3571 彎板沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)

3571 彎板沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì),沖壓,成型,工藝,模具設(shè)計(jì) 彎 板 沖 壓 彎 曲 模 設(shè) 計(jì) 摘要本設(shè)計(jì)為彎板落料沖孔復(fù)合模及彎曲模設(shè)計(jì)。通過對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了沖壓件的外形及用處性能要求，為選取模具的類型做好了準(zhǔn)備；然后計(jì)算了沖壓力，便于選取壓力機(jī)；最后計(jì)算了制件的壓力中心，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及推出裝置的選取。設(shè)計(jì)復(fù)合模，首先要設(shè)計(jì)條件排樣圖。彎板展開后的形狀簡(jiǎn)單。由于零件外形尺寸為自由尺寸對(duì)精度要求不高，為了提高材料的利用率減少?zèng)_裁力，雖然這時(shí)會(huì)使零件外形尺寸公差等級(jí)降低但是經(jīng)過籌兼顧，全面考慮。這里我們采用少?gòu)U料排樣。凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時(shí)要依據(jù)計(jì)算壓力中心與模柄中心重合。關(guān)鍵詞:復(fù)合模 、大批量 、彎板、少?gòu)U料排樣 、導(dǎo)正銷 、卸料板 彎 板 沖 壓 彎 曲 模 設(shè) 計(jì) Abstract:This design falls the material punch holes superposable die and the bending die design for the angle iron.Through to this components mold design, further strengthened the designer to flush the die design the elementary knowledge, for designed the more complex ramming mold to complete the upholstery and to absorb a more profound experience.This design the elementary knowledge which designs using the ramming forming craft and the mold, first has analyzed the pressing part contour and the use performance requirement, for selected the mold the type to prepare for; Then has calculated the ramming strength, is advantageous for selects the press; The last count workpiece center of pressure, the definite mold design variable, the design main point and promoted the installment the selection.The design superposable die, first must a design conditions row of specimen map.The angle iron launches after the shape to be simple.Because the components external dimensions are not high for the free size to the precision request, in order to enhance the material the use factor reduction blanking force, but although could cause the components external dimensions grade of tolerance by now to reduce the process to plan the proper attention to both, comprehensive consideration.Here we use a few waste material row of type.The concave mold uses the integral-type concave mold, various blankings concave nib uses the line cutting engine bed processing, arranges the concave mold when pould frame position must rest on the pressure rating center and the die shank center superposition.Key word: The superposable die, the mass, the angle iron, a few waste material row of type, lead are selling, unload the yard lumber 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 生 姓 名 : 肖新宇 學(xué) 號(hào): 061304312 設(shè)計(jì)題目： 彎板沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日 ~ 5 月 20 日 指 導(dǎo) 教 師: 劉 軼 2009 年 3 月 11 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：本設(shè)計(jì)題目為彎板沖孔落料模和彎曲模設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練使用相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝的編制。