點(diǎn)
在直接熱成形工藝中,quenchable boronmanganese合金鋼熱沖壓和模具冷卻是常用。同時(shí),熱沖壓和模具冷卻是其中的一個(gè)具有代表意義的材料超高強(qiáng)度鋼。因此,在此研究中,熱沖壓和模具冷卻的鋁預(yù)表(阿塞洛USIBOR)被認(rèn)為是空白的材料。材料熱沖壓和模具冷卻的拉伸強(qiáng)度600MPa在臨界狀態(tài),材料的拉伸強(qiáng)度通過(guò)熱沖壓工藝顯著增加。更高的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了熱沖壓工藝是通過(guò)快速冷卻至少27°的速度C / s[2]。作為在奧氏體冷卻淬火過(guò)程非常快馬氏體相變將發(fā)生。該微結(jié)構(gòu)提供與馬氏體與硬化的最終產(chǎn)品較高的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500兆帕。
2.3工具組件和檢驗(yàn)
原型的組成及其熱沖壓工具運(yùn)動(dòng)學(xué)是如圖1所示,最初的空白，該試驗(yàn)的一部分,在圖2。最初的空白的430mm尺寸x 1.75mm x 170mm和抽簽儀式提出了一種深度的檢驗(yàn)的一部分是30毫米。
2.4沖壓模具冷卻系統(tǒng)
該工具設(shè)計(jì)必須考慮能夠達(dá)到的最大的降溫速率和熱沖壓零件的溫度分布均勻性。因此,冷卻系統(tǒng)需要被整合到工具。這冷卻系統(tǒng)冷卻管靠近工具輪廓目前認(rèn)為是一種有效的解決方案。然而,冷卻管的幾何形狀限制因在鉆井和約束也應(yīng)放置導(dǎo)管盡可能在盡可能的靠近但足以有效的冷卻遠(yuǎn)離工具輪廓,以避免任何塑性變形在熱成形工藝的工具。保證滿意繪制部分的特點(diǎn),整個(gè)活躍部位，該工具(沖壓、模具、壓邊及解決沖床)需要設(shè)計(jì)冷卻充分。
3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1優(yōu)化的進(jìn)化算法
圖3為每個(gè)工具的優(yōu)化程序。為優(yōu)化程序設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)呈現(xiàn)在圖3。在這個(gè)過(guò)程中,冷卻在每個(gè)通道可優(yōu)化工具通過(guò)具體的進(jìn)化算法(EA),這是在發(fā)達(dá)的ISF(Institut Fertigung皮毛Spannende多特蒙德,大學(xué)德國(guó)),為優(yōu)化注塑工具適用于設(shè)計(jì)和冷卻系統(tǒng)在熱沖壓件工具[3、4]。作為約束條件進(jìn)行優(yōu)化,可得到的大小的連接器和插座,最低的墻以及nonintersection厚度的鉆孔因素也被考慮在內(nèi)。反推最小距離冷卻風(fēng)管和卸之間/裝載工具輪廓(a / x)和最小距離冷卻管(s)通過(guò)有限元分析確定。參數(shù)的冷卻系統(tǒng)如通道的數(shù)量(一根鏈條上的序貫孔),鉆孔每通道和直徑的孔洞每個(gè)工具組件也提供作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)的優(yōu)化。這些輸入?yún)?shù)可從現(xiàn)有的設(shè)計(jì)通過(guò)有限元模擬指南或?；谳斎氤跏冀馍呻S機(jī)參數(shù)通過(guò)EA或手動(dòng),由用戶。從初始解,EA創(chuàng)造新的解決方案經(jīng)過(guò)重組的電流修改他們的解決方案和隨機(jī)的。定義了隨后被用于約束的校正生成的解決方案和消除作廢的解決方案。所有的生成方案最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行有效的冷卻率和均勻冷卻。最后,最好的解決辦法為優(yōu)化冷卻通道選擇對(duì)選定的工具組件
3.2冷卻通道的優(yōu)化
在我們的研究,選定的管的直徑對(duì)8毫米和12mm 8毫米,12mm沖床、毫米到16毫米之間死亡,8毫米和10毫米反凸模和8毫米為空白持有人。EA是用于儲(chǔ)放冷卻通道根據(jù)給定的輸入翻案和約束條件每個(gè)工具組件。優(yōu)化后的型材的8毫米直徑的渠道,為管道在圖4。
4最佳冷卻系統(tǒng)的評(píng)價(jià)
冷卻通道的渠道設(shè)計(jì)產(chǎn)生EA每個(gè)工具組件以不同的孔直徑和其冷卻性能進(jìn)行了評(píng)估,采用鐵模擬。
4.1熱學(xué)分析
在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)階段的熱沖壓件工具,這是很重要的,估計(jì)熱沖壓工藝定性和定量地在很短的時(shí)間經(jīng)濟(jì)制造的工具。為了這個(gè)目的,兩個(gè)瞬態(tài)熱模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行利用ABAQUS /標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)隱式方法。在這個(gè)分析1.2379曾被選為鋼的刀具材料。這仿真模型包含4工具組件:沖床,死亡,壓邊和反拳。如表1所,選擇與優(yōu)化組合的零件冷卻通道的方法。V1是這種變體組合優(yōu)化工具和小冷卻風(fēng)管直徑大,而變種冷卻風(fēng)管。V2直徑。表1:設(shè)計(jì)工具的組合進(jìn)行有限元分析。摘要為了代表一系列生產(chǎn)流程,一個(gè)循環(huán)數(shù)的熱沖壓的過(guò)程模擬為一個(gè)周期傳熱分析。圖5的表明有限元模型包括邊界conditionsFigure 5:有限元模型和邊界條件。這種熱成形工藝的部分的樣機(jī)這樣的設(shè)計(jì)周期時(shí)間是30秒。在一個(gè)周期內(nèi),沖壓運(yùn)動(dòng)的形成需要3秒,這種工具關(guān)閉了17秒的空白,它可以使淬火另一個(gè)10秒開(kāi)發(fā)工具和定位的下一步空白的工具。然而,在這種熱分析運(yùn)動(dòng)和變形工具坯料的卻沒(méi)有考慮到減少了計(jì)算量。因此,只有進(jìn)行了傳熱分析是在一個(gè)封閉的工具。在熱分析、淬火過(guò)程耗時(shí)的地方2017秒秒來(lái)代替,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)沖壓不考慮。假定空白有一個(gè)最初的穩(wěn)態(tài)溫度(Tb,0°C)由于850從950°C冷卻免費(fèi)在轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)境。最初的工具的溫度(Tt,0)假設(shè)為20°C在第一個(gè)周期和變化周期周期。冷卻介質(zhì)的溫度(Tc)假設(shè)為室溫。邊界的旁邊條件、材料性能的熱沖壓和模具冷卻的工藝要求從熱拉伸試驗(yàn),獲得了LFT舉辦(Lehrstuhl皮毛Fertigungstechnologie,大學(xué)Erlangen-Nurnberg、德國(guó)),和他在一起共同研究在熱沖壓被帶領(lǐng)[2]。在分析中,對(duì)流從空白和工具的環(huán)境(他),辦理在每一個(gè)工具,對(duì)流從工具融入到冷卻通道(hc)和傳熱熱空白是considered. c)工具(Here,??c,是the(CHTC接觸傳熱系數(shù)),描述了熱通量的數(shù)量從毛坯到工具。這通常取決于系數(shù)之間的差距的工具和d空白和接觸壓力p .它增加通常是作為接觸壓力的增加而增加。然而,在熱分析了CHTC壓力是無(wú)效的,依賴但是差距是使用相關(guān)系數(shù)。CHTC是假設(shè)為5000W°C / m2在零距離之間的空白和工具(缺口)和保持常數(shù),直到差距的增加而增加超越批判價(jià)值。
4.2 機(jī)械分析
