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I 摘 要 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我們大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的總結(jié) 在本設(shè)計(jì)中 我的題目是電器過 電片級進(jìn)模模具設(shè)計(jì) 通過分析我們發(fā)現(xiàn) 電器過電片彎曲件是一個(gè)落料沖孔彎曲相 結(jié)合的彎曲件 上面有孔和凹槽孔 外形依靠落料完成 沖孔依靠沖孔工序來完成 還有 1 次彎曲工序 通過這個(gè)模具的設(shè)計(jì) 將是對我大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的考核 設(shè)計(jì)過程中 首先我們要對電器過電片彎曲件的結(jié)構(gòu)性 材料進(jìn)行分析 選擇合 適的方式進(jìn)行生產(chǎn) 材料的分析來確定工件是否適合生產(chǎn) 之后要通過工件的厚度來 確定工件排樣圖的搭邊 然后計(jì)算排樣圖的材料利用率 接下來就是進(jìn)行沖壓力的計(jì)算 通過計(jì)算沖壓力選擇合適的沖壓設(shè)備 模具刃口 的計(jì)算也有其的重要 只有選擇合適的刃口才能夠確保模具的壽命 提高模具的使用 率 模具刃口計(jì)算后 就是模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 先進(jìn)行凹模外形尺寸的計(jì)算的通過凹模 的外形尺寸來得到模具中其他固定板 卸料板等的尺寸 最后選擇模架等一系列標(biāo)準(zhǔn)件 最終完成模具的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 級進(jìn)模 沖壓工藝 模具設(shè)計(jì) 工藝性 II Abstract Graduation design is an important summary of study on our university In this design the title of my speech is stamping die design of double bolt door lock accessories Through the analysis we found double tongue lock accessories is a rectangle with a rectangular above a two screw hole and the two rectangular holes Shape depends on the blanking punch finish rely on punching process to complete Through the mold design will be one of the important appraisal in University learning In the design process we must first structural material on the double tongue lock parts to carry on the analysis select the appropriate mode of production Material analysis to determine whether a workpiece is suitable for the production of After going through the thickness of the workpiece to determine the layout of the edge of workpiece then calculate the layout of the material utilization ratio The next is the blanking force calculation through the calculation of blanking pressure to choose suitable stamping equipment The calculation of the die cutting edge also has its important only select the appropriate edge eloquence can ensure the life of the mold improve the mold use rate Die cutting edge calculation die structure design is advanced the calculation for die dimensions by the shape of concave die size to get other fixed plate mould stripper and other dimensions the final choice of mold and a series of standard parts the final completion of die design Keywords progressing die stamping process die design manufacturability III 目 錄 1 前言 1 1 1 沖壓工藝與模具的發(fā)展方向 1 1 1 1 成形工藝及模具發(fā)展 1 1 2 關(guān)于沖模 CAD 2 1 2 1 概述沖模設(shè)計(jì)的優(yōu)化技術(shù) 2 2 電器過電片彎曲件工藝分析 3 2 1 材料分析 3 2 2 零件結(jié)構(gòu) 3 2 3 尺寸精度 3 2 4 毛坯尺寸展開 4 3 沖裁方案的定 5 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定 6 4 1 模具類型的選擇 6 4 2 料方式的選擇 6 4 3 定位方式的選擇 6 4 4 卸料 出件方式的選擇 6 4 5 導(dǎo)向方式的選擇 6 5 工藝參數(shù)計(jì)算 8 5 1 排樣方式的選擇 8 5 1 1 排樣及搭邊值的計(jì)算 8 5 1 2 距的計(jì)算 8 5 1 3 條料寬度的確定 9 5 1 4 材料利用率的計(jì)算 9 5 2 沖壓力的計(jì)算 10 5 2 1 沖裁力的計(jì)算 10 5 2 2 彎曲力的計(jì)算 11 5 2 3 卸料力與推件力的計(jì)算 11 5 2 4 總沖壓力的計(jì)算 12 5 3 壓力機(jī)噸位選擇 13 5 4 壓力中心 14 6 刃口尺寸計(jì)算 15 IV 6 1 沖裁間隙的確定 15 6 2 刃口尺寸的計(jì)算 16 6 3 彎曲模計(jì)算 19 7 模具主要零部件的計(jì)算 20 7 1 凹模的計(jì)算 20 7 1 1 凹模外形的計(jì)算 20 7 1 2 凹模的固定螺孔與定位銷孔大小及間距 21 7 1 3 凹模精度與材料的確定 21 7 2 凸模的設(shè)計(jì) 22 7 2 1 凸模結(jié)構(gòu)的確定 22 7 2 2 凸模高度的確定 22 7 2 3 凸模材料的確定 23 7 2 4 凸模強(qiáng)度 25 7 2 5 彎曲模的設(shè)計(jì) 26 7 3 卸料板的設(shè)計(jì) 29 7 3 1 卸料板外型設(shè)計(jì) 29 7 3 2 卸料板材料的選擇 30 7 3 3 卸料板整體精度的確定 