并且能夠運(yùn)用模具設(shè)計(jì)軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：（1）了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀；（2）分析彎板的成形工藝并確定其工藝方案；（3）模具主要設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）繪制模具總裝圖，并繪制零件圖；（5）模具的裝配及調(diào)試；（6）得出設(shè)計(jì)結(jié)論。設(shè)計(jì)題目：彎板沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)50.0R2.0 35.02.010.030.020.0φ4.50所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系部意見：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 1 頁(yè) 共 23 頁(yè)1 緒論目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)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(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)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(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。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)模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 2 頁(yè) 共 23 頁(yè)元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 3 頁(yè) 共 23 頁(yè)10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)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，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～ 30 萬美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％．1.3　彎板模具設(shè)計(jì)與制造方面1.3.1 彎板模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路沖孔落料是沖壓基本工序之一，它是利用沖裁模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料進(jìn)行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件 IT8～I(xiàn)T7 級(jí)精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用 IT7～I(xiàn)T6 級(jí)精度的高級(jí)沖裁模。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。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 4 頁(yè) 共 23 頁(yè)支撐件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過程很簡(jiǎn)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(zhǎng)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 彎板沖孔落料彎曲件模具設(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 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。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 5 頁(yè) 共 23 頁(yè)2零 件 的 工 藝 性 分 析由零件圖可知，該零件名稱為彎板，材料為 08 鋼，厚度 t = 2mm。經(jīng)過零件圖分析可知，該零件主要經(jīng)過落料，沖孔，彎曲三個(gè)工序。