仿真與傳統(tǒng)熱成形是不同的板料成形過(guò)程模擬,其中的分布規(guī)律在溫度或壓力的工具被忽視。為快速又簡(jiǎn)單的方法去分析熱成形工藝的工具與空白被建成有殼單元在其他的研究[5,6]。在這些研究中,研究溫度可能是分布式沿厚度的殼元素和用戶自定義函數(shù)的溫度,但這件工具是內(nèi)溫度不考慮。同時(shí),在仿真模型的加熱,在一系列的工具熱沖壓過(guò)程不被考慮。此外,殼模型,對(duì)接觸熱的問(wèn)題只是足夠于相對(duì)較短的接觸時(shí)間[6]。因此,我們?cè)谘芯抗ぞ吆涂瞻着c體積元模擬仿制的順序的在一系列的傳熱過(guò)程。熱力的進(jìn)行仿真是ABAQUS /顯性。在熱分析、比較,整個(gè)形成和淬火工藝是仿制,而動(dòng)態(tài)溫度和應(yīng)力響應(yīng)的工具進(jìn)行了模擬接觸熱利用空白time-temperature依賴流動(dòng)應(yīng)力曲線。熱更準(zhǔn)確地表達(dá)了轉(zhuǎn)會(huì)應(yīng)該使用在接觸壓力CHTC場(chǎng)所依賴改變?cè)谛纬蛇^(guò)程。此外,氣溫依賴的熱導(dǎo)率和比熱也會(huì)考慮。然而,在通過(guò)熱分析,為號(hào)元素的增加,鐵的復(fù)雜性問(wèn)題顯著的增加。在傳統(tǒng)的成形有限元模擬提出了一種自適應(yīng)網(wǎng)格可以通常用來(lái)閑了仿真時(shí)間,來(lái)獲得更多的精確解接觸面積。然而,自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化在計(jì)算在熱力不穩(wěn)定的原因分析。因此,一個(gè)雅致的網(wǎng)格更高的沖壓速度被認(rèn)為是減少模擬時(shí)間。傳熱系數(shù)的結(jié)垢因此,獲得相同的熱通量[7]。
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
選題情況
課題名稱
中鉸鏈墊片沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)
難易程度
偏難
適中
偏易
工作量
較大
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務(wù)書(shū)
有
無(wú)
開(kāi)題報(bào)告
有
無(wú)
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
慢
中期工作匯報(bào)及解答問(wèn)題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績(jī)?cè)u(píng)定：
所在專業(yè)意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
2008年 4月 28日
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1.緒論
進(jìn)入21世紀(jì)，制造技術(shù)發(fā)展迅猛，模具技術(shù)作為現(xiàn)代制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。模具作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用。通過(guò)模具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、成本低等顯著特點(diǎn)，因而在機(jī)械、電子、輕工、家電、通信、軍事和航空航天等領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用，作用不可替代，模具被贊為“金鑰匙”、“制造業(yè)之母”、“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”等。利用模具成形零件的方法，實(shí)質(zhì)上是一種少無(wú)切削、多工序重合的生產(chǎn)方法。采用模具成形加工零件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本，從而獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，70%以上的汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表零件，80%以上的塑料制品，85%以上的計(jì)算機(jī)、電子行業(yè)產(chǎn)品的零件，都是采用模具成形的方法來(lái)生產(chǎn)。因此，利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大量生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對(duì)于保證制品的質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代等都具有重要意義。
1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀
我國(guó)的模具制造技術(shù)是隨著現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。20世紀(jì)50年代以前，我國(guó)的工業(yè)基礎(chǔ)非常薄弱，大部分工業(yè)品不能自行生產(chǎn)，因而所需要的模具很少，也談不上模具工業(yè)和模具技術(shù)，國(guó)內(nèi)只能仿制一些簡(jiǎn)單的模具，且主要依靠鉗工個(gè)人技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
解放后，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)所需要的模具日益增多，模具制造水平處于參照外國(guó)模具圖樣進(jìn)行加工，并且多為單工序模具、簡(jiǎn)單的復(fù)合模具、少工序和較低精度的級(jí)進(jìn)模具和機(jī)外脫模的塑料壓縮模具。隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作交流的發(fā)展，國(guó)外的模具技術(shù)書(shū)刊、模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、模具制造資料等相繼介紹到我國(guó)，對(duì)指導(dǎo)和促進(jìn)模具技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用，同時(shí)制造模具的一些專用加工設(shè)備如大型仿形銑床、坐標(biāo)鏜床等的引進(jìn)，為制造大型模具打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。到1956年，制造模具開(kāi)始采用成形磨削加工，模具結(jié)構(gòu)采用拼塊方式，初步解決了模具鉗工手工作業(yè)和熱處理變形問(wèn)題。這對(duì)于提高模具質(zhì)量和精度、縮短制造周期起到了重要作用。
20世紀(jì)50年代末，電火花加工技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于模具生產(chǎn)，這種方法可以把模具型腔、型面的精加工放在熱處理之后，避免了熱處理變形對(duì)精度的影響，使模具制造技術(shù)水平又有一個(gè)較大的提高。尤其是1963年，國(guó)內(nèi)研制成功電火花線切割加工機(jī)床，從而可以加工更為復(fù)雜、精密的沖裁模等，大大減少了模具鉗工的手工作業(yè)，并應(yīng)用于塑料模、壓鑄模和其他成形模具的型孔加工。這一技術(shù)的應(yīng)用和普及是我國(guó)模具制造技術(shù)發(fā)展的又一重要里程碑。