30 7 3 4 彈性元件的選擇 31 7 4 固定板的設(shè)計(jì) 32 7 5 墊板的設(shè)計(jì) 32 7 5 1 墊板分析 32 7 5 2 墊板受力分析 33 7 6 其他零件設(shè)計(jì) 33 7 6 1 定位零件 34 7 6 2 導(dǎo)料浮頂裝置 34 7 7 上下模座 模柄的選用 35 7 7 1 上下模座的選用 35 7 7 2 模柄的選用 35 7 7 3 螺釘 銷釘?shù)倪x用 36 7 7 4 導(dǎo)正銷的選用 37 7 8 總裝配圖 38 7 8 1 模具裝配圖 38 7 8 2 工作原理 38 V 8 沖壓設(shè)備的校核與選定 40 8 1 沖壓設(shè)備的校核與選用 40 9 部分零件加工工藝 41 9 1 加工的分析 41 9 2 沖孔凸模加工工藝 41 9 3 落料凹模的加工工藝 42 設(shè)計(jì)總結(jié) 43 謝 辭 44 參考文獻(xiàn) 45 附錄 46 1 前言 1 1 沖壓工藝與模具的發(fā)展方向 1 1 1 成形工藝及模具發(fā)展 沖壓與鍛造相比 鍛造加工的對象一般都是成塊的料 并且胚料必須熱 沖壓的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)可以叫做沖壓工藝 沖壓模與塑性及其他冷熱加工方法比 擁 有它非常獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn) 它的生產(chǎn)效率非常的高 并且 每一次的工作或者每一 次的沖壓都可能產(chǎn)生新的零件 模具作為特殊的工藝裝備 在現(xiàn)在這個(gè)社會(huì)體現(xiàn)越來越重要的作用 因?yàn)?模具的發(fā)展 企業(yè)會(huì)向人們提供各種各樣的的商品 具體的說 如果考慮到具 體的實(shí)踐中我們不難發(fā)現(xiàn) 像一些手機(jī) 空調(diào) 汽車 玩具等商品 可以精確 到魔門生活的每一件產(chǎn)品 都和模具相關(guān) 模具可以采用各種優(yōu)質(zhì) 強(qiáng)度高 耐磨性好的材料用于制造 模具在消費(fèi)品 汽車 電子 飛機(jī)制造等工業(yè)部門有非常重要甚至不可替 代的作用 我國模具行業(yè)增長速度為 22 模具的出口也有廣闊的前景 2003 年我國的模具及標(biāo)準(zhǔn)模件的出口額可以達(dá)到 3 5 億美元 比 2002 年增長 34 7 在今后一段時(shí)期對模具的需求會(huì)更加的增多 研磨技術(shù)是使用了許多年好 高的耐磨性 尺寸穩(wěn)定性等特性 是一種很有 前途的鋼 特別是對于形狀復(fù)雜和高速?zèng)_壓模具沖壓 其優(yōu)勢更加突出 這種 鋼也適合于注塑油漆和玻璃纖維增強(qiáng)塑料或金屬粉末模腔作為主成分 芯形狀 閘門等 此外 不同規(guī)格的多樣化 細(xì)料的產(chǎn)品的模具鋼 盡可能的產(chǎn)品 以 縮短交貨期也是一個(gè)重要的方向近年來 沖壓成形工藝有很多新的進(jìn)展 特別 是精密沖裁 精密成形 精密剪切 復(fù)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(chǎn)率也有極大提高 正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)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(jìn)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(jìn)行復(fù)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(jìn)行加工 而現(xiàn)在可以對厚度達(dá) 25mm 的厚板實(shí)現(xiàn) 精密沖裁 并可對 b 900MPa 的高強(qiáng)度合金材料進(jìn)行精沖 由于引入了 CAE 沖壓成形已從原來的對應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元等分析而逐步 發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過程的模擬與分析 以實(shí)現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設(shè)計(jì) 在沖壓毛坯設(shè)計(jì)方面也開展了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 可以對排樣或拉深毛坯進(jìn)行優(yōu) 化設(shè)計(jì) 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(yù)報(bào)等技術(shù)的發(fā)展 均標(biāo)志著沖壓成形以從原來的經(jīng)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)分析階段開始走 上由沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)階段 使沖壓成形走向計(jì)算機(jī)輔助工程化和智能化的 發(fā)展道路 1 2 關(guān)于沖模 CAD 1 2 1 概述沖模設(shè)計(jì)的優(yōu)化技術(shù) 1 將優(yōu)化方法這門學(xué)科靈活的運(yùn)用到模具的設(shè)計(jì)中來 就可以模具的最 優(yōu)化技術(shù) 也就是說 把優(yōu)化的方法應(yīng)用在模具的一些工藝參數(shù)和運(yùn)用在模具 的設(shè)計(jì)上 能達(dá)到模具設(shè)計(jì)的非常好的效果 方法如下 數(shù)學(xué)模型的建立 選用一些數(shù)值上的解法 求解除最優(yōu)的解 2 CAD 的組成 一般我們所了解的 CAD 就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)去繪圖 達(dá)到快速簡便的效果 是專業(yè)技術(shù)人員最簡單的設(shè)計(jì)工具并且必不可少 CAD 的概念其實(shí)在 20 世紀(jì)中 期就已經(jīng)開始出現(xiàn) 在經(jīng)過漫長的幾十年里一直發(fā)生著變化然而 50 60 年代里 CAD 被視為有趣的但不使用的東西 當(dāng)硅谷的廣泛應(yīng)用 使計(jì)算機(jī)慢慢的模具 設(shè)計(jì)這一行業(yè)所接受 硅片中擁有非常小的集成電路 因此它的我存在 大大 減小了計(jì)算機(jī)的大小 使得計(jì)算機(jī)比電視還小 隨后 微機(jī)出現(xiàn)了 20 世紀(jì) 70 年代計(jì)算機(jī)硬件 軟件的開發(fā)變得非常的迅速 后來 到了 80 年代 制造與銷 售 CAD 系統(tǒng)變成了當(dāng)時(shí)時(shí)代特有的標(biāo)志 到了 21 世紀(jì) 國外推出額 CAD 軟件已 經(jīng)達(dá)到了幾十種 3 沖模 CAD 內(nèi)容 利用幾何級數(shù)完成一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的模具的設(shè)計(jì) 建立標(biāo)準(zhǔn)零件和一些典型零部件的圖庫 方便在設(shè)計(jì)時(shí)可以快速的調(diào)用 利用這款軟件 