零件的材料 08 鋼為碳素鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁，工件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜，有兩個(gè)直徑為 4.5 的小圓孔，沖裁工藝性良好，零件的精度要求不高。2.1 彎曲沖孔的工藝分析為此工件典型的 U 形件，零件圖中的尺寸公差為未注公差，在處理此類公差等級(jí)時(shí)常采用 IT14 級(jí)要求。彎曲圓角半徑 R 為 2mm，大于最小彎曲半徑(rmin=0.6t=0.6×2mm=1.2mm)，故此彎曲件的形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，可用彎曲工序加工。此彎曲件上有 2 個(gè)孔，需采用沖孔的方式加工，孔的直徑為 4.5mm，形狀簡(jiǎn)單，且對(duì)稱。沖裁件所能達(dá)到精度為 IT11~IT14 級(jí)。故該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到滿足。2.2 工藝方案的確定該工件包括落料，沖孔，彎曲三個(gè)基本工序。可有以下三種工藝方案。工藝方案一 先落料 后沖孔 再?gòu)澢?采用單項(xiàng)工序模生產(chǎn)工藝方案二 落料 沖孔 彎曲 級(jí)進(jìn)沖壓 采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)工藝方案三 沖孔落料符合沖壓 再?gòu)澢?采用復(fù)合模生產(chǎn)各方案特點(diǎn)及比較如下：50.00R2.0035.002.0010.0030.0020.00φ4.50河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 6 頁(yè) 共 23 頁(yè)方案一 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但需要三道工序，三副模具，成本相對(duì)較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后進(jìn)入第二道工序必然會(huì)增大誤差，使工件精度質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需要求，難以滿足生產(chǎn)要求。方案二 級(jí)進(jìn)模是一種多工位，效率高的加工方法，但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大制造復(fù)雜 成本較高，一般適用于大批量小型沖壓件，而本工件精度要求不高，采用此方案則模具加工復(fù)雜。 方案三 此方案需要兩套模具，工件精度及生產(chǎn)效率都能滿足，模具制造方便，成本不高，故采用落料沖孔復(fù)合沖壓，再進(jìn)行彎曲的兩套模具生產(chǎn)。結(jié)論：采用方案三為最佳。2.3 沖裁排樣方案的確定排樣和裁板方案，坯料形狀為矩形，采用單排最合適，由于零件結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，所以為使沖孔落料時(shí)受力對(duì)稱，可一次落料兩個(gè)制件然后從中間切斷在進(jìn)行彎曲。取搭邊 a=2.5㎝ a 1=1.8㎝側(cè)條料跨度 B=112.46×2+2×2.5=229.92㎜步距 S=30+1.8=31.8㎜板料選用規(guī)格 2㎜×900㎜×2000㎜采用直排法每板條料數(shù) n 1= =3 條 余 210.24㎜92.0每條制件數(shù) n 2= =62 件8.35?210.24×2000 余料利用件數(shù)n3= =8 件92.02.51.84?φ4.5河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 7 頁(yè) 共 23 頁(yè)n=n1×n2＋n 3=62×3+8=194 件材料利用率 = =0.7366?2095.4.42??】）π （【采用橫排法每板條料數(shù) n1= =8 條 余 160.64㎜92.0每條制件數(shù) n 2= =28 件8.35?45.68×900 余料利用件數(shù)n3= =3 件92.0n=n1×n2＋n 3=8×28+3=227 件材料利用率 = =0.8618?2095.4.72??】）π （【可見橫排材料利用率高且橫排時(shí)彎曲線與纖維方向垂直彎曲性能好河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 8 頁(yè) 共 23 頁(yè)3.主要工藝參數(shù)的計(jì)算3.1 沖裁工藝計(jì)算3.1.1 沖孔落料復(fù)合（1）毛坯長(zhǎng)度計(jì)算 L 彎= 2 L + L + π（r+xt）1280aL =35-r-t=31mmL =50-r-t=46mm2查表 3.4 得 X=0.41L 彎 =2×31+46+ （2+0.42×2 ）π=108+4.46=112.46（2）沖 2- 孔5.4?沖裁力 F=KLT b?F-沖裁力 L-仲裁周邊長(zhǎng)度t-材料厚度 -材料抗剪強(qiáng)度 bK 多數(shù)取 K=1.3F=1.3×π×4.5×2×350=1.29KN卸料力，推件力和頂件力的計(jì)算。