改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及相關(guān)學(xué)科的技術(shù)進(jìn)步，推動(dòng)了模具制造技術(shù)及模具工業(yè)的迅猛發(fā)展，模具無(wú)論是從品種、數(shù)量還是精度方面，都有了大幅度的發(fā)展，模具對(duì)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的影響也越來(lái)越大，模具制造業(yè)也成了現(xiàn)代工業(yè)中一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的重要分支。模具標(biāo)準(zhǔn)化工作是代表模具工業(yè)和模具技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。到目前為止，已經(jīng)制定了沖壓模、塑料模、壓鑄模和模具基礎(chǔ)技術(shù)等50多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、近300個(gè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，基本滿足了國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的需要。模具的商品化程度也大大提高，從“八五”期間的20%提高到目前的40%左右。一些先進(jìn)、精密和高自動(dòng)化程度的模具加工設(shè)備，如數(shù)控仿形銑床、數(shù)控加工中心、精密坐標(biāo)磨床、連續(xù)軌跡數(shù)控坐標(biāo)磨床、高精度低損耗數(shù)控電火花成型加工機(jī)床、慢走絲精密電火花線切割機(jī)床、精密電解加工機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、擠壓研磨機(jī)等模具加工和檢測(cè)用的精密高效設(shè)備，由過(guò)去依靠進(jìn)口到逐步自行設(shè)計(jì)制造，使模具加工工藝手段登上了一個(gè)新臺(tái)階，同時(shí)為先進(jìn)加工工藝的推廣奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。特別是模具成型表面的特種加工工藝的研究和發(fā)展，使模具加工的精度和表面粗糙度都有很大的改善。特種加工工藝設(shè)備的改進(jìn)和提高，使模具加工自動(dòng)化程度和效率都大大提高。模具新材料的應(yīng)用，以及熱處理和表面處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，使模具壽命大幅度提高?？焖俪尚图夹g(shù)在模具制造上的應(yīng)用，是近20年以來(lái)模具制造技術(shù)的又一重大發(fā)展。快速成型技術(shù)是綜合了機(jī)械工程、CAD、數(shù)控機(jī)床激光技術(shù)和材料科學(xué)技術(shù)的一種全新的制造工藝，應(yīng)用于模具制造，可以使模具設(shè)計(jì)和制造更加快速、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，對(duì)于多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品敏捷開(kāi)發(fā)具有重要意義。
我國(guó)模具制造技術(shù)水平，從過(guò)去只能制造簡(jiǎn)單模具發(fā)展到了可以制造大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具。例如在沖壓模具方面，我國(guó)設(shè)計(jì)和制造的電機(jī)定轉(zhuǎn)子硅鋼片硬質(zhì)合金多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模和電子、電氣行業(yè)用的50余工位的硬質(zhì)合金多工位自動(dòng)級(jí)進(jìn)模，都達(dá)到了國(guó)際同類模具產(chǎn)品的技術(shù)水平。凹模鑲件重復(fù)定位精度＜0.005mm,步距精度＜0.005mm,模具成型表面粗糙度為Ra0.4~0.1μm，零件可以互換，模具壽命達(dá)1億沖次。級(jí)進(jìn)沖裁技術(shù)和疊鉚原理相結(jié)合，在高速?zèng)_床上使用，具有自動(dòng)沖切、疊壓、鉚合、扭角、計(jì)數(shù)分組和安全保護(hù)功能。在塑料模具方面，能設(shè)計(jì)和制造汽車保險(xiǎn)杠及整體儀表盤(pán)大型注射模，大型彩色電視機(jī)、洗衣機(jī)和電冰箱等多種精密、大型注射模。例如天津市通信廣播公司模具廠設(shè)計(jì)和制造的汽車保險(xiǎn)杠模具重達(dá)10余噸、模具尺寸精度可達(dá)10μm、型腔表面粗糙度為Ra0.1μm，型芯表面粗糙度為Ra3.2μm、模具壽命達(dá)30萬(wàn)次以上，達(dá)到國(guó)際同類模具產(chǎn)品的技術(shù)水平。
我國(guó)模具制造行業(yè)近十余年來(lái)的年工業(yè)產(chǎn)值，持續(xù)以15%的增長(zhǎng)速度在迅速遞增，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)舉足輕重的工業(yè)分支。
1.1.2國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，因而，促成了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。
（1）沖壓成形理論及沖壓工藝
沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及配料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的發(fā)展，特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來(lái)我國(guó)已開(kāi)始應(yīng)用塑性成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成形過(guò)程。據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成形的工藝性及可能出現(xiàn)的工藝問(wèn)題，并通過(guò)在計(jì)算機(jī)上有選擇的修改有關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
（2）沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造
沖壓模具是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件。在沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造上，目前正朝著以下兩方面發(fā)展：一方面，為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，沖壓模具正向高效率、高精度、高壽命、自動(dòng)化及多工位方向發(fā)展。在我國(guó)，工位數(shù)達(dá)50甚至更多的級(jí)進(jìn)模、壽命達(dá)億次的硬質(zhì)合金模、精度和自動(dòng)化程度相當(dāng)高的沖壓模具都已經(jīng)應(yīng)用在生產(chǎn)中，同時(shí)，由于這樣的沖壓模具對(duì)加工、裝配、調(diào)整、維修要求很高，因此，各種高效、精密，數(shù)控、自動(dòng)化的模具加工機(jī)床和檢測(cè)設(shè)備也正在迅速發(fā)展；另一方面，為了產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制小批量生產(chǎn)的需要，鋅合金沖壓模具、聚氨酯橡皮沖壓模具、薄板沖壓模具、鋼帶沖壓模具、組合沖壓模具等各種簡(jiǎn)易沖壓模具及其制造工藝也得到了迅速發(fā)展。
