u型卡片零件的沖壓模具設(shè)計和工藝-落料沖孔復(fù)合模、彎曲模含20張CAD圖,卡片,零件,沖壓,模具設(shè)計,以及,工藝,沖孔,復(fù)合,彎曲,曲折,20,cad 1 u 型卡片零件的沖壓工藝和模具設(shè)計說明書 摘要：在人民生活日漸提高的前提之下，模具行業(yè)也水漲船高，人們的生產(chǎn) 生活之中對于產(chǎn)品的要求越來越高，這使得現(xiàn)在的沖壓模具行業(yè)面臨著巨大的機(jī)遇 和挑戰(zhàn)。模具分為注塑模具，沖壓模具以及壓鑄模具等等大類，其中沖壓模具的占 比非常之大，我們在日常生活之中看到的大多數(shù)的金屬板和金屬件之類的零件都能 夠使用沖壓模具技術(shù)生產(chǎn)制造，所以現(xiàn)在的大環(huán)境之下無疑對我們從事沖壓的技術(shù) 人員來說是一個絕佳的機(jī)會。 分析本次設(shè)計的工件為 U 形卡片，該工件為 U 形彎曲類型，沒有其他的特殊結(jié) 構(gòu)比如拉深等，需要使用到的工序有落料和沖孔和彎曲。然后需要對工件結(jié)構(gòu)性進(jìn) 行分析，確定出適合的模架類型，比如復(fù)合?；蚣夁M(jìn)模等，最終設(shè)計采用了一套落 料沖孔復(fù)合模具和一套單工作順序彎曲模具。繼而實行構(gòu)造圖設(shè)想.平面陳設(shè)圖是 沖壓模具設(shè)想的基石，決定了該料帶是前后送料還是左右送料最終決定模架的形式， 確定了采用后側(cè)導(dǎo)柱模架的設(shè)計方案。然后對工件的沖壓力進(jìn)行了詳細(xì)的計算，并 且選擇出了合適的壓力機(jī)，最后通過對刃口尺寸進(jìn)行計算，設(shè)計出了模具的凸模， 凹模，凸凹模，以及卸料板固定板等等，最終對模具整體進(jìn)行整合，利用 cad 二維 軟件對模具整體裝配圖以及零件圖進(jìn)行了繪制，整理出說明書，并且進(jìn)行了最后總 結(jié)。 關(guān)鍵詞：沖壓模具；U 形卡片；復(fù)合模;排樣圖；模架；凸模 2 StampingProcessofU-cardPartsandMoldDesign Abstract：With the improvement of peoples life, the mold industry is also rising. Peoples production and life have higher and higher requirements for products, which makes the current stamping mold industry face great opportunities and challenges. Mold is divided into injection mold, stamping mold and die-casting mold and so on. Among them, the proportion of stamping mold is very large. Most of the metal plates and metal parts we see in our daily life can be manufactured by stamping mold technology. Therefore, in the current environment, it is undoubtedly an excellent opportunity for our stamping technicians . Analysis of the design of the workpiece for the U-shaped card, the workpiece for U- shaped bending type, no other special structure, such as deep drawing, etc., need to use the process of blanking and punching and bending. Then we need to analyze the structure of the workpiece