F 卸 =K 卸 FF 推 =nK 推 FF 頂 =K 頂 FF-沖裁力 K 卸 K 推 K 頂—卸料力 推件力 頂件力系數(shù)n—同時(shí)在凹模內(nèi)的沖裁件（或廢料）數(shù)n= thh—凹模洞口的直刃壁高度t—板料厚度F 卸 =0.05×1.29=0.065KN10 φ4.530河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 9 頁(yè) 共 23 頁(yè)F 推 =n×0.05×1.29=0.325 （n 取 5）F 頂 =0.06×1.29=0.077KNF 總 =F+F 卸 +F 推 =1.29+0.065+0.325=1.68KN（采用彈性卸料裝置）（3）落料部分 112.46㎜×30㎜=3373.8㎜ 2沖裁力 F=KLt b?F-沖裁力 L-仲裁周邊長(zhǎng)度t-材料厚度 -材料抗剪強(qiáng)度 bK 多數(shù)取 K=1.3F=1.3×（112.46+30）×2×2×350=259.28KNF 卸 =K 卸 F=0.04×259.28=10.4KNF 推 =nK 推 F=5×0.05＞×259.28=64.8KNF 頂 =K 頂 F0.03×259.28=15.6KN采用彈壓卸料裝置和上出料方式的模具F 總 =F+F 卸 +F 頂=259.28+10.4+15.6KN=285.28KN由于一次有兩個(gè)制件所以 F 壓 ＞2F 總 =2×285.28=570.56KN故選用 JB23-63 壓力機(jī)計(jì)算凸凹模工作部件尺寸沖 4--φ4.5 孔落料件 229.92㎜×30㎜沖裁件為簡(jiǎn)單形狀：如圖所示由表 2.4 查得 Z =0.246㎜ Z =0.360㎜minmaxZmax-Zmin=0.114㎜由表 2.5 查得凸凹模的制造偏差沖孔部分 =0.020㎜ 凹 =0.020㎜凸??∣ ∣+∣ 凹 ∣=0.040㎜＜0.114㎜凸落料部分 1 =0.020㎜ 凹 1=0.025㎜凸∣ 1 ∣+∣ 凹 1∣=0.045＜0.114㎜凸凸 2=0.030㎜ 凹 2=0.040㎜??∣ 凸 2∣+∣ 凹 2∣=0.070㎜＜0.114㎜河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 10 頁(yè) 共 23 頁(yè)所以都能滿足分別時(shí)∣ 凸 ∣+∣ 凹 ∣≤Z max-Zmin的要求?沖孔部分 d 凸 =dmin+x△- 凸?d 凹 =（d 凸 +Zmin）=（d min+x△+Z min） 凹??0d 凸 =（4.5+0.75×0.18） 02.?=4.64 ㎜02.?d 凹 =（4.5+0.75×0.18+0.246） 0.?=4.88 0.?落料部分 D 凹 =（D max-x△） 凹??0D 凸 =（D 凹 -Zmin） 凸??∴ D 凹 1=(30-1×0.033) =29.967 ㎜02.?02.?D 凸 1=(30-1×0.033-0.246) =29.72 ㎜.?.?D 凹 2=(229.92-0.5×0.72) =229.56 ㎜02?02?D 凸 2=(229.92-0.5×0.72-0.246) =229.31 ㎜.?.?3.2 U 形彎曲件的工藝計(jì)算（1）凸模的圓角半徑 = =1＞tr2trmin所以取 r 凸 等于或略小于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑則 r 凸 =2㎜（2）凹模圓角半徑當(dāng) t=（2～4）㎜時(shí) r 凹 =（2～3）t∴取 r 凹 =5㎜（3） 凹模深度凹模深度要適當(dāng) 若過小 則彎曲件兩端自由部分太長(zhǎng) 工件回彈大 不平直 若深度過大 則凹模增高 多耗模具材料 并需要較大的壓力機(jī)行程 由于彎曲直邊高度不大 要求兩邊平直 則凹模深度應(yīng)大于工件的深度∴ 由表 3.12 得 U 形件凹模底部最小厚度 h0=4㎜ 則 L 凹 =35+4=39㎜50.00R2.0035.002.00河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 11 頁(yè) 共 23 頁(yè)（4） 凸凹模間隙對(duì)于 U 形件彎曲 必須合理確定凸 凹模之間的間隙 間隙過大 則回彈大 工件的形狀和尺寸不易保證 間隙過小 會(huì)加大彎曲力 使工件厚度減薄 增大摩擦 檫傷工件并降低模具壽命 U 形件凸 凹模的單面間隙值一般可按下式計(jì)算彎曲有色金屬 =tmin+C*t2Z式中 C—間隙系數(shù) 查表得 C=0.05則 =tmin+C*t=2+0.05×2=2.1㎜2（5） U 形彎曲件凸凹模橫向尺寸及公差彎曲件標(biāo)注外形尺寸 應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件 先確定凹模尺寸 然后在減去間隙值確定凸模尺寸彎曲件為單項(xiàng)偏差時(shí) 凹模尺寸為 L 凹 =（L-0.75△） 凹??0L 凸 =（L 凹 -Z） 凸??L 凹 =（50-0.75×0.39） 046.?=49.707 ㎜046.?L 凸 =（50-0.75×0.39-4.2） 025.?=45.508 ㎜025.?彎曲力的計(jì)算U 形件彎曲力 （1）自由彎曲力 F = L 彎 = σ b自 trk?27.02403.1??=18200N=18.2KN （取 K=1.3）（2）校正彎曲力 F =AP 校A——校正部分投影面積（mm ）2P——單位面積校正A=50×30=1500mm2F 校 =1500×50=75000N=75KN（3）F 頂 =KF 自 =0.2×18000=3600NF 壓 =KF 自=0.5×18000=9000NF 壓機(jī) ≥（1.2～1.3）F ?！