（3）模具材料模具材料及熱處理與表面處理工藝對(duì)模具加工質(zhì)量和壽命的影響很大，世界各主要工業(yè)國(guó)在此方面的研究取得了較大的進(jìn)步，并開(kāi)發(fā)了許多新的鋼種，其硬度可達(dá)HRC58～70,而變形只有普通鋼的1/2～1/5。如火焰淬火鋼可局部硬化，且無(wú)脫碳；我國(guó)研制的65Hb、LD和CD等新鋼種，具有熱加工性能好、熱處理變形小、抗沖擊性能佳等特點(diǎn)。與此同時(shí)，還發(fā)展了一些新的熱處理和表面處理工藝，主要有：氣體軟氮化、離子氮化、滲硼、表面涂金、化學(xué)氣象沉積、物理跡象沉積、激光表面處理等。這些方法能提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐腐蝕性，使模具壽命大大延長(zhǎng)。
（4）沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化
模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)的高度重視，這是由于模具標(biāo)準(zhǔn)化是組織模具專業(yè)化生產(chǎn)的前提，而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量、縮短模具制造周期、低成本的關(guān)鍵。我國(guó)已頒布了冷沖壓術(shù)語(yǔ)、冷沖模零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，沖壓模具的專業(yè)化正處在積極組織和實(shí)施中，但總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化水平還處于較低水平。
（5）沖壓模具CAD/CAE/CAM技術(shù)
模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)從而顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著功能強(qiáng)大的專業(yè)軟件和高效集成制造設(shè)備的出現(xiàn)，以三維造型為基礎(chǔ)、基于并行工程的模具CAD/CAE/CAM技術(shù)正成為發(fā)展方向，它能實(shí)現(xiàn)制造和裝配的設(shè)計(jì)、成形過(guò)程的模擬和數(shù)控加工過(guò)程的防真，還可對(duì)模具可制造性進(jìn)行評(píng)價(jià)，使模具設(shè)計(jì)與制造一體化、智能化。
（6）快速模具制造技術(shù)
目前，快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)主要有低熔點(diǎn)合金制模技術(shù)、鋅基合金制模技術(shù)、噴涂成形制模技術(shù)等。采用快速模具制造技術(shù)，能簡(jiǎn)化模具制造工藝，縮短制模周期，降低模具生產(chǎn)成本，在工業(yè)生產(chǎn)中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
1.2國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，對(duì)模具制造提出了越來(lái)越高的要求，模具制造質(zhì)量提高、生產(chǎn)周期縮短已經(jīng)成為該行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)?？v觀模具制造業(yè)近十余年來(lái)的發(fā)展道路，其主要發(fā)展方向可以歸納為如下幾個(gè)方面。
1.模具生產(chǎn)的專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高
多年來(lái)的模具制造實(shí)踐表明，要使模具技術(shù)高速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是關(guān)鍵，目前美國(guó)模具專業(yè)化程度已超過(guò)90%，日本也超過(guò)了75%。而我國(guó)模具專業(yè)化程度還處在25%左右。
2.模具粗加工技術(shù)向高速加工發(fā)展
以高速銑削為代表的高速切血加工技術(shù)代表了模具零件外形表面粗加工發(fā)展的方向。高速銑削可以大大改善模具表面的質(zhì)量狀況，并大大提高加工效率和降低加工成本。例如IN-GERSOLL公司生產(chǎn)的VHM型超高速加工中心的切削進(jìn)給速度為76m∕min;主軸轉(zhuǎn)速為45000r∕min；瑞士SIP公司生產(chǎn)的AFX立式精密坐標(biāo)鏜床的主軸轉(zhuǎn)速為30000r∕min；日本森鐵工廠生產(chǎn)的MV-40型立式加工中心，其轉(zhuǎn)速達(dá)40000r∕min。另外，毛坯下料設(shè)備出現(xiàn)了高速鋸床、陽(yáng)極切割和激光切割等高速、高效率加工設(shè)備，還出現(xiàn)了高速磨削設(shè)備和強(qiáng)力磨削設(shè)備等。
3.成形表面的加工向精度、自動(dòng)化方向發(fā)展
成形表面的加工向計(jì)算機(jī)控制和高精度加工方向發(fā)展。數(shù)控加工中心、數(shù)控電火花成形加工設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床和配有CNC裝修設(shè)備與精密測(cè)量裝置的成形磨削加工設(shè)備等的推廣使用，是提高模具制造技術(shù)水平的關(guān)鍵。
4.光整加工技術(shù)向自動(dòng)化方向發(fā)展
當(dāng)前模具成形表面的研磨、拋光等光整加工仍然以手工業(yè)為主，不僅花費(fèi)工時(shí)多，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大、表面質(zhì)量低。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家正在研制有計(jì)算機(jī)控制、帶有磨料磨損自動(dòng)補(bǔ)償裝置的光整加工設(shè)備，可以對(duì)復(fù)雜型面的三維曲面進(jìn)行光整加工，并開(kāi)始在模具加工上使用，大大提高了光整加工的質(zhì)量和效率。
5.模具CAD/CAM技術(shù)將有更快的發(fā)展
模具CAD/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)和制造上的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，它是模具技術(shù)的又一次革命，普及和提高模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用是模具制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
6.研制和發(fā)展模具用材料
模具材料是影響模具壽命、質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本的重要方面。沒(méi)有充足的、高質(zhì)量的、品種系列齊全的模具用材料，模具工業(yè)要趕上世界先進(jìn)水平就只能是紙上談兵。加速研發(fā)急需的模具新鋼種，如高強(qiáng)韌、高耐磨新型優(yōu)質(zhì)模具鋼，大力發(fā)展硬質(zhì)合金模具材料已經(jīng)勢(shì)在必行。
1.3中鉸鏈墊片模具設(shè)計(jì)與制造方面
1.3.1中鉸鏈墊片模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路
此工件形狀、結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，而且左右對(duì)稱，生產(chǎn)批量為大批量，用簡(jiǎn)單模分兩次加工，就生產(chǎn)批量來(lái)說(shuō)有些費(fèi)時(shí)，用級(jí)進(jìn)模加工要設(shè)導(dǎo)正銷，模具加工、安裝較復(fù)雜，用復(fù)合模加工既能保證精度，還能保證生產(chǎn)效率，所以采用復(fù)合模加工。設(shè)計(jì)此模具時(shí)，要設(shè)計(jì)好模具的工作零部件，其它的零件根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的需要添加即可，但必須要保證模具工作時(shí)的正常運(yùn)行.