to determine the suitable type of mold base, such as compound die or progressive die. Finally, a set of blanking punching compound die and a set of single working sequence bending die are adopted in the design. The layout plan is the cornerstone of the stamping die design, which determines whether the material belt is fed from front to back or from left to right, and finally determines the form of the mold base, and determines the design scheme of using the rear guide pillar mold base. Then, the punching force of the workpiece is calculated in detail, and the appropriate press is selected. Finally, through the calculation of the cutting edge size, the punch, die, punch and die, as well as the fixed plate of the discharge plate of the die are designed. Finally, the whole die is integrated, and the overall assembly drawing and part drawing of the die are drawn by using CAD two- dimensional software, and the instructions are sorted out Book, and a final summary. Key words: stamping die; U-shaped card; compound die; layout drawing; die base; punch 3 目錄 摘要 .1 ABSTRACT.2 第一章緒論 .5 1.1 選題的意義與目的 .5 1.2 文獻(xiàn)綜述 .5 1.3 研究現(xiàn)狀 .6 1.4 設(shè)計思路與創(chuàng)新思路 .7 第二章 U 形卡片的沖壓工藝分析 .9 2.1 零件的材料分析 .9 2.2 零件工藝分析 .9 2.3 模具結(jié)構(gòu)的初步確定 .10 第三章 U 形卡片復(fù)合模的工藝計算 .12 3.1 毛坯尺寸參數(shù)的計算 .12 3.2 排樣設(shè)計 .13 3.3 沖裁力 .15 3.3.1 落料力 .15 3.3.2 沖孔力 .15 3.3.3 落料時的卸料力 .15 3.3.4 沖孔時的推件力 .15 3.3.5 沖床的總壓力 .15 3.4 彎曲力的計算 .16 3.3 壓力機(jī)的確定 .17 3.4 壓力中心的計算 .17 3.5 刃口尺寸計算 .19 3.5.1 沖孔刃口尺寸計算 .20 3.5.2 落料刃口尺寸計算 .21 4 3.5.3 彎曲尺寸的計算 .21 3.6 本章小結(jié) .23 第四章復(fù)合模的零部件設(shè)計與選用 .24 4.1 模具主要零部件的設(shè)計 .24 4.1.1 凹模的設(shè)計 .24 4.1.2 卸料板的設(shè)計 .25 4.1.3.凸凹模的設(shè)計 .26 4.1.4.凸模的設(shè)計 .27 4.1.5 其他零部件的設(shè)計 .28 4.2 定位零件的設(shè)計 .29 4.2.1.擋料銷的設(shè)計 .29 4.2.2.