荩?.2～1.3）×75KF河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 12 頁(yè) 共 23 頁(yè)=90～97.5KFF 壓機(jī) ≥97.5KF 壓力機(jī)選用 J23—104 模具主要零部件的設(shè)計(jì)4.1 工作零部件的設(shè)計(jì)（1）沖孔凸模 ㎜5.4?凸模長(zhǎng)度的計(jì)算 凸模長(zhǎng)度的確定主要根據(jù)凸模結(jié)構(gòu) 修磨 操作安全 裝配等因素的需要 采用固定卸料板和導(dǎo)料板時(shí)凸模長(zhǎng)度按下式計(jì)算L=h1+h2+h3+hh1—凸模固定板厚度 h2—卸料板厚度h3—導(dǎo)料板厚度 h—附加長(zhǎng)度h1+h2+h3+h h1取 20㎜ h 2取 10㎜ h 3取 4㎜則 L=20+4+10+20=54㎜（2）凸模強(qiáng)度校核a 壓應(yīng)力校對(duì) 對(duì)凸模斷面上的承受能力進(jìn)行計(jì)算時(shí) 必需使沖裁力為最小或等于最小斷面所允許的最大壓力πdτT≤ 【σ c】4d2π即 ≥t][c??σ--凸模內(nèi)的壓應(yīng)力p—沖裁力 d --凹模直徑 t --板料厚度 τ—被沖材料的抗剪強(qiáng)度【σ c】--凸模材料的許永應(yīng)力（3）凸凹模的選擇對(duì)于復(fù)合模而言 凸凹模的內(nèi)外緣均為刃口 這時(shí)內(nèi)外緣之間的壁厚決定于沖裁件的尺寸 凸凹模的壁厚又受到?jīng)_裁結(jié)構(gòu)的影響 對(duì)于倒裝式復(fù)合模 因孔會(huì)積存廢料 其河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 13 頁(yè) 共 23 頁(yè)最小壁厚就應(yīng)該大些 倒裝式復(fù)合模的凸凹模最小壁厚均為 1.5 倍 但不小于 0.7㎜ 所以該凸凹模最小壁厚不應(yīng)小于 3㎜（4）落料凸模的選擇L=H1+H2（5）落料凹模的選擇 1 ﹥ 凹模的厚度 H=Kbb——沖裁件的最大外形尺寸K——系數(shù) 取 K=0.15H=0.15×229.92=34.5㎜取 H=35㎜2 ﹥ 凹模厚度 C=（1～2）H （C ≥30～40㎜）取 C=55㎜3 ﹥ 凹模上螺孔 銷孔位置尺寸和螺釘尺寸a 從凹模外緣到螺孔的尺寸 用 M12 的螺釘A=（1.7～2.0）d取 A=22㎜4 ﹥螺孔間距離最小間距為 80㎜ 最大間距為 150㎜5 ﹥凹模強(qiáng)度的校核σ 彎 = ≤【σ 彎 】25.1hFσ 彎 = =1.6Mpa＜【σ 彎 】2390.?河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 14 頁(yè) 共 23 頁(yè)4.2 定位零件的設(shè)計(jì)復(fù)合模采用固定擋料銷，它是一種比較簡(jiǎn)單的定位零件。用于限定條料的送進(jìn)距離。抵住條料的搭邊或工件的輪廓。使送入沖模的材料有正確的位置，起到定位作用。選用臺(tái)肩式擋料銷選 D=10 d=6㎜ h=5㎜ L=14㎜彎曲模：采用定位板，以外緣定位。定位板高度h=t+1=3㎜定位板一般有兩個(gè)銷釘固定，以防止定位板的移動(dòng)。定位板與毛坯間的通常所取的極限偏差為 h8和 h9復(fù)合模導(dǎo)料板的選擇：采用分離式導(dǎo)料板導(dǎo)料板厚度 H=8㎜（4）料零件1>卸料螺釘?shù)倪x擇d=10㎜ L=60㎜ d1=M8 l=8㎜ D=15㎜ H=6㎜2>打桿的選擇 H=h1+h2+C=120㎜3>卸料板壓料臺(tái)肩的高度 hh=H-t+(0.1～0.3)t河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 15 頁(yè) 共 23 頁(yè)=8-2+0.5=6.5㎜（1） 導(dǎo)柱導(dǎo)套d=45 L=260㎜ 導(dǎo)套 d=45 01.? 016.?L=150㎜ H=55㎜ L=25㎜ 油槽數(shù)兩個(gè)支撐零部件模架的選擇，中間導(dǎo)柱模架：上模座：400×60 下模座：400×75導(dǎo)柱 45×260 導(dǎo)套： 45×150×58（1）模柄的選擇 φ50×70 選用凸緣模柄d=50 ㎜08.24?D=100 ㎜0.H=78㎜ h=18㎜d1=17㎜ D1=72㎜ d3=11㎜ d2=18㎜ h1=11㎜（1）墊板的選擇墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取 10mm 用 45 鋼裝配調(diào)試總裝時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要零件的相互依賴關(guān)系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來確定裝配基準(zhǔn)件，例如復(fù)合模一般以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件，級(jí)進(jìn)模以凹模作為裝配基準(zhǔn)件；其次，應(yīng)確定裝配順序，根據(jù)各個(gè)零件與裝配基準(zhǔn)件的依賴關(guān)系和遠(yuǎn)近程度確定裝配順序。裝配結(jié)束后，要進(jìn)行試沖，通過試沖發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)調(diào)整和修理直至模具沖出合格零件為止。