1.3.2中鉸鏈墊片模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度
1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間2天；
2.確定加工方案，所用時(shí)間3天；
3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間20天；
4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間5天．
2.中鉸鏈墊片的沖壓工藝分析
2.1工件工藝性分析
工件名稱：中鉸鏈墊片
生產(chǎn)批量：大批量
材料：08鋼
料厚：2mm
零件寬：12mm
彎曲前
彎曲后
此工件是典型的v形件，零件圖中尺寸只對(duì)兩沖孔位置有較高要求，其余均為未注公差，在處理這類零件公差等級(jí)時(shí)，均按IT13級(jí)要求，彎曲圓角半徑為2mm，大于最小彎曲半徑（）故此件形狀尺寸精度均滿足彎曲工藝要求，另外此彎曲件的形狀和尺寸對(duì)稱，防止彎曲時(shí)毛坯偏移造成質(zhì)量不穩(wěn)定，確保了工藝性要求，可用彎曲工序加工。
結(jié)論：可行
2.2工藝方案的確定
2.21工藝方案分析
該零件所需沖壓工序?yàn)闆_孔 落料 彎曲。完成該零件的成形，可能的工藝方案有以下幾種：
方案一 沖孔、落料復(fù)合,彎曲中心角 本方案采用兩副模具，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具壽命長(zhǎng)，制造周期短，投產(chǎn)快，工件回彈易控制，尺寸和形狀精確，表面質(zhì)量高，能利用一個(gè)側(cè)面定位沖孔，定位基準(zhǔn)一致，且與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，操作頁(yè)比較簡(jiǎn)單方便，但是工序分散，需用壓床，模具及操作人員多，勞動(dòng)量大。
方案二 先落料再?zèng)_孔隨后彎曲 本方案采用三副模具，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投產(chǎn)快，壽命長(zhǎng)，但位置精度不準(zhǔn)確，且工序過(guò)于分散，勞動(dòng)量大，占用設(shè)備多。需三道工序，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的產(chǎn)量要求。
方案三 采用級(jí)進(jìn)模 工序比較集中，占用設(shè)備和人員少，用一副模具完成全部工序，生產(chǎn)效率高，由于它實(shí)際上是把方案一的各工序布置到級(jí)進(jìn)模的各工位上，所以它還具有方案一的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)但是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝 調(diào)試 維修困難，制造周期長(zhǎng)，價(jià)格高，零件沖壓精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上需設(shè)置導(dǎo)正銷。
綜上所述：考慮到零件生產(chǎn)批量，為保證各項(xiàng)技術(shù)要求，選用方案一，其工序如下：沖孔落料，彎曲中心角。
2.22 排樣設(shè)計(jì)
合理的排樣是降低成本和保證沖裁件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則：
1提高材料利用率（不影響沖件使用前提下，還可適當(dāng)改變沖件形狀）。
2合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全。
3.模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)。
4.保證沖件質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。
1） 該模具排樣如圖所示
2）排樣及材料利用率，由于毛坯尺寸較小，并考慮操作方法與模具結(jié)構(gòu)尺寸，決定采用單排。
表2.9最小搭邊值
坯料厚度t
矩形件邊長(zhǎng)L≥50mm
工件間a
側(cè)面a
0.25～0.5
2.2
2.5
0.5～0.8
1.8
2.0
0.8～1.2
1.5
1.8
1.2～1.6
1.8
2.0
1.6～2.0
2.0
2.2
查表，取搭邊 則：
送料過(guò)距
條料實(shí)際寬度
板料規(guī)格選用：
為防止彎曲件開(kāi)裂，彎曲線要與板料的纖維線垂直，所以只能采用橫裁，則：
每板條數(shù)：
每條工件數(shù)：
每板的工件數(shù)：
利用率：
2.3必要的尺寸計(jì)算
2.31沖孔落料凸凹模刃口尺寸計(jì)算
表2.4 較大間隙的沖裁模具初始雙面間隙
材料厚度t/mm
08、10、35、09Mn2、Q235
Zmin
Zmax
0.7
0.064
0.092
0.8
0.072
0.104
0.9
0.090
0.126
1.0
0.100
0.140
1.2
0.126
0.180
2.0
0.246
0.360
查表得間隙值，。
1)沖孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求不高，所以采用凸、凹模分別制造法制作凸、凹模，其凸、凹模刃口尺寸計(jì)算如下：
表2.5簡(jiǎn)單形狀沖裁件沖裁時(shí)的δ凸、δ凹值 （單位：mm）
基本尺寸
凸模公差δ凸
凹模公差δ凹
≤18
0.020
0.020
＞18～30
0.020
0.025
＞30～80
0.020
0.030
＞80～120
0.025
0.035
查表得
磨損后無(wú)變化的尺寸是
2）落料凸凹模刃口尺寸計(jì)算 對(duì)于尺寸R3 寬度12 mm
對(duì)于尺寸53
2.32計(jì)算壓力及初選沖床
料厚/mm
K卸
K推
K頂
鋼
≤0.1
0.06～0.09
0.1
0.14
＞0.1～0.5
0.04～0.07
0.065
0.08
＞0.5～2.5
0.025～0.06
0.05
0.06
＞2.5～6.5
0.02～0.05
0.045
0.05
表2.7卸料力、推件力、頂件力系數(shù)
沖裁力：
t=2mm
故
卸料力：
推件力：
總沖壓力：
為了保證沖裁力足夠，一般沖裁時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算的沖裁力大30%左右，即