結(jié)合計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值分析工作 將有限元發(fā)和運(yùn)用的數(shù) 學(xué)原理計(jì)算方法應(yīng)用到模具的設(shè)計(jì)中去 2 電器過電片彎曲件工藝分析 圖 2 1 零件簡圖 生產(chǎn)批量 大批量 材料 H68 材料厚度 0 5mm 未注公差 IT14 2 1 材料分析 不同的產(chǎn)品從使用的角度出發(fā) 對其中的材料性能 力學(xué)的性能都有不同 的要求 比如 機(jī)械和儀器應(yīng)該具有一定的強(qiáng)度 硬度 剛度等要求 本次我 們所采用的材料為黃銅 H68 它的導(dǎo)電性能好 考慮到材料的塑性 材料的抗 穩(wěn)能力 以及一些其他因素的影響 選用黃銅 H68 還是很符合我們的要求 它 的各項(xiàng)工藝參數(shù)也符合常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn) 2 2 零件結(jié)構(gòu) 由工件圖看 此工件分為沖孔 沖部分廢料邊 彎曲和落料這幾個(gè)程序 將外形視為落料 內(nèi)形視為壓凹 沖孔 故采用級進(jìn)模沖壓工序 這樣可以大 大提高工作效 2 3 尺寸精度 因?yàn)榱慵叽缬形礃?biāo)注公差的一般尺寸 通過翻閱資料 在這里我們?nèi)」?差等級為 IT14 級 模具精度取 IT7 級即可 外形落料的工藝 因?yàn)楣ぜ儆谥械瘸叽缌慵?外形不是特別的復(fù)雜 尺寸 精度要求一般 厚度為 0 5mm 采用落料可以加工獲得 1 壓凹的工藝性 因?yàn)楣ぜ菣M豎折形狀 在零件孔的一側(cè)需要進(jìn)行壓 凹處理 2 沖孔的工藝性 有一個(gè)長圓孔 有一個(gè)圓孔 在彎曲后才進(jìn)行沖孔 長圓孔子之前就已經(jīng)進(jìn)行沖裁 3 開口沖壓工藝性 對材料進(jìn)行切邊處理 利用沖裁的方法將廢料沖去 尺寸精度要求一般 沖壓就可以滿足 4 彎曲的工藝性 零件有彎曲的部分 需要進(jìn)行彎曲過程 達(dá)到一般的 要求即可 對尺寸精度要求不高 2 4 毛坯尺寸展開 工件彎曲部分的內(nèi)倒角為 R 1mm 展開料長度的確定 表 2 1 系數(shù) K 之值 r t 0 0 5 0 5 0 8 0 8 2 2 3 3 4 4 5 k 0 16 0 25 025 0 3 0 0 30 0 35 0 35 0 40 0 40 0 45 0 45 0 50 因?yàn)?r t 1 0 5 2 由表 1 可知中性層的位以系數(shù)為 0 35 可知中中性層的倒角為 0 351 7R 所以毛坯圖如 2 2 所示 圖 2 2 毛坯展開 3 沖裁方案的定 工藝方案的一般選擇原則 我們可以先從它的質(zhì)量 生產(chǎn)的效率 生產(chǎn)過 程中相應(yīng)的一些成本 安全因素進(jìn)行比較分析 最后確定一個(gè)最合適的生產(chǎn)方 案 打個(gè)比方 如果為了達(dá)到高質(zhì)量 很高的相率 極低的消耗材料的目的 并且是大批量生產(chǎn)時(shí)我們可以采用高效率的模具 如果為了降低生產(chǎn)的成本 在小批量生產(chǎn)時(shí) 采用建議的模具或者一般的模具即可 通過對工件的分析 要能合理的行成工件 需要經(jīng)過以下的幾個(gè)步驟 不 難發(fā)現(xiàn)它們分別是先沖孔 再彎曲 最后是落料 因此我們初步采取以下方案 方案一 單工序模制造和調(diào)試都比較容易第一步是落料 然后沖孔 最后彎曲 彎曲又分為多處彎曲 需要三個(gè)彎曲模具完成 方案二 工件中的落料和沖孔工序依靠沖孔落料復(fù)合模來完成 后面的彎曲工 序需要采用三個(gè)單工序的彎曲模來完成 方案三 使用級進(jìn)模生產(chǎn) 可分為成沖長圓孔 然后沖進(jìn)行彎曲 最后沖孔再 落料 這幾道工序可以用級進(jìn)模直接加工出來的 方案對比 方案一 模具結(jié)構(gòu)數(shù)量有多個(gè) 而且來回更換模具 導(dǎo)致工件的精度難易保證 方案二 和方案一樣 由于落料沖孔彎曲需要分為多次 所以工件的精度和定 位都不太方便 而且模具數(shù)量較多 成本較高 也不能實(shí)現(xiàn)大批量生 產(chǎn) 方案三 采用一副模具完成 級進(jìn)模里有幾個(gè)不同的工序 而且都安裝在同一 副模具里 可以直接沖壓出想要的比較復(fù)雜 并且能符合要求的東西 我們進(jìn)行了整合 使用連續(xù)模這個(gè)方案最好 能進(jìn)行很大的量的生產(chǎn) 可同時(shí)滿足 我們暫時(shí)設(shè)定的工序如下 先進(jìn)行沖導(dǎo)正孔 然后再切 廢料 進(jìn)而再進(jìn)行彎曲 最后落料 中間可以根據(jù)實(shí)際情況增加空工 位 三種模具的比較見下表 表 2 2 單工序模 復(fù)合模和連續(xù)模的比較 項(xiàng)目 單工序 復(fù)合 連續(xù)模 沖壓件精度 一般較低 中 高級精度 中 高級精度 原材料的要求 一般不高 除條料外 小件 也可以用邊角料 條料或者卷料 變更翻轉(zhuǎn)沖壓的 方向 允許 不允許 不允許 增加工位數(shù) 可能 有限度 可能 沖模制造的復(fù)雜 性及價(jià)格 結(jié)構(gòu)簡單 制造 周期短 便宜 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造 難度大 價(jià)格高 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 調(diào)試 難度大 價(jià)格高 設(shè)備能力 小 中 大 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定 4 1 模具類型的選擇 通過工件的工藝分析 以及各生產(chǎn)方案額對比 采用級進(jìn)模完成工件的 生產(chǎn) 這樣的操作更加方便 效率更高 成本比其他的低 4 2 送料方式的選擇 為了實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)化生產(chǎn) 工件的送料方式的選擇十分重要 在本次設(shè) 計(jì)中 采用自動(dòng)方式進(jìn)行送料的機(jī)構(gòu) 能夠滿足工件的自動(dòng)化生產(chǎn) 4 3 定位方式的選擇 我們的條料是的帶料形式 我們送料的時(shí)候采用導(dǎo)料板進(jìn)行定位 在每一 個(gè)工序中都采用導(dǎo)正銷進(jìn)行定位 采用自動(dòng)送料機(jī)進(jìn)行送料 4 4 卸料 出件方式的選擇 卸料板通過卸料的螺釘和彈簧等裝在模具上組成的簡單的彈性的卸料裝置 模具為閉合狀態(tài)時(shí) 彈簧是被壓著的 當(dāng)模具進(jìn)行工作被打開或者上行的時(shí)候 在彈簧的的反作用力下推動(dòng)卸料板往下運(yùn)動(dòng) 在平常中我們看到的模具的彈壓 卸料板一般都會(huì)比凸模底面高出一點(diǎn)的距離 這樣沖壓開始時(shí)先壓住料 然后 再?zèng)_壓 沖壓結(jié)束后 料被順利地卸下 而且卸料板能在工對工件進(jìn)行作中起 到壓料的作用 減少彈簧在運(yùn)動(dòng)時(shí)又進(jìn)行反彈的力 4 5 導(dǎo)向方式的選擇 第一種方案 采用對角導(dǎo)柱模架 在工作的過程中采用對角的導(dǎo)柱它們由 于安裝在對角的方向 所以模具上模座滑動(dòng)的時(shí)候所收到的力均勻 沒有導(dǎo)致 不平衡 另外整體性都相對的穩(wěn)定 