導(dǎo)料銷的設(shè)計 .30 4.3 推件裝置的設(shè)計 .30 4.4 彈性元件的選用 .31 4.5 模架及其零件的設(shè)計 .31 4.6 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選用 .32 4.7 上、下模座的選用 .32 4.8 模柄的選用 .32 4.9 螺釘、銷釘?shù)倪x用 .33 4.10 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 .34 第五章彎曲模的零部件設(shè)計與選用 .35 5.1 模具主要零件 .35 5.2 模架和模座的選擇 .37 5.3 彎曲模裝配圖 .39 總結(jié) .40 謝辭 .41 參考文獻(xiàn) .42 5 u 型卡片零件的沖壓工藝和模具設(shè)計 1 緒論 1.1 選題的意義與目的 在人民生活方式和生活條件日益繁榮的今天，傳統(tǒng)的行業(yè)已經(jīng)不能滿足人民的 需求，更多的產(chǎn)品脫穎而出，在這個大基礎(chǔ)之上，沖壓模具制造業(yè)爺隨之騰飛，在 所有模具行業(yè)之中，沖壓模具的占比非常大，不管是機(jī)械行業(yè)，農(nóng)業(yè)行業(yè)，還是精 密行業(yè)，沖壓模具都無孔不入，可以說，我們?nèi)嗣竦纳钤絹碓诫x不開沖壓模具， 所以在這個大前提之下，在校期間對沖壓模具的學(xué)習(xí)使得我擁有了巨大的機(jī)遇，在 這個擁有無限市場的行業(yè)之中，日后能夠占據(jù)一席之地。當(dāng)然有利必有弊，巨大的 市場需求，就使得我們的設(shè)計必須不斷創(chuàng)新，不管是產(chǎn)品的表明精度還是外形精度 亦或者是企業(yè)生產(chǎn)零件的效率以及企業(yè)總體獲得的利益都是決定這個產(chǎn)品是否成功 的檢驗標(biāo)準(zhǔn)，而決定這些條件的就是我們從業(yè)技術(shù)人員的設(shè)計水平，因此，本次課 題的研究對于我們即將從業(yè)人員的水平是一個十分嚴(yán)峻的考研，并且對于我們提高 沖壓設(shè)計技術(shù)水平具有重大的提升意義。 本次設(shè)計的工件為 U 形卡片，從任務(wù)給出的工件圖可以看出該零件為墊片類型 的平直型工件，沒有其他的彎曲或者拉深等等結(jié)構(gòu)，在工件之中只有落料和沖孔兩 個工序，在后續(xù)的設(shè)計之中我將會對工件的工藝性進(jìn)行分析，然后對沖壓力進(jìn)行詳 細(xì)的計算，最終，通過對刀口尺寸的準(zhǔn)備和模具零件的設(shè)想，裝配圖和繪圖的二維 繪圖軟件和三維繪圖軟件。我相信通過本次實操整套設(shè)計，能夠使我的軟件操作水 平得到極大的提高，并且會讓我學(xué)以致用，能夠?qū)⒃谛Ｆ陂g的學(xué)習(xí)知識合理的運(yùn)用 到實際設(shè)計之中，我也始終相信，在經(jīng)過不斷的學(xué)習(xí)和查閱資料之后，我會充分掌 握沖壓模具設(shè)計知識和實操繪制能力，能夠完美的完成本次設(shè)計，最終設(shè)計出同時 具有合理性，經(jīng)濟(jì)型，精密性的沖壓模具。 1.2 文獻(xiàn)綜述 在目前中國的整體情況看來，大多數(shù)的制品都會依賴模具成型，其中包括了沖 壓模具，注塑模具等等，而沖壓模具又無孔不入，深入了各個行業(yè)之中，所以沖壓 模具的分類也很多，包括汽車模覆蓋件，精密模等等，不同類的沖壓模具差異也十 分明顯，所以這就要求我們從業(yè)人員的技術(shù)全面，能夠應(yīng)對目前越來越復(fù)雜化，精 6 密化，高效化的模具制造業(yè)。盡管沖壓模具設(shè)計越來越復(fù)雜化，精密化，高效化， 但是沖壓模具卻是其他的生產(chǎn)方式所無法替代的，放眼世界，對于現(xiàn)目前的技術(shù)而 言，沒有其他任何技術(shù)能夠兼顧沖壓模具的高效，精密，以及效益。