5）壓力中心的計(jì)算。
由于該零件上、下、左、右對(duì)稱，故壓力中心就是零件的中心。
初選用J23-35壓力機(jī)
2.33彎曲模工作部分尺寸計(jì)算：
1） 凸模圓角半徑
若彎曲件的彎曲半徑?jīng)]有規(guī)定，則凸模圓角半徑取：
～3）t
式中 t——材料厚度（mm）。
若彎曲件的彎曲半徑為r，則凸模圓角半徑應(yīng)取：
但彎曲件的彎曲半徑r值不能小于最小彎曲半徑數(shù)值。若彎曲件的彎曲半徑r較大，精度要求較高時(shí)，應(yīng)考慮回彈影響。凸模圓角半徑應(yīng)根據(jù)回彈角大小作相應(yīng)的加減。
由于此工件的R/t=2/2=1mm較小且R為2mm大于最小彎曲半徑
（故凸模圓角半徑為
2） 凹模圓角半徑
彎曲凹模的圓角半徑，對(duì)于彎曲力和彎曲質(zhì)量都有很大影響，其大小與成形零件的要求有關(guān)，一般可按下式確定：
=（2～6t）
式中 t———材料厚度（mm）。
在確定時(shí)，材料愈薄，選取系數(shù)越大，一般可分為：
t≤2mm =（3～6）t；
t=2～4mm =（2～3）t
t＞4mm =2t
凹模圓角半徑一般按材料厚度t來(lái)選取，因?yàn)椴牧虾穸葹?mm，所以凹模圓角半徑～6t），凹模圓角半徑取
3）凹模工作不分深度計(jì)算的設(shè)計(jì)計(jì)算 凹模工作部分的深度將就決定板料的進(jìn)模深度，同時(shí)也影響到彎曲件直邊的平直度，對(duì)工件的尺寸精度造成一定的影響。，此彎曲件邊長(zhǎng)L=24.44mm，板厚2mm。查表 3.11得：
凹模的底部最小厚度h=20mm，因此凹模工作部分深度
4）凸、凹模間隙 彎曲時(shí)凸、凹模間隙值主要與材料厚度，材料力學(xué)性能，和彎曲方式等因素有關(guān)。理論上，其間隙值可按下式來(lái)計(jì)算：
其中，z———單面間隙（mm）；
t———材料公稱厚度（mm）；
——材料的最大厚度（mm）；
C———系數(shù)，系數(shù)C可根據(jù)彎曲件高度H和板寬B（彎曲線長(zhǎng)度）而確定。
取間隙的方向根據(jù)零件質(zhì)量而定。如工件外形尺寸要求準(zhǔn)確，則間隙取在凸模上；若工件內(nèi)形尺寸要求準(zhǔn)確，則間隙應(yīng)在凹模方向選取。
實(shí)際生產(chǎn)中為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，凸、凹模間隙可等于板料厚度，即：
當(dāng)t≤1.5mm時(shí)，z=t
當(dāng)t＞1.5mm時(shí)，z=t+△
式中 z———單面間隙（mm）；
t———板料厚度（mm）；
△———板材厚度的上偏差尺寸（mm）；
彎曲凸，間隙值，對(duì)于工件的形狀與尺寸精度影響較大。因此，即使按計(jì)算方法計(jì)算出的間隙值，在使用時(shí)，也因?yàn)楦鞣N因素的影響，而不能達(dá)到預(yù)想的效果，必須經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)，直到工件完全合格為止，才能取得合理的間隙值。
為保證工件的尺寸精度，往往把間隙值取的比板料厚小0.02mm～0.06mm范圍內(nèi)，這樣可以取得滿意的效果。但過(guò)小的間隙值，容易劃破制品零件表面和降低模具壽命。
工件精度要求不高或校正彎曲時(shí)，生產(chǎn)中常采取調(diào)整凸、凹模間隙的方法來(lái)解決工件回彈問(wèn)題。V形件彎曲模的凸、凹模間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的裝模高度來(lái)控制的，設(shè)計(jì)制造模具時(shí)可以不考慮，但在模具設(shè)計(jì)中必須考慮到模具閉合時(shí)，模具工作部分與工件能緊密貼合，保證彎曲件質(zhì)量。
5)彎曲回彈值計(jì)算 小變形程度（r/t≥10）時(shí)，回彈大，卸載后彎曲件的彎曲圓角半徑和角度都發(fā)生了較大變化，此時(shí)，可以不考慮材料厚度的變化及應(yīng)力、應(yīng)變中性層的移動(dòng)，以簡(jiǎn)化計(jì)算。在這種情況下，凸模圓角半徑和凸模圓角部分中心角可按下式進(jìn)行計(jì)算
式中 ————凸模圓角半徑（mm）；
————凸模圓角部分中心角；
r—————彎曲件圓角半徑（mm）；
—————彎曲件圓角部分中心角；
—————彎曲件材料的屈服極限（Mpa）；
E——————彎曲件材料的彈性模量（Mpa）；
t——————彎曲件材料厚度（mm）。
先計(jì)算凸模圓角半徑，再計(jì)算凸模角度；
表5-1 90°單角自由彎曲時(shí)的回彈角
材料
r/t
材料厚度t/mm
<0.8
0.8-2
>2
軟鐵
黃銅
鋁和鋅
〈1
1-5
〉5
4°
5°
6°
2°
3°
4°
0°
1°
2°
中硬鋼
硬黃銅
硬青銅
〈1
1-5
〉5
5°
6°
8°
2°
3
5°
0°
1°
3°
硬鋼
〈1
1-5
〉5
7°
9°
12°
4°
5°
7°
2°
3°
6°
大變形程度（r/t＜5）時(shí)，卸載后圓角半徑變化小，可以不考慮，而僅考慮彎曲中心角回彈變化，當(dāng)彎曲件彎曲中心角不為90°時(shí)，其回彈角可按下式計(jì)算，本彎曲件彎曲中心角為60°，所以
△
=°
=2°
式中 △————彎曲件的彎曲中心角為時(shí)的回彈角；
————彎曲中心角為90°時(shí)的回彈角；
—————彎曲件的彎曲中心角。
2.35彎曲力的計(jì)算
彎曲力是設(shè)計(jì)彎曲模和選擇壓力機(jī)噸位的依據(jù)。
彎曲力的理論計(jì)算可以從塑性彎矩和外力彎矩相等的條件求得。但由于彎曲力受材料性能，零件形狀，彎曲方法，模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，用理論公式來(lái)計(jì)算不但計(jì)算復(fù)雜，并且也不一定準(zhǔn)確。因此在生產(chǎn)中經(jīng)常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，作為設(shè)計(jì)工藝過(guò)程和選擇設(shè)備的依據(jù)。
v形件校正彎曲時(shí)，在進(jìn)行校正彎曲前是自由彎曲，彎曲力
=
=3.744KN
式中 ————沖壓行程結(jié)束時(shí)自由彎曲的彎曲力（N）；
K—————安全系數(shù)，一般取K=1.3;
b——————彎曲件寬度（mm）；
t——————彎曲件材料厚度（mm）；