模架的滑動(dòng)都是比較穩(wěn)定的 可以使得模 具在使用方面時(shí)間變得更長 但是 不太好的一點(diǎn)是由于導(dǎo)柱間的的距離有一 定的局限性 條料的寬度不能取得太大 第二種方案 后側(cè)式導(dǎo)柱模架 這種模架的優(yōu)點(diǎn)是條料在寬度省的限制不 會(huì)很大 但是他的缺點(diǎn)在于整體結(jié)構(gòu)的中心可能會(huì)在模具工作的時(shí)候產(chǎn)生偏移 嚴(yán)重的情況可能會(huì)縮短模架的使用時(shí)間 但他的比較的利于操作和對條料的 導(dǎo)入 第三種方案 四導(dǎo)柱模架 這種四個(gè)角導(dǎo)柱分布在模架上 不會(huì)受到工作 中因?yàn)閷?dǎo)柱和模架之間由于相互運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的偏移或歪斜 一般在大型的企業(yè) 就行產(chǎn)品的大量生產(chǎn)時(shí)用的比較多 因?yàn)樗a(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量非常的好 但是 比較復(fù)雜 成本也高 第四種方案方 中間導(dǎo)柱模架 模架的兩側(cè)安裝有導(dǎo)柱 并且是對稱的 模具工作室它在進(jìn)行導(dǎo)向的能力上也是非常的完美 瑕疵小 但是只能進(jìn)行前 后送料 大多數(shù)需要人工進(jìn)行操作 我在這里選擇的是后側(cè)導(dǎo)柱模架如圖 2 3 后側(cè)導(dǎo)柱主要采用左右送料 也可以采用前后送料 因?yàn)楣ぜ蟮木冗€比較的高 并且生產(chǎn)有較高的要 求 尺寸符合 不但能保證工件的正常生產(chǎn) 能夠保證一定的精度 所以選擇 第 2 個(gè)方案是最合理的 1 圖 2 3 后側(cè)導(dǎo)柱模架 5 工藝參數(shù)計(jì)算 5 1 排樣方式的選擇 排樣是模具設(shè)計(jì)的主要依據(jù) 排樣圖的合理或者不合理 直接關(guān)系到模具 的設(shè)計(jì) 因此在設(shè)計(jì)時(shí)我們要全面更加多角度的進(jìn)行思考 不可盲目大意 排樣時(shí)考慮的條件或問題有很多 包括生產(chǎn)的能力等各種因素 4 例如 利用率 沖壓力要平衡 各工位的合理性要考慮的周全 對于排樣來說 就要 充分的盡可能的減少廢料 使材料得到最大限度的利用 對于多工位級進(jìn)模具 來說 由于生產(chǎn)加工多種方面原因 不可能達(dá)到非常高的利用率 總會(huì)有廢料 所以最好的方法是從排樣的方式去找解決的辦法 因此采用雙排 多排的方法 提高利用率 2 我們可以采用有廢料的排樣方式進(jìn)行排樣 雖然有廢料的產(chǎn)生 但是能夠 確保工件的精度能夠達(dá)到要求 也能夠減小對模具的損壞 使得模具更加耐用 由于工件一側(cè)彎曲 在這里工件采用了直對排樣的方式 保證彎曲受力的均勻 如圖 2 4 為一些基本的排樣方法 圖 2 4 排樣的方法 5 1 1 排樣及搭邊值的計(jì)算 此次設(shè)計(jì)運(yùn)用的是彈性卸料裝置 根據(jù)參考書籍 1 查表確定工件的最小的 搭邊的值為我們設(shè)為 0 8mm 1 0mm 但是由于具有切邊工序 需要在保證最 小搭邊的基礎(chǔ)上 我們在這里取整 排樣圖在下方 5 1 所示 5 1 2 步距的計(jì)算 工件進(jìn)給的長度我們可以稱之為步距 單位 mm 當(dāng)排樣的步距值我們設(shè) 計(jì)好了以后 在該模具相互鄰進(jìn)兩個(gè)工位間的長度必需相當(dāng) 沖壓過程中每次 送料的時(shí)候 步距的大小計(jì)算方式 我們可以選擇工件直接的一個(gè)標(biāo)記點(diǎn) 然 后送一個(gè)步距后 測量相鄰的工件之間的距離是多少 這個(gè)距離就是步距的數(shù) 值 步距可定義為 S L b 5 1 式中 S 沖裁步距 mm L 工件板料的外形的最大距離 b 沿送進(jìn)方向的搭邊值 在和送料相同的方向上 工件板料的外形的最大距離約為 L 6 7 毫米 有 上節(jié)可知 送料方向的搭邊調(diào)整為 2 3mm 所以我們確定步距 S L b 2 3 6 7 9 mm 5 1 3 條料寬度的確定 由于側(cè)壓裝置的作用 切廢料凸模既能切廢料 又能定距 使條料或帶料始 終與導(dǎo)料板 定位基準(zhǔn) 靠緊 條料沿此定位基準(zhǔn)送進(jìn) 寬度計(jì)算公式如下 5 2 0 2 aDB 式中 B 條料的寬度 D 工件在寬度方向的尺寸 a 制件與材料側(cè)搭邊最小值 條料的剪切偏差 條料的寬度確定公式如下 B 2 23 25 4 5 2 1 0 0 5 mm0 53 5 1 4 材料利用率的計(jì)算 沖裁件的現(xiàn)實(shí)的面積與原來利用板料面積的比例 2 材料利用率定義為 nA BS 100 5 3 式中 材料利用率 A 工件的面積 由二維軟件測得 119 5mm 2 B 條料寬度 S 沖裁步距 n 一個(gè)步距內(nèi)制件數(shù) nA BS 100 2 119 5 53 9 100 50 1 通過計(jì)算得材料利用率為 50 1 圖 5 1 零件排樣圖 5 2 沖壓力的計(jì)算 5 2 1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力可按下式來計(jì)算 FKLt 為了計(jì)算方便 也可以材料的強(qiáng)度極限 Mpa 按下式估算沖裁力b 5 4 bt 式中 工件周邊長度 mm L 材料厚度 mm t 材料抗減強(qiáng)度 MPa 系數(shù) 一般和模具刃口的磨損有關(guān)系 其他對這個(gè)因素有影K 響的因素還包括模具間隙的波動(dòng) 材料力學(xué)性能等 在一般設(shè) 計(jì)的過程中我們?nèi)?1 3 K 材料的抗拉強(qiáng)度 一般情況下 材料的 由b Pa1 3b 于一般黃銅的硬度都大于或等于 400Mpa 因此區(qū)一個(gè)適當(dāng)?shù)闹虚g 值取 450Mpab 計(jì)算結(jié)果如下 表 5 1 各工位情況 工位 類別 周長 mm 第一工位 沖導(dǎo)正孔 18 8 第二工位 導(dǎo)正孔長圓孔 35 5 第四工位 切廢料 51 1 第九工位 沖孔 28 3 第十一工位 落料 49 總的沖裁力 18 351 28349 0 541 2F KN 總 5 2 2 彎曲力的計(jì)算 由于零件對稱布局 所以屬于兩次 U 形彎曲 計(jì)算的時(shí)候按照以下公式進(jìn) 行 如圖 5 2 U 形工件計(jì)算如下 帶入數(shù)據(jù)得出 其中 b 5mm r 1mm k 取 1 3 107 2 rKbtF 彎 5 5 3540 彎 27N 如下圖所示 b 5mm r 1mm k 取 1 3 圖 5 2 彎曲工序圖 5 2 3 卸料力與推件力的計(jì)算 沖裁竣事的時(shí)候 經(jīng)常有一些廢物會(huì)塞在凹模內(nèi) 要使沖裁工作繼續(xù) 必需 將卡在凹模內(nèi)工件或者是廢料弄出來 如下圖 5 3 圖 5 3 卸料推件力 有很多因素影響力的大小 比如選擇的不同的材料 以及毛坯的厚度和不 同種類 沖裁時(shí)候選擇間隙的尺寸都可能會(huì)影響卸料力 推件力以及頂出力的 計(jì)算 計(jì)算的時(shí)候選取常用的公式計(jì)算 5 6 FK 卸 卸 n 5 7 推 推 式中 沖裁力 N 卸料力卸 推件力K推 頂件力 頂 表 5 2 各項(xiàng)力的系數(shù)如下表 沖壓結(jié)束后廢料由下方的漏料孔落下的 