在全球近幾十 年來，模具設(shè)計的水平已經(jīng)漸漸的成為了衡量一個國家的制造業(yè)生產(chǎn)能力標(biāo)桿，比 如為人熟知德國，日本制造業(yè)強(qiáng)國，它們經(jīng)過了幾十年的沉淀和積累，已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)的 占據(jù)了強(qiáng)國之列，特別是日本對于精密模具的研究，雖然我國的企業(yè)在不斷追求利 益的過程之中我國近幾年來已經(jīng)逐步減小了對強(qiáng)國的差距，但是不可否認(rèn)的是距離 日本和德國之類的強(qiáng)國還是擁有不小的差距，這個差距，就需要我們以后從業(yè)人員 的不斷努力之下實現(xiàn)追趕甚至反超。 8 沖壓模具制造滲透日常生活的各行各業(yè)，比如小到廣泛運(yùn)用的滑輪，手表等， 大到汽車，輪船等，各種機(jī)械零件都能夠依靠沖壓模具制造，其原理就是板料或者 是條料在通過沖壓模具之后，由壓力將板料或者條料進(jìn)行塑性變形或者是進(jìn)行了分 離，這個變形的過程就叫做沖裁和成型，沖裁工序包括為落料，沖孔等，成形工序 包括彎曲，拉深，脹形等等 10。 1.3 研究現(xiàn)狀 經(jīng)過近十年的不斷發(fā)展，我國的沖壓模具制造業(yè)與世界強(qiáng)國的差距也在不斷的 縮小，這個差距不僅僅體現(xiàn)在模具設(shè)計和制造的技術(shù)性之上，還體現(xiàn)在模具的生產(chǎn) 效率以及生產(chǎn)效益上，但是從前幾年的統(tǒng)計上來看，我國的模具制造數(shù)量已經(jīng)處于 世界第三位，所以如何快速提升設(shè)計以及制造水平是現(xiàn)目前我國模具行業(yè)的重中之 重，經(jīng)過查閱資料整理一下幾點： 1. 從設(shè)計以及制造水平上來說，我國和先進(jìn)國家相比還是存在較大的差距，首 先我國的先進(jìn)水平是制約我國模具發(fā)展的重要絆腳石，沒有足夠先進(jìn)的技術(shù)支撐， 導(dǎo)致很多生產(chǎn)出來的模具精度比較低，特別是型腔型芯的精度不夠，將會直接導(dǎo)致 模具生產(chǎn)出的產(chǎn)品精度不夠，嚴(yán)重影響零件的質(zhì)量以及生產(chǎn)企業(yè)的效益。并且在工 藝設(shè)備的方面，雖然已經(jīng)有我國自主開發(fā)的設(shè)備，但是同樣其精度還是難以抗衡先 進(jìn)進(jìn)口設(shè)備，所以在大型沖壓覆蓋件以及精密設(shè)備方面我國還是依賴進(jìn)口設(shè)備。 2. 軟件普及率低，在沖壓模具設(shè)計比如 CAD/CAE/CAM 等軟件普及率上，我國覆 蓋面還比較低，不少企業(yè)還未普及，不能夠模擬金屬的成型過程，對模具的設(shè)計以 及制造進(jìn)行模擬嚴(yán)重增加了模具制造的時間和開發(fā)成本。 3. 開發(fā)能力較弱，對于我國的模具制造行業(yè)，大多數(shù)企業(yè)停留在追求經(jīng)濟(jì)型， 7 專注于高端和精密模具開發(fā)的從業(yè)人員少之又少，所以我國的高端模具是近期急需 解決的重點。 4. 標(biāo)準(zhǔn)件的覆蓋面低，在沖壓模具設(shè)計之中，為使整個模具的經(jīng)濟(jì)性以及時間 效率最大化，會大量使用沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件，而我國的標(biāo)準(zhǔn)件廠商屈指可數(shù)，并且標(biāo) 準(zhǔn)件的使用率低，大部分的沖壓零件還依靠自主設(shè)計以及制造，對于先進(jìn)國家來說， 一套沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)件使用率達(dá)到了百分之八十以上，而經(jīng)過統(tǒng)計我國的標(biāo)準(zhǔn)件使 用率僅僅只有百分之四十，所以在本次的設(shè)計之中，我將大量的使用標(biāo)準(zhǔn)件，這將 會大大降低設(shè)計時間以及將會提高經(jīng)濟(jì)性。 5. 企業(yè)經(jīng)管水平較低，與發(fā)達(dá)國家的料理水平相比，我國不但人才料理水平較 低，況且人才料理水平也較低。于企業(yè)管理水平也相對較低，不少的先進(jìn)技術(shù)人才 外流，這也一定程度上使得國內(nèi)的模具水平處于停滯不前或者說緩慢前進(jìn)狀態(tài)。 