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 16 頁(yè) 共 23 頁(yè)5 模具的裝配調(diào)試5.1 沖裁模的裝配調(diào)試要點(diǎn)（1）裝配 模架選擇好以后，裝配時(shí)需要對(duì)模架進(jìn)行補(bǔ)充加工，然后進(jìn)行凸模、模柄、凹模等進(jìn)行裝配。1.凸模與凹模的裝配 凸模、凹模與固定板的配合常采用 H7/n6 或 H7/m6.總裝前應(yīng)先將凸模壓入固定板，并在平面磨床上將上平面磨平，使其固定端面與固定板的支撐面處于同一平面，凸模應(yīng)和固定板的支撐面垂直。2.模柄的裝配 本模具選用旋入式模柄，通過螺紋與上模座板連接，并加螺釘加以固定。3.沖裁模的總裝 沖壓模具上模部分是通過模柄安裝在壓力機(jī)的滑塊上的，是模具的活動(dòng)部分。下模部分被固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)上，是模具的固定部分。模具工作的時(shí)，上模部分和下模部分的工作零件必須保證正確的位置，才能使模具正常的工作。模具裝配時(shí)，為了方便地將上、下兩部分的工作零件調(diào)整到正確位置，并使凸模、凹模具有均勻的間隙，要正確安排上、下模的裝配順序。裝配有模架的模具時(shí)，一般是先裝配模架，再進(jìn)行模具工作零件和其它結(jié)構(gòu)零件裝配。上、下模的裝配順序應(yīng)根據(jù)上模和下模上所安裝的模具零件在裝配和調(diào)整過程中所受限制的情況來決定。如果上模部分的模具零件在裝配和調(diào)整時(shí)所受限制最大，則應(yīng)先裝上模具的下模部分，并以它為基準(zhǔn)調(diào)整下模部分的零件，保證凸、凹模配合間隙均勻。反之，則應(yīng)先裝模具的下模部分，并以它為基準(zhǔn)調(diào)整上模部分的零件。上、下模的裝配順序應(yīng)根據(jù)的結(jié)構(gòu)來決定。對(duì)于無導(dǎo)柱的模具，凸、凹模的配合間隙是在模具安排到壓力機(jī)上時(shí)才進(jìn)行調(diào)整，上、下模的裝配可以分別進(jìn)行。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 17 頁(yè) 共 23 頁(yè)（2）調(diào)試1.模具閉合高度調(diào)整 模具應(yīng)與沖壓設(shè)備配合好，保證模具應(yīng)有的閉合高度和開啟高度。2.凸、凹模刃口及間隙調(diào)整 刃口要鋒利，間隙均勻。3.定位裝置的調(diào)試 定位要可靠、精確4.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的調(diào)試 導(dǎo)柱、導(dǎo)套要有好的配合精度，保證模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、可靠。5.3 沖裁模試沖試沖時(shí)出現(xiàn)的問題及調(diào)整方法 存在的問題 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法送料不暢通或料被卡住凸模與卸料板之間間間隙過○ 1大，使搭邊翻扭兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或○ 2有斜度減小凸模與卸料板之間的○ 1間隙根據(jù)情況挫修或磨或重裝○ 2制件不平 頂料桿和工件接觸面過小○ 1凹模有倒錐度○ 2導(dǎo)正銷與預(yù)沖孔配合過緊，○ 3將沖件壓出凹陷更換頂料桿，增加與工件○ 1接觸面積修正凹模○ 2制件有毛刺 刃口不鋒利或淬火硬度低○ 1配合間隙過小或過大○ 2間隙不均勻使沖件一邊有帶○ 3斜角的毛刺刃磨刃口，使其鋒利○ 1調(diào)整凸、凹模之間間隙，○ 2使其均勻一致刃口向肯 凸模、導(dǎo)柱等零件安裝不垂○ 1直凸、凹模相對(duì)位置沒對(duì)正○ 2卸料板的孔位不正確或彎斜○ 3使沖孔凸模位移導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙過大，○ 4使導(dǎo)向不正重裝凸?；?qū)е３执埂?1直調(diào)整凸凹模，使其對(duì)正并○ 2保證間隙均勻修正或更換卸料板○ 3更換導(dǎo)柱或?qū)住?4河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 18 頁(yè) 共 23 頁(yè)卸料不正常 凹模與下模座的漏料孔沒有○ 1對(duì)正，料被堵死而排不出來彈簧或橡皮的彈力不足○ 2修正漏料孔○ 1更換彈簧或橡皮○ 2內(nèi)孔與外形位置不正或扁位位置落料凸模上導(dǎo)正銷尺寸過小○ 1導(dǎo)料板與凹模送料中心線不○ 2平行，使孔偏斜擋料塊位置不正○ 3更換導(dǎo)正銷○ 1修正導(dǎo)料板○ 2修正擋料塊○ 3凹模被脹裂 凹?？子械瑰F現(xiàn)象，即上口大，下口小，或凹模刃口深度太長(zhǎng)，積存的件數(shù)太多，張力太大修正凹模刃口，消除倒錐現(xiàn)象或減小凹模刃口長(zhǎng)度，使沖下的制件盡快漏下制件產(chǎn)生回彈彈性變形的存在增加凹模型槽的深度○ 1改變凸模的形狀和角度大○ 2小減小凸、凹模之間的間隙○ 3增加校正力或使校正力集○ 4中在角部變形區(qū)制件表面有擦傷凹模的內(nèi)壁和圓角處表面不○ 1光、太粗糙板料被粘附在凹模表面○ 2將凹模內(nèi)壁與圓角修光，○ 1在凹?；蛲鼓５墓ぷ鞅砻驽冇层t厚 0.01-0.03mm.