其中工件時(shí)數(shù)由公式計(jì)算 推件 力計(jì)算的時(shí)候按一次卡在凹模洞口內(nèi)的零件數(shù)目個(gè)工件 帶入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得 n h t 2 5 0 5 5 F 總 F 沖 F 卸 F 推 5 8 通過查表得 0 45K 卸推 通過計(jì)算得出卸料力和退料力 F 卸 0 045 41 2KN 1 9KN F 推 5 0 005 41 2KN 11 4KN 5 2 4 總沖壓力的計(jì)算 各個(gè)工位的總沖壓力如下 模具總沖壓力為模具各個(gè)工步的沖壓力總和 41 2 91 42 857 3FKNKNKN 總 5 3 壓力機(jī)噸位選擇 通過分析零件的出產(chǎn)數(shù)目的多少 加工工序要領(lǐng)和性質(zhì) 沖壓零部件的尺 寸 形狀和精度等各方面作為沖壓的設(shè)備的選擇基準(zhǔn) 下表為選擇的參考 表 5 3 按沖壓件大小選 零件大小 選用壓力機(jī)類型 特點(diǎn) 適用工序 小型或中型 開試或半閉式機(jī) 械壓力機(jī) C 型或整體式機(jī)身 重量輕 操作方 便 價(jià)格低廉 分離及成形 大中型 閉式機(jī)械壓力機(jī) 組合式機(jī)身 重 量重 工作平穩(wěn) 分離 成形 表 5 4 按生產(chǎn)批量選擇壓力設(shè) 零件批量 沖壓設(shè)備類型 特點(diǎn) 適用工序 小批量薄板 通用機(jī)械壓力機(jī) 速度快 生產(chǎn)效 率高質(zhì)量比較穩(wěn) 定 各種工序 小批量厚板 液壓機(jī) 行程不固定 不 會(huì)因超載而損壞 設(shè)備 拉深 脹形 彎 曲等 大中批量 高速壓力機(jī)多工 位自動(dòng)壓力機(jī) 高效率 消除半 成品堆堵等問題 沖裁各種工序 本模具在沖裁過程中總的沖壓力 初步我們開始選擇壓力機(jī)型57 3FKN 總 號為 J23 16 壓力機(jī) 具體參數(shù)如下 表 5 5 開 式 壓 力 機(jī) 規(guī) 格 及 參 數(shù) 型 號 J23 16 J23 25 J23 35 J23 63 公 稱 壓 力 KN 160 250 350 630 滑 塊 行 程 mm 55 65 100 120 最 大 閉 合 高 度 mm 220 270 290 360 閉 合 高 度 調(diào) 節(jié) mm 45 55 60 70 滑 塊 中 心 線 至 床 身 距 離 mm 160 200 200 300 前 后 180 220 220 300滑 塊 底 面 尺 寸 mm 左 右 200 250 250 260 模 柄 孔 尺 寸 mm 直 徑 40 40 40 50 深 度 60 60 60 80 5 4 壓力中心 一般情況下 簡單的沖裁件 它的壓力中心一般在它的幾何中心 而本 工件時(shí)形狀比較復(fù)雜的 將它分解成幾個(gè)簡單的部分 然后分別計(jì)算各個(gè)部分 受到的力的合力 對于規(guī)則的圖形 一般選擇幾何中心作為模具的壓力中心 而無需計(jì)算 如果工件比較復(fù)雜 或者有多個(gè)凸模 我們可以采用解析法進(jìn)行 詳細(xì)的計(jì)算 簡單的幾何圖形 對稱壓力中心位于幾何中心 沖壓直線段 壓 力中心位于線段中心 通過公式 帶入數(shù)據(jù)可以計(jì)算 2121 nno LXLLX YY 選坐標(biāo) XOY 如圖 Xn L1X1 L2X2 LnXn L 1 L2 Ln 9 425 2 0 13 025 2 24 14 137 2 46 5 55 2 46 5 26 945 2 105 9 425 2 13 025 2 14 137 2 55 2 26 945 2 45 Yn L1Y1 L2Y2 LnYn L 1 L2 Ln 9 425 2 5 7 13 025 2 23 8 14 137 2 34 2 55 2 8 7 26 945 2 11 2 9 425 2 13 025 2 14 137 2 55 2 26 945 2 13 4 圖 5 4 壓力中心的計(jì)算 6 刃口尺寸計(jì)算 6 1 沖裁間隙的確定 一般間隙的大小會(huì)影響其工件的品質(zhì) 凸模和凹模刃口之間的縫隙為沖裁的 間隙 如果間隙偏大或過偏小都是不好的 沖裁間隙大時(shí) 變形區(qū)材料受到的 拉應(yīng)力的作用變的比較大 沖裁結(jié)束后因材料彈性恢復(fù) 如下圖 Z 表示雙邊間隙 Z 為正值 也可為負(fù)值 一般均為正值 設(shè)計(jì) 模具時(shí)間隙要選擇合理的 尺寸精度才能滿足產(chǎn)品的要求 沖裁力就會(huì)變小 模具就更加的耐用 沖裁件的質(zhì)量才能以保證 1 圖 6 1 沖裁間隙圖 根據(jù)實(shí)用間隙表查參考文獻(xiàn) 2 查得材料間隙為 0 04 0 06 表 6 1 雙 邊 間 隙 mm 材 料 厚 度 08 10 20 35 16Mn 40 50 65Mn 09Mn Q235 Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 小 于 0 5 極 小 間 隙 或 無 間 隙 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 1 2 1 5 1 75 2 0 2 1 2 5 0 040 0 048 0 064 0 072 0 092 0 100 0 126 0 132 0 220 0 246 0 260 0 260 0 060 0 072 0 092 0 104 0 126 0 140 0 180 0 240 0 320 0 360 0 380 0 500 0 040 0 048 0 064 0 072 0 090 0 100 0 132 0 170 0 220 0 260 0 280 0 380 0 060 0 072 0 092 0 104 0 126 0 140 0 180 0 240 0 320 0 380 0 400 0 540 0 040 0 048 0 064 0 072 0 090 0 100 0 132 0 170 0 220 0 260 0 280 0 380 0 060 0 072 0 092 0 104 0 126 0 140 0 180 0 240 0 320 0 380 0 400 0 540 0 040 0 048 0 064 0 064 0 090 0 090 0 060 0 072 0 092 0 092 0 126 0 126 6 2 刃口尺寸的計(jì)算 1 刃口尺寸確定的原則 凸 凹模刃口尺寸公差的選擇和計(jì)算 是一個(gè)很的重要的環(huán)節(jié) 會(huì)明顯的 影響到?jīng)_生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果 必須根據(jù)沖裁的變形規(guī)律進(jìn)行合理充分的考慮 遵循以下原則如下表總結(jié) 表 6 2 沖裁模的設(shè)計(jì)原則 沖裁類型 選擇原則 落料模在設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)以凹模尺寸為基準(zhǔn) 間隙區(qū)在凸模 上 靠減小其尺寸獲得 設(shè)計(jì)沖孔時(shí) 應(yīng)以凸模為基準(zhǔn) 間隙取在凹模上 靠增大其尺寸獲得 據(jù)沖模磨損規(guī)律 凹模磨損使落料件輪廓尺寸增大 因 此 設(shè)計(jì)落料模時(shí) 凹模的刃口尺寸 應(yīng)等于接近于工件下極限尺寸 模的 磨損使沖孔件孔徑尺寸減小 因此 設(shè)計(jì)沖孔模時(shí) 模的刃口尺寸等于或 接近于工件的上極限尺寸 沖裁模在使用中 刃口的磨損結(jié)果造成間隙不斷增大 因此設(shè)計(jì)時(shí)無論是落料模還是沖孔模 新模的間隙都必須選取最小合理間隙 Z 使模具具有較長的壽命 模具凸模和凹模一般容易磨損 所以我們要通過計(jì)算 還求出合理的凸凹 模的尺寸公差和偏差 其中有一種方法為凸凹模分別加工法計(jì)算 還有一種方 法 就是采用配合法 在這里我們采用的是配合加工法 這個(gè)方法比較適合于薄料的沖件 或者 是形狀復(fù)雜的工件 一般這個(gè)方法不用校核雙邊間隙 采用配作的方式 可以簡化我們計(jì)算的工作 從而降低模具的設(shè)計(jì)和制作 成本 因此為了降低成本 提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率 我們可以采用配作的方式來計(jì) 算凸模和凹模的刃口 1 凸凹?