—————彎曲件材料抗拉強(qiáng)度（Mpa）；
r——————彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（mm）。
頂件力可近似取自由彎曲力的～即：
=（0.3～0.8）×3.744KN=(1.123～2.9552)KN
取=2KN
校正彎曲時(shí)，校正彎曲力最大值在壓力機(jī)工作到下止點(diǎn)的位置，且校正力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自由彎曲力（或接觸彎曲力），而在彎曲過(guò)程中，二者又不是同時(shí)存在，因此，查表得p=60Mpa，所以校正力為：
對(duì)于校正彎曲力，由于校正彎曲力比頂件力大得多，故頂件力可以忽略，但是為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，在計(jì)算壓力機(jī)公稱壓力時(shí)還是將頂件力考慮進(jìn)去。
～1.3）（+（1.2～1.3）×22.069KN=（26.48～28.69）KN
初選壓力機(jī)型號(hào)為J23—100A
3.模具總體設(shè)計(jì)
3.1.沖孔落料模具總體設(shè)計(jì)
本工序包含沖孔和落料兩個(gè)工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復(fù)合模具，可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件、卸料可靠、便于操作，工件留在落料凹?？斩粗?，應(yīng)在凹模孔設(shè)置推件塊?？ㄓ诎寄Ｉ系膹U料可由卸料板推出，而沖孔廢料則可以在下模座中開(kāi)設(shè)通槽，使廢料從空洞中落下，由于在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以卸料板還應(yīng)具有壓料的作用，應(yīng)選用彈性卸料板來(lái)卸下條料廢料。
因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式，從前向后送料，因該零件采用的是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。
為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)向尺寸較小，且精度要求不是太高。所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。
模架的設(shè)計(jì) 模各零件標(biāo)記如下：
上模座： 240mm×185mm×40mm
下模座： 240mm×185mm×40mm
導(dǎo)柱： B35h5×210mm×55mm
導(dǎo)套： B35H6×110mm×43mm
模柄： φ60mm×115mm
墊板厚度： 130mm×100mm×12mm
卸料板厚度： 130mm×100mm×12mm
凸模固定板厚度： 130mm×100mm×16mm
模具的閉合高度：
H閉=h上模座+h墊板+h凸模固定板+h落料凹模+t+h卸料板+h彈簧外露+h下模座
=（40+12+16+30+12+70+40）=230mm
3.2彎曲模具總體設(shè)計(jì)
該模具采用彎曲單工序模，上模主要由模柄、凸模等零件組成，下模主要由凹模、 頂桿、彈簧、下模座、螺釘、定位銷、銷釘?shù)攘慵M成，彎曲件由頂壓裝置頂出。頂出裝置采用彈簧做彈性元件，彈性元件的高度按凸模工件進(jìn)入凹模深度5倍的值選取。
4.沖壓設(shè)備的選定
4.1沖孔落料模具沖壓設(shè)備選定
選擇型號(hào)為JB23-100的開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：1000KN
滑塊行程：130mm
最大閉合高度：480mm
最大裝模高度：380mm
工作臺(tái)尺寸：（前后×左右）：710mm×1080mm
墊板尺寸：（厚度×孔徑）：100mm×250mm
模柄空尺寸：φ60mm×75mm
最大傾斜角度：30°
4.2彎曲模具沖壓設(shè)備選定
初選壓力機(jī)的公稱壓力為100KN，即J23—100A型壓力機(jī)。
型壓力機(jī)的滑塊行程為16～140 mm，大于工件高度的兩倍，滿足支承板彎曲時(shí)的沖壓行程。
最大閉合高度：400mm
最大裝模高度：330 mm
連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：120 mm
壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸：530×710 mm
模柄孔尺寸：×80 mm
最大傾斜角度：30°
由于彎曲模不是標(biāo)準(zhǔn)模架，因此需要自行設(shè)計(jì)。取下模座高度為50mm。凹模高度為80mm，中間安全距離為30mm，模柄總長(zhǎng)120mm，凸?？傞L(zhǎng)160mm，彎曲模閉合高度是指沖壓運(yùn)行到下止點(diǎn)時(shí)，模具工作狀態(tài)的高度，故模具工作狀態(tài)高度為;
H=50mm+160mm+30mm+80mm+60mm=380mm
5.繪制模具裝配圖
沖孔落料模具圖如圖所示：
彎曲件模具圖如圖所示：
6.彎曲模工作零件的制造
彎曲模零件的加工方法基本與沖裁模相同，一般都是根據(jù)零件的尺寸精度，形狀復(fù)雜程度與表面粗糙度要求及設(shè)備條件，按圖樣進(jìn)行加工與制造。由于彎曲變形工藝的特殊性，彎曲模制造有如下特點(diǎn)：
1） 彎曲模工作部分形狀比較復(fù)雜，幾何形狀尺寸精度要求較高。 在制造時(shí)，凸凹模工作表面的曲線和折線需要事先做好的樣板或樣件來(lái)控制，以保證制造精度，樣板和樣件的精度一般應(yīng)為。由于零件回彈的影響，加工出來(lái)的凸模與凹模的形狀不可能與零件最后形狀完全相同。因此，必須有一定的修正值。該值應(yīng)根據(jù)操作者的經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試驗(yàn)后確定，并根據(jù)修正值來(lái)加工樣板和樣件。