總而言之，在短期時間內(nèi)想要解決我國的模具制造問題，還面臨著極大的挑戰(zhàn)， 這需要我們從業(yè)人員的共同努力，為我國模具制造業(yè)走上世界強(qiáng)國鋪墊出一條全新 的社會主義發(fā)展道路。 1.4 設(shè)計思路與創(chuàng)新思路 根據(jù)任務(wù)書的要求，本次設(shè)計的題目是 U 形卡片的沖壓模具設(shè)計，查閱大量的 相關(guān)書籍并且結(jié)合到在校期間老師們的講授知識之后，首先我對工件的工藝性進(jìn)行 了詳細(xì)的分析，首先該材料是我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活之中常用的金屬材料，具有良好的 性能，能夠滿足本次設(shè)計工件的成形條件，分析該工件結(jié)構(gòu)，屬于墊片類型的平直 類型的零件，沒有其他的特殊結(jié)構(gòu)，并且結(jié)合該工件的孔位，孔邊距以及孔心距皆 滿足沖壓條件，工件的外形尺寸以及厚度合理，所以在本次的 U 形卡片沖壓模具設(shè) 計之中，對該 U 形卡片采用普通沖裁即可。 對工件的工藝性進(jìn)行完全分析之后，接著對工件的模具方案進(jìn)行分析，從產(chǎn)品 的經(jīng)濟(jì)性以及產(chǎn)品質(zhì)量精度和生產(chǎn)批量來看，分析單工序模具，復(fù)合模具以及級進(jìn) 模具的各自優(yōu)缺點，因為本次設(shè)計工件需要的工序很少，只有沖孔和落料兩個工序， 所以最終選定復(fù)合模的模具結(jié)構(gòu)形式，以及最終選用適當(dāng)?shù)哪＞呋w格式，例如后 立柱模具基體，中立柱模具基體和方立柱模具基體。然后結(jié)合到本次設(shè)計工件的厚 度，決定采用何種卸料以及推力模態(tài)，個中卸荷模態(tài)分為剛性卸荷模態(tài)和彈性卸荷 模態(tài)兩類，剛性卸荷模態(tài)是直接固定在下模中的卸荷板的應(yīng)用，料帶在經(jīng)過凸模沖 裁之后，直接強(qiáng)行卸料；彈性卸料通常是利用多組圓柱頭卸料螺釘和彈簧或者橡膠 8 和卸料板的組合形式對料帶進(jìn)行彈性的卸料裝置，在料帶進(jìn)行沖裁之后，卸料板在 彈性裝置的作用之下進(jìn)行彈性的卸料，此種卸料方式有相比于剛性卸料方式的好處 就是能夠?qū)α蠋нM(jìn)行一個壓料的作用，使得料帶更加平整，通常來說，在工件的厚 度4mm 的設(shè)計之中皆可采用此種彈性卸料裝置。推薦裝置也同樣分為彈性推件和 剛性推件裝置，和以上所說的彈性卸料和剛性卸料同理，在此就不再贅述。 當(dāng)沖壓結(jié)構(gòu)確定完成，零件大量選取標(biāo)準(zhǔn)件，需要對模具的裝配圖進(jìn)行繪制， 利用 CAD 對二維圖進(jìn)行繪制，利用 UG 對三維圖進(jìn)行繪制。 通過本次設(shè)計，我相信會對我的設(shè)計思路，軟件實操，以及合理運(yùn)用所學(xué)知識 的能力得到顯著的提升，能夠培養(yǎng)我思考問題的能力，在遇到不懂得問題時，能夠 上網(wǎng)查閱資料或者詢問老師，同學(xué)，這培養(yǎng)了我解決問題的能力，我相信，本次設(shè) 計會使我以后的從業(yè)道路打下堅實的道路基礎(chǔ)。 9 2U 形卡片的沖壓工藝分析 2.1 零件的材料分析 1mQ235:U卡 片 圖 2.1 零件圖 2.2 零件工藝分析 本次設(shè)計工件是 U 形卡片，對工件的工藝性進(jìn)行分析，首先對工件的外形進(jìn)行 分析，根據(jù)零件圖可知，該工件為 U 形彎曲類型，沒有其他的特殊性結(jié)構(gòu)，并且工 件的整體形狀較為規(guī)則，沒有懸臂沒有過細(xì)過寬的不規(guī)則形狀，并且分析該工件的 孔位，不管是孔邊距還是孔心距，皆滿足沖壓沖裁工藝性條件。 由零件圖可知，該 U 形卡片所需的工序有落料和沖孔和彎曲工序，在工件的內(nèi) 部有一個 20 的圓孔，要求表面光滑無毛刺，并且需要滿足沖壓生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，所 以在生產(chǎn)批次的要求上即為大批量的生產(chǎn)。 