；蛘咄鼓Ｔ谀＞吖ぷ鬟^程中尺寸會(huì)不斷增大 第一類尺寸 A Aj Amax x 6 1 410 2 凹模或者凸模在模具工作過程中尺寸會(huì)不斷減少 第一類尺寸 B Bj Bmin x 6 2 41 3 磨損不變尺寸 C 類尺寸 凹?；蛘咄鼓Ｔ谀＞吖ぷ鬟^程中尺寸會(huì)不變 化 第一類尺寸 C Cj Cmin 6 3 21 8 其中 x 為磨損系數(shù) 查表得 工件精度 IT10 級以上 x 1 工件精度 IT1 IT13 x 0 75 工件精度 IT14 x 0 5 對 于 沖 制 形 狀 比 較 復(fù) 雜 或 相 對 薄 料 的 沖 裁 件 的 沖 模 或 小 批 量 單 件 生 產(chǎn) 的 沖 模 一 般 采 用 配 作 加 工 法 這 種 加 工 方 法 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 由 配 制 來 保 證 模 具 間 隙 具 有 比 較 簡 單 的 工 藝 性 尺 寸 標(biāo) 注 簡 單 沖 孔 凸 模 刃 口 計(jì) 算 公 式 減 小 的 尺 寸 6 4 0 pxAp 增 大 的 尺 寸 6 pBp0 5 不 變 的 尺 寸 Cj Cmin 6 21 8 6 式中 A B C 凸模刃口尺寸 x 值 由 參 考 文 獻(xiàn) 可 得 模 具 公 差 由 參 考 文 獻(xiàn) 2 表 3 12 處 可 得 1 工位 1 沖導(dǎo)正孔凸模刃口尺寸 圖 6 4 直徑 3mm 應(yīng) 用 公 式 其 中 工 差 等 級 我 們 在 這 里 取 IT14 計(jì) 算 0 pxAp D 3 0 5 0 25 3 1250 0 02 mm 04 2 工 位 2 長 圓 孔 凸 模 刃 口 其 中 沖 的 尺 如 圖 6 4 所 示 應(yīng) 用 公 式 計(jì) 算 0 pxAp A1 1 5 0 05 0 25 1 625 mm 0 0 3 工 位 4 切 廢 料 凸 模 刃 口 應(yīng) 用 公 式 如 圖 6 5 所 示 計(jì) 算 0 pxAp A2 9 0 5 0 36 0 0 09 9 15 mm0 A3 5 1 0 30 5 14 mm 7 7 4 工 位 10 落 料 凸 模 刃 口 應(yīng) 用 公 式 如 圖 6 6 所 示 計(jì) 算 0 pxp A2 6 7 0 5 0 36 6 52 mm 09 09 有的未標(biāo)注的 按 IT14 級處理 取 x 0 5 在所有的尺寸中 A 類尺寸 0 523 0 30 367 0 341 B 類尺寸 164 25R C 類尺寸 1 80 其中計(jì)算的結(jié)果如下表 6 3 所示 表 6 3 工作零件刃口尺寸計(jì)算 6 3 彎曲模計(jì)算 彎曲模的刃口尺寸計(jì)算 彎曲時(shí) 間隙的取值是關(guān)鍵 如果間隙小摩擦力比較大 就會(huì)導(dǎo)致彎曲力 比較大 如果間隙過大 會(huì)導(dǎo)致工件的回彈比較明顯 而導(dǎo)致工件的精度得不 到保障 彎曲時(shí) 帶入數(shù)據(jù)得出間隙 6 5 1 2ntZ 式中 凸凹模的單面間隙 2Z t 材料的公稱厚度 n 系數(shù) 查表 取 n 0 05 代入公式可得 1 0 5 22Ztn 有工件的尺寸可一直 彎曲件的尺寸為工件的外形尺寸 所以我們計(jì)算的 時(shí)候應(yīng)以凹模為準(zhǔn) 然后凸模進(jìn)行配作 保證凸凹模間隙進(jìn)行調(diào)整 查表 1 021 凸 03 凹 類型 尺寸 計(jì)算 結(jié)果0 523 0 1329 0 70485 367 96 A 0 41 4 1 0max Aj 0 73 605 0 458 B 2R0 4 1 in xBj 612R C 1 8 Cj Cmin 2 8 8 彎曲時(shí)彎曲一邊 所以只要保證凸模寬度尺寸不小于彎曲邊寬度即可 沖 彎曲半徑 按照一般的情況的彎曲半徑部彎曲應(yīng)不小于 因此在我們的設(shè)計(jì)應(yīng) 為彎曲半徑部的沖頭的半徑的設(shè)計(jì) 見圖 6 6 的單倍型值彎曲沖頭和就在這 里一邊模隙凹?？壮叽缭O(shè)計(jì) 3 圖 6 6 彎曲示意圖 7 模具主要零部件的計(jì)算 我們在設(shè)計(jì)模具的一些零部件時(shí) 模具的主要零部件一般情況下都可以參 照國家的標(biāo)準(zhǔn) 在這里我們得首先把凹模的尺寸計(jì)算出來 有了凹模 我們就 可以把卸料板 固定板 卸料板等零部件設(shè)計(jì)出來 另外 在模具進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí) 我們要了解這些零部件設(shè)計(jì)的一些作用 及其設(shè)計(jì)的依據(jù) 一般設(shè)計(jì)直接與沖 壓件有關(guān)聯(lián)的部分時(shí) 其余都可以從標(biāo)準(zhǔn)件中進(jìn)行選取 標(biāo)準(zhǔn)化簡化了模具設(shè) 計(jì) 還使得設(shè)計(jì)用的時(shí)間大大的減小 提高了效率 下面分別介紹各個(gè)零部件 的設(shè)計(jì) 7 1 凹模的計(jì)算 7 1 1 凹模外形的計(jì)算 凹模的形狀一般和沖壓件的材質(zhì)以及厚度有關(guān) 其主要決定因素的為工件 的厚度 有了厚度 我們即可參照一些公式 來完成凹模的設(shè)計(jì) 凹模板厚度尺寸 H Kb1 7 1 凹模板型孔和邊的距離尺寸 c 1 5H 7 2 最終凹模的邊長 L b1 2c 7 3 最終凹模的寬帶 B b2 2c 7 4 式中 b 1 工件的長度方向的最大尺寸 b2 工件彎曲件件的寬帶方向最大外形尺寸 本次設(shè)計(jì)對排 所以要 按兩個(gè)件的寬度 取b2 50 K 系數(shù) 主要受到材料厚度的影響 查表10 2 表 7 1 系數(shù) K 值 材料厚度 t mm 材料料寬 s mm 1 1 3 3 6 50 0 30 0 40 0 35 0 50 0 45 0 60 50 100 0 20 0 30 0 22 0 35 0 30 0 45 100 200 0 15 0 20 0 18 0 22 0 22 0 30 200 0 10 0 15 0 12 0 18 0 15 0 22 查表7 1得 K 0 4 由公式 7 1 凹模板的尺寸計(jì)算如下 凹模厚度 H Kb2 0 4 50 20 mm 由公式 7 2 得凹模邊壁厚 c 1 5H 1 5 20 30mm 取凹模邊壁厚為30mm 凹模的寬度 L b1 2c 50 2 30 110 另外通過分析模具 還要結(jié)合排樣圖 刃口 