將凹模進(jìn)行化學(xué)處理○ 2制件不平 壓料力不足○ 1 增加壓料力，最好校正一○ 1下彎曲角變形部分有裂紋彎曲半徑太小○ 1材料的紋向與彎曲線平行○ 2材料的塑性差○ 3加大彎曲半徑○ 1將板料退火后再?gòu)澢冃巍?2或改變落料的排樣將板料進(jìn)行退火處理○ 3U 形件左右高度不一致凹模的圓角半徑左、右兩邊○ 1加工不一致定位不穩(wěn)定或定位位置不準(zhǔn)○ 2壓料不牢○ 3凹、凸模左右兩邊間隙不均○ 4勻修正圓角半徑使左右一致○ 1調(diào)整定位裝置○ 2增加壓料力○ 3調(diào)整凸、凹模之間的間隙○ 4河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 19 頁(yè) 共 23 頁(yè)5.4 裝配其他零件并試模上模安裝頂桿，頂件塊，檢查打料機(jī)構(gòu)工作的可靠性。頂件塊在最低位置時(shí)，應(yīng)突出凸凹模刃口 0.2-0.5mm.安裝卸料板，安裝后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低0.2-0.5mm.在設(shè)計(jì)指定的壓力機(jī)上，裝配好的模具進(jìn)行試沖。試模時(shí)重點(diǎn)檢查打料機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是否及時(shí)、可靠。每一次沖壓后，上模隨壓力機(jī)上行到上死點(diǎn)時(shí)，條料和頂出的工件都應(yīng)該出現(xiàn)在下模凹模工作面上，以便及時(shí)清除。裝配后應(yīng)保證間隙均勻，落料凹模刃口面應(yīng)高出沖孔凸模工作端面 2mm.6 彎板沖孔落料復(fù)合模總裝圖101617181922 202126273130111 2 3 4 5 6 7 8 9 12 13 14 152824 232529河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 20 頁(yè) 共 23 頁(yè)7 彎曲模裝配圖河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 21 頁(yè) 共 23 頁(yè)8 結(jié)束語彎板屬于典型的沖裁彎曲件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計(jì)，需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。彎板沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是其尺寸相對(duì)較大不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長(zhǎng)度，因此需要改變上、下模座的長(zhǎng)度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。彎板沖孔落料模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 22 頁(yè) 共 23 頁(yè)致 謝首先我衷心地感謝本人的導(dǎo)師劉軼老師，她仔細(xì)審閱了我設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多寶貴的建設(shè)性建議。劉老師淵博的學(xué)識(shí)，誠(chéng)懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，他給了我極大的鼓勵(lì)和幫助，在這里我向她表示真誠(chéng)的感謝！感謝母?！幽蠙C(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。最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可親可敬的老師和團(tuán)結(jié)友愛的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！我殷切地希望我們模具專業(yè)能在全系師生的齊心協(xié)力下越辦越好！衷心祝愿我們的學(xué)校和我們所有的師生都能青春永駐！活力無限！步步登高！河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 23 頁(yè) 共 23 頁(yè)參 考 文 獻(xiàn)[1]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京：高等教育出版社，2006[2]王孝培主編.沖壓手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[3]許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[1]翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版.2005[5]翟德梅主編.金屬與塑料成型機(jī)械[M].河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 2005[6 楊占堯主編.沖壓模具圖冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2006[7]寇世瑤主編.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2004[8]王曉江主編. 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)英語[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006