2） 彎曲凸凹模的淬火，回火工序是在試模工序后進(jìn)行的 彎曲成形時(shí)，由于材料的彈塑性變形，使彎曲件產(chǎn)生回彈。因此，在制造彎曲模時(shí)，必須考慮材料的回彈值，以便使彎曲的零件能符合圖樣所規(guī)定的要求。由于影響回彈的因素很多，要求設(shè)計(jì)的完全準(zhǔn)確是不可能的。這就要求在制造模具時(shí)，對(duì)其反復(fù)試驗(yàn)和修正，根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)凸凹模的尺寸和形狀進(jìn)行精修，直到回彈影響消除為止。為了便于修正，彎曲的凸凹模形狀及尺寸經(jīng)試驗(yàn)確定后，才能進(jìn)行淬硬定形。
3） 彎曲凸凹模加工工序，應(yīng)根據(jù)零件外形尺寸標(biāo)注情況來(lái)選擇 對(duì)于尺寸標(biāo)注在內(nèi)形上的零件，一般先加工凸模，而凹模按凸模配制，并保證一定得間隙值；對(duì)于尺寸標(biāo)注在外形上的零件，應(yīng)先加工凹模，凸模按加工出的凹模配制加工，并保證合適的間隙值。
4） 彎曲凸凹模的圓角半徑應(yīng)加工一致，工作部分表面應(yīng)進(jìn)行拋光，表面粗糙度值應(yīng)在以下 彎曲模工作零件的加工關(guān)鍵是如何保證工作型面的尺寸形狀精度 表面粗糙度。其工藝過(guò)程通常為：鍛制坯料-----退火-----基準(zhǔn)平面加工-------劃線------工作型面粗精加工--------熱處理-----光整加工。由于生產(chǎn)條件不同，所采用的加工工藝過(guò)程也有所不同。如果模具加工設(shè)備比較齊全，可采用電火花，線切割，成形磨削等方法進(jìn)行工作型面的精加工，否則采用普通金屬切削機(jī)床加工和鉗工銼修相配合的加工方案較為合適。
小型彎曲凸凹模常用T8A,T10A鋼，淬硬到58～62HRC.對(duì)于形狀復(fù)雜的或生產(chǎn)批量較大的彎曲件，凸凹模材料可用CrWMn，Cr12，Cr12MoV,淬硬到60～ 64HRC
彎曲凸模沒(méi)有固定的形式，此工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求不高，所以可以設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單一些，但一定要把回彈角考慮進(jìn)去，凸模成型部分設(shè)置為58°
7.結(jié)束語(yǔ)
中鉸鏈墊片模具的設(shè)計(jì)屬于比較簡(jiǎn)單的彎曲模設(shè)計(jì)。在工件的工藝計(jì)算這一塊，計(jì)算出了送料步距、搭邊值、推件力、卸料力等，這些力的計(jì)算相當(dāng)重要，決定了材料的利用率和壓力機(jī)沖裁力的大小。在模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這一部分，我采用了畫(huà)圖的方式來(lái)表達(dá)，這一部分中比較重要的是凹模各項(xiàng)尺寸的計(jì)算，有了凸模凹模的基本尺寸，其他板的大致尺寸也就基本上確定了下來(lái)，在這一部分中，由于時(shí)間的倉(cāng)促，我做的可能不太好，之后還下面附出了凸模、凹模的加工工藝規(guī)程。第四部分是模具的安裝與調(diào)試。在這一部分中，我列出了沖裁模裝配特點(diǎn)、彎曲模試模的要點(diǎn)以及模具試沖時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題及調(diào)整方法。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲特別多，在搞設(shè)計(jì)的這段日子里，每天都在學(xué)習(xí)，每天都在進(jìn)步，感覺(jué)每天過(guò)的特別充實(shí)；我自認(rèn)為模具的設(shè)計(jì)既是一件簡(jiǎn)單的事，又不是一件簡(jiǎn)單的事，既枯燥又有樂(lè)趣，在設(shè)計(jì)中會(huì)遇到很多模棱兩可的事情，有時(shí)候都無(wú)從下手，但是不要放棄，繼續(xù)努力做下去，做到這一步的時(shí)候，感覺(jué)特別輕松，雖然知道設(shè)計(jì)的模具可能生產(chǎn)不出合格的制件，但是有一種成功感。
在今后的日子里，我會(huì)好好學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取能設(shè)計(jì)出合格的模具，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。
致謝
首先感謝本人的導(dǎo)師于老師，她對(duì)我的仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。于老師淵博的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，特別是遇到困難時(shí)，她給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向她表示真誠(chéng)的感謝！
感謝母校——河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗段曉帥同學(xué)，和他在一起討論、研究使我受益非淺。
最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！
參考文獻(xiàn)
【1】 楊占堯.沖壓模具圖冊(cè).北京：高等教育出版社，2004.
【2】 歐陽(yáng)波儀.現(xiàn)代冷沖壓模設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.
【3】 寇世瑤.機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社，2004.
【4】 原紅玲.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.
【5】 翁其金.冷沖壓技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.
【6】 翟德梅，段維峰.模具制造技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.
【7】 趙偉閣.模具設(shè)計(jì).西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2006.
【8】 李學(xué)峰.模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)教程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.
第 30 頁(yè) 共 30 頁(yè)