空的排放等幾個(gè)方面 來設(shè) 計(jì)凹模板的長 寬的尺寸 還要考慮模架的選擇 綜合一些標(biāo)準(zhǔn)件作參考最后 經(jīng)過一些經(jīng)驗(yàn)和仔細(xì)的對比 結(jié)合模具結(jié)構(gòu)取整后取 L B H 160mm 110mm 30mm 7 1 2 凹模的固定螺孔與定位銷孔大小及間距 螺釘 銷釘 等在凹模上的位置有一定的要求 1 一般情況下 A 大于或等于螺孔直徑的 1 3 到 1 5 倍 2 一般情況 D 大于或等于銷孔直徑的 1 到 2 倍 3 C 大于或者等于螺孔直徑 1 到 1 3 倍 具體的取值參照下表 表 7 2 螺孔 銷釘之間距離 7 1 3 凹模精度與材料的確定 凹模在模具設(shè)計(jì)中是模具設(shè)計(jì)的核心零件 而且也要靠凹模來保證工件的 精度和表面光滑度 所以它精度和表面粗糙度一定不能太低 否則會(huì)降低工件 的成品率 通過查找資料我們可以發(fā)現(xiàn)常用的材料我們可以使用選擇 Cr12 因 為 Cr12 有非常大的輕度和硬度 比較耐磨 平行度一般選擇 0 02 根據(jù)具體可 以參照下表 內(nèi)型腔的的精度為 IT7 級 凹模的二維圖和三維圖如圖 7 1 下所 示 圖 7 1 凹模 7 2 凸模的設(shè)計(jì) 7 2 1 凸模結(jié)構(gòu)的確定 凸模是模具工作的重要零件 和凹模的作用都是不可以缺少的零部件 圓 形凸模非圓形凸模 平刃口和斜刃口等凸模 凸模的選擇應(yīng)該能夠保證足夠的 穩(wěn)定和工作的可行性 當(dāng)損壞和修理時(shí)應(yīng)該保證拆裝方便 便于維修 凸模結(jié)構(gòu)我們在這里設(shè)計(jì)為直柱形的 然后再利用臺階對其進(jìn)行固定 1 7 2 2 凸模高度的確定 凸模高度要根據(jù)模具的實(shí)際情況 凸模的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算示意圖如下 圖7 2凸模高度尺寸 由上面的圖及得到凸模的高度 L h1 h2 H 7 5 式中 h1 固定板厚度 h1 20mm h2 卸料板厚度 橡膠或彈簧的高度 可得 h2 30mm H 附加長度修磨量為為 2 5 由公式 7 5 得 L 20 30 2 5 52 5 mm 7 2 3 凸模材料的確定 本模具需要有比較高的耐磨性和較長的壽命 并且在沖壓過程中 要持續(xù) 的受到?jīng)_壓力 所以我們需要選擇強(qiáng)度和韌性都比較好的材料 所以我們選擇 Cr12 能很好的滿足電器過電片彎曲件生產(chǎn)的需要 模具材料熱處理為 HRC58 62HRC 7 2 4 凸模精度的確定 根據(jù)實(shí)際需要 表面粗糙度為 Ra0 8um 選擇 IT7 級 1 沖導(dǎo)正孔凸模如圖 7 3 圖 7 3 沖導(dǎo)正孔凸模 2 沖長圓孔凸模 其中各尺寸如圖 7 4 所示 圖 7 4 沖長圓孔凸模 3 切廢料凸模 其中各尺寸如圖 7 5 所示 圖 7 5 切邊凸模 4 沖孔凸模 各尺寸如下圖 7 6 所示 圖 7 6 沖孔凸模 7 2 4 凸模強(qiáng)度 1 壓應(yīng)力的校核 一般在進(jìn)行校核時(shí)候 我們都要依據(jù)凸模材料需要的應(yīng)力應(yīng)該小于凸模承 受的最大壓應(yīng)力 壓 最大沖裁力p 凸模刃口面積s 其中 P LT 周長 L 料厚 t 抗剪切強(qiáng)度 一般 0 8 由上面的 計(jì)由上面的計(jì)算得到 所以 0 8 450 360MPa 所以有導(dǎo)正孔凸模周長為 9 4mm 面積為 沖長圓孔周長 17 7mm 沖孔周長 13 1mm 1 對于沖導(dǎo)正孔凸模 L 9 42mm s 7 16 帶入公式有 9 42 0 5 360 7 16 236 8mp 壓 2 對于沖長圓孔凸模 L 17 7mm s 15 6 帶入公式有 17 7 0 5 360 15 6 204 2Mpa 壓 3 對于沖孔凸模 L 13 1mm S 15 9 帶入公式有 13 1 0 5 360 15 9 143 8MPa 壓 通過計(jì)算 我們可以不難看出 基本上都符合要求 滿足了所需的強(qiáng)度要求 2 失穩(wěn)力的校核 因?yàn)橥鼓Ｓ行读习宓膶?dǎo)向 我們用公式 8 3 式中 Lmax 凸模最大允許長度 mm E 凸模材料彈性模量 取 210000 Mpa d 沖孔直徑 mm 沖件材料抗剪強(qiáng)度 mm 這里取 360Mpa 黃銅 H68 由上面出 由于孔 為所有的凸模中直徑最小的 要是他能滿足要求 其他的肯定 3 也不會(huì)不滿足 因此帶入公式有 69mm 8 3 8 21000 30 5 3603 在上面的設(shè)計(jì)中 凸模的長度我們已經(jīng)設(shè)計(jì)為 52 5mm 顯然 69mm 52 5mm 因此符合要求 故所有的凸模都符合彎曲要求 7 2 5 彎曲模的設(shè)計(jì) 1 彎曲模工藝性 級進(jìn)彎曲模是指彎曲采用級進(jìn)模在多個(gè)工位上分布彎曲成形 在即進(jìn)模上 彎曲工序往往比單工序模更加的復(fù)雜 級進(jìn)彎曲模一般有沖裁工序和彎曲工序 組合而成 級進(jìn)彎曲工藝性應(yīng)注意以下 1 在彎曲的地方 R 應(yīng)該設(shè)計(jì)合理 不能太大 由于在材料彎曲的過程中 工件內(nèi)部的材料受壓 則會(huì)受到壓應(yīng)力的作用 而彎曲處外面的材料受拉 既 拉應(yīng)力的作用 3 如果彎曲半徑變小納悶它的變形程度會(huì)增大 如果彎曲半徑 設(shè)計(jì)太小 材料外層手打的力會(huì)變大 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了它所承受的范圍 則可能會(huì) 對材料或者工件造成破壞 2 彎曲的直邊高度不應(yīng)太短 3 孔距不能太小 4 彎曲件幾何形狀會(huì)改變的 設(shè)計(jì)者一般會(huì)把彎曲件設(shè)計(jì)成對稱的形狀 這樣的話在工作或者是沖壓的過程中 收到的力比較均勻 這樣制造出來的工 件質(zhì)量更好 2 彎曲模設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 1 當(dāng)把毛坯放入到模具中 應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)好的定位裝置 當(dāng)材料被壓彎曲時(shí) 應(yīng)該對其進(jìn)行固定 不讓它滑動(dòng) 2 一般設(shè)計(jì)完成一次設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)該進(jìn)行力的計(jì)算 去驗(yàn)證是否合理 3 模具在進(jìn)行作業(yè)必須保證其對人身的安全 以及機(jī)器或者模具的安全性 4 般彎曲時(shí)應(yīng)使其對稱 可以保證受力均勻 3 彎曲模工作部分尺寸計(jì)算 3 1 彎曲凹模的設(shè)計(jì) 1 第一凹模圓角半徑不應(yīng)該太小 內(nèi)側(cè)里面半徑應(yīng)該作為凸模的圓角半徑 的參考值 對于我的工件 因?yàn)樗?U 形的工件 所以再設(shè)計(jì)的時(shí)候 應(yīng)該合理的取凸凹模的間隙 2 彎曲時(shí) U 形件的彎曲 確定間隙是個(gè)重要的問題 因?yàn)槿绻x擇的間 隙太小的話 它們在工作時(shí)靠的比較的進(jìn) 導(dǎo)致兩者的接觸較多 產(chǎn)生 的相互摩擦力比較大 就會(huì)導(dǎo)致彎曲力比較大 如果間隙設(shè)計(jì)的過大 會(huì)導(dǎo)致工件的回彈比較明顯 2 而導(dǎo)致工件的精度得不到保障一般情況下 單邊間隙取 z 2 3 彎曲時(shí) 帶入數(shù)據(jù)得出間隙 6 1 1 2ntZ 式中 凸凹模的單面間隙 2Z t 材料的公稱厚度 n 系數(shù) 查表 取 0 05 代入公式可得 1 0 5 2tn 由零件的形狀可以看出 彎曲時(shí)只是彎曲一邊 所以只要保證凸模寬度 尺不小于彎曲邊寬度即可 R 彎曲 故因此凸模的圓角半徑和彎曲部分minr 的圓角半徑一樣 見圖 7 7 凹?？壮叽鐬閱伪稄澢鼓Ｅc凹模的單面間 隙值 有排樣圖我們知道在進(jìn)行彎曲部分時(shí) 我們需要將長為 51mm 寬為 5mm 的材料進(jìn)行彎曲 如下圖 彎曲成形后 我們需要的是二次彎曲 我 們的工件變成 的形狀 根據(jù)零件的要求 我們就可以計(jì)設(shè)計(jì)出凹模 夫人寬度為 23 4mm 由于彎曲件彎曲部分 5 7 所以固定彎曲的深度我們設(shè) 計(jì)為 5 7mm 就是凹下的地方與凹模面的距離 通過上面的分析我們就可以將彎曲凹模和彎曲凸模設(shè)計(jì)出來了 圖 7 7 彎曲凹模 3 2 彎曲凸模鑲塊 以下的彎曲凸我們采用的是嵌套式的設(shè)計(jì)方法 因?yàn)樵诩夁M(jìn)模具的設(shè)計(jì)過 程中 在整體凹模上采用嵌套式的結(jié)構(gòu) 如下圖所示 因?yàn)槲覀兘?jīng)常額需要對 模具進(jìn)行檢修 為了便于加工 更換和刃口的修模 我們還在固定端的下部分 設(shè)計(jì)一個(gè)臺肩 這樣固定后不會(huì)拔出 通過查書中的表可以得出 臺肩的高度 我們設(shè)計(jì)為 3mm 高度隨著凹模的厚度設(shè)計(jì)為 30mm 考慮彎曲時(shí)的設(shè)計(jì) 我們 將寬度設(shè)計(jì)為 22 3mm 圖 7 8 彎曲凸模 7 3 卸料板的設(shè)計(jì) 7 3 1 卸料板外型設(shè)計(jì) 通過分析 在模具設(shè)計(jì)過程中 我們選擇的卸料結(jié)構(gòu)為彈性卸料結(jié)構(gòu) 這 種結(jié)構(gòu)不僅具有卸荷作用 同時(shí)也完成了凸模導(dǎo)向 尤其是模具設(shè)計(jì)過程中 沖頭高 沖頭直徑較小 因此采用彈性卸料是一個(gè)比較恰當(dāng)?shù)姆桨?1 推板的 邊界的邊緣的形狀和大小相同的凹模 間隙值取 0 1mm 如下表可以看出來 表 7 4 卸料板與凸凹模的間隙 材料厚度 t 0 5 0 5 1 1 單面間隙 C 0 05 0 1 0 15 一般的情況下我們都是先計(jì)算出凹模的形狀和尺寸 有了這些數(shù)據(jù)之后 我們 就能夠確定卸料板的尺寸了 只是厚度不一樣而已 2 所以根據(jù)上問計(jì)算出來 的值 再通過查找資料 也就確定了卸料板的長以及寬度 通過查資料 卸料 板厚度大概是凹模厚度的 0 8 倍到 1 倍之間 如果產(chǎn)品小 就取 10 到 20mm 之 間 由于我的零件比較小 卸料板的厚度設(shè)計(jì)為 16mm 根據(jù)凹模的尺寸算出來 了以后 我們就大概的知道設(shè)計(jì)卸料板的尺寸了因此有 卸料板 160mm 110mm 16mm 7 3 2 卸料板材料的選擇 考慮到卸料的時(shí)候?qū)π读习宓牡膹?qiáng)度和硬度要求較高 又因?yàn)樾读习逯饕?起卸料的作用不可缺少 而且很重要 所以材料選擇是 45 鋼 45 鋼是很好的 碳素結(jié)的構(gòu)鋼 它的質(zhì)量較好 含碳量上下的幅度小 各方面的能力比較的平 穩(wěn) 經(jīng)過熱處理后擁有很良好的綜合力學(xué)性能 也就是說我們在選擇卸料板的 時(shí)候要充分的了解材料是否抗壓 是否能經(jīng)受住大的力 不可以隨隨便便的選 用 7 3 3 卸料板整體精度的確定 外輪廓一般在工作中對工件沒有造成過多的影響 精度要球不是很高高 取粗糙度為 R3 2 就可以了 然而內(nèi)輪廓精度會(huì)影響到工件 所以它的精度的要 求要高于要求的外輪廓 因此使用 表面粗糙度為 Ra1 6 對于螺釘孔和銷 他 們具有導(dǎo)向銷確定位置不變的功能 所以精準(zhǔn)度要求比較高 表面粗糙度 Ra3 2 3 如下圖 7 9 和 7 10 所示 圖 7 9 卸料板 圖 7 10 卸料板三維圖 7 3 4 彈性元件的選擇 一般情況下 彈簧都是有一定的標(biāo)準(zhǔn)的 選用時(shí)一般不會(huì)進(jìn)行強(qiáng)度的校核 直 接按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格選用 也可以根據(jù)需求按照市場的供貨選用 選擇彈簧按一下 條件 查閱文獻(xiàn) 1 1 我們選擇了 4 根彈簧 由之前的計(jì)算得出 卸料力為 1 9KN 2 每根彈簧分擔(dān)卸料力為 F 預(yù) F 卸 n 1500 4 475N 式中 F 預(yù) 彈簧的預(yù)壓力 N F 卸 卸料力 N n 彈簧的個(gè)數(shù) 3 根據(jù)預(yù)壓力 P 預(yù) 475 和模具結(jié)構(gòu)尺寸 需用高強(qiáng)度壓縮彈簧 粗選出序 號 39 42 的彈簧 其最大工作負(fù)荷 F1 600N 475N 3 校驗(yàn)是否滿足 S1 S 總 通過查閱資料 可以得如下結(jié)果 其中 5tm 工 作 mx5 修 磨 其中修模量 2 6 mm S 允許 F 總 F 預(yù) F 工作 S 修 模 由參考書中表 C1 數(shù)據(jù)可見 選序號 42 的彈簧最合適 42 號彈簧的規(guī)格為 外徑 D 16mm 鋼絲直徑 1 0dm 自由高度 6H 裝配高度為 35mm 7 4 固定板的設(shè)計(jì) 級進(jìn)模對固定板的要求比較高 他需要安裝的零件比較多 一般情況下對 多工位級進(jìn)模具的固定板要求比較高 因此我們設(shè)計(jì)固定板時(shí)就把它設(shè)計(jì)得比 較厚一些 使其更加的耐用 則凸模固定板的厚度 H 固 0 6 0 8 H 凹 7 6 式中 H 固 固定板厚度 H凹 凹模厚度 根據(jù)公式 7 7 得凸模固定板厚度為 H凸 固 0 6 0 8 H凹 0 6 0 8 30 18 24 mm 所以可以設(shè)計(jì)出固定板厚度20mm 如圖7 10所示 圖7 10固定板二維圖 7 5 墊板的設(shè)計(jì) 7 5 1 墊板分析 墊板主要防治模具在工作時(shí)由于反作用的力對模板造成損壞 其實(shí)墊板已經(jīng)被 納入國家標(biāo)準(zhǔn)的里頭了 參考模具的凹模的尺寸 選擇墊板厚度為10mm 設(shè)計(jì) 為160mm 110 mm 10mm 如圖7 11 圖7 11墊板二維圖 7 5 2 墊板受力分析 墊板承受力的校核 公式如下所示 4 2 式中 模板壓應(yīng)力 MPa 許用壓應(yīng)力 查表為220Mpa F 沖裁力 N D 凸模承壓的直徑m S 承受面積mm 2 由只已將算出沖裁力F 41 2KN 有上方已經(jīng)計(jì)算出 所以總的面積 S S彎曲 S沖孔 S沖導(dǎo)正孔 S切邊 S長圓孔 424 15 9 2 7 14 2 15 6 2 89 1 2 679mm2 帶入公式有 41 2 1000679 60 6 其中 220MPa 墊板的設(shè)計(jì)符合要求 7 6 其他零件設(shè)計(jì) 7 6 1 定位零件 為了保證零件的準(zhǔn)確度 基本上都用到了導(dǎo)料板 完成定位作用 以便能