對工件的模具方式進(jìn)行分析，經(jīng)上述分析可知，本次設(shè)計 U 形卡片所需的工序 有落料沖孔和彎曲工序，由于本次按要求把零件設(shè)計為兩套模具加工，一套帶落料 和沖孔的模具和一套單工序彎曲模具，于是列出下面的三個沖壓沖裁方案對落料和 10 沖孔工序提供參考選擇： 1. 按照落料工序-沖孔工序的沖裁順序，利用單工序的沖壓模具沖裁方式進(jìn)行 設(shè)計； 2. 利用沖裁工藝沖裁工藝同時實行沖裁復(fù)合模模； 3. 沖壓工藝-落料工序按照順序進(jìn)行排列，然后依次進(jìn)行分布沖裁的級進(jìn)模具 形式。 在方案一中，采用單工序的沖裁方式，該單工序方案是對工件所需的工序一一 進(jìn)行沖裁，先進(jìn)行落料工序，然后進(jìn)行沖孔工序，雖然模單工序模具的模具設(shè)計簡 單，操作方便，但是多次的沖裁和定位不可避免的就會對成品工件的質(zhì)量和精度產(chǎn) 生影響，并且在本次設(shè)計之中，經(jīng)過兩套模具的沖裁，勢必會增加模具生產(chǎn)的時間， 嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，所以在本次設(shè)計之中不采用方案 1 的單工序生產(chǎn)方式。 方案三為落料工序和沖孔工序依次進(jìn)行沖裁的級進(jìn)模沖裁方式，該種方式相比 于單工序方案，效率和精度都相對較高，并且能夠極大地縮短生產(chǎn)時間，大大提高 整個模具的效率，從而提高企業(yè)的利潤，但是在本次設(shè)計之中，工件的制造難度較 低，但是級進(jìn)模相比于復(fù)合模來說，制造難度較大，設(shè)計難度較高，需要仔細(xì)設(shè)計 送料和定位問題，并且級進(jìn)模的模具尺寸較大，不利于企業(yè)的效益，所以在本次設(shè) 計之中不采用方案三的級進(jìn)模具形式。 方案二為落料工序和沖孔工序同時進(jìn)行沖裁的復(fù)合模具形式，該方案的精度高， 尺寸相比于級進(jìn)模較小，并且效率相比于單工序高，制作成本也比級進(jìn)模低，并且 如果利用復(fù)合模之中的倒裝復(fù)合模來說，能夠?qū)_裁之后的沖孔廢料通過下模直接 排出，操作方便的同時又提高了效率，所以在本次 U 形卡片的沖壓模具設(shè)計之中， 最終采用方案二的落料沖孔復(fù)合模具沖裁方案。 2.3 模具結(jié)構(gòu)的初步確定 復(fù)合模具的形勢一般分為倒裝復(fù)合模具和正式復(fù)合模具，區(qū)別兩種模具形式的 依據(jù)就是判斷落料凹模的位置，通常來講，如果落料凹模的位置在下模，那么此模 具即為正裝復(fù)合模，如果落料凹模的位置安裝在上模部分，那么此模具即為倒裝復(fù) 合模。 倒裝復(fù)合型的好處比正裝復(fù)合型顯然： 1. 翻轉(zhuǎn)復(fù)合模具抉擇柔性卸料方式，能夠在完成卸料工作的同時對工件進(jìn)行一 個壓料的作用，由此就保證了工件能夠保持一個很好的表面精度和平直度。 2. 因為翻轉(zhuǎn)復(fù)合矩陣的特地構(gòu)造，使得矩陣安置在上矩陣一方面，凸矩陣安置 11 在下矩陣一方面，所以在通過沖孔工序落下的沖孔廢料能夠直接通過下模安裝的凸 凹模排出模具，極大地增加的倒裝復(fù)合模的便捷性。 3. 因為工件的沖孔廢料不會堆積在凹模之中，所以廢料就大大減少了對于凹模 的磨損，所以這也會大大的提高模具的壽命。 但是通常來說，倒裝復(fù)合模的使用具有一定的條件限制，比如當(dāng)所需沖裁的工件孔 邊距小于 1.5 倍材料的厚度時，如果使用倒裝復(fù)合模將會導(dǎo)致復(fù)合模的凸凹模強(qiáng)度 剛度不夠，從而造成薄鋼，模具壽命難以保證，并且在材料的厚度大于 4mm 的設(shè)計 中，彈性卸料裝置難以對料帶進(jìn)行卸料，所以我們在設(shè)計復(fù)合模時，需要仔細(xì)分析 工件工藝性和結(jié)構(gòu)特殊性，采用合適的復(fù)合模具方案是能否合理完成工件的重要前 提條件。 12 3U 形卡片復(fù)合模的工藝計算 3.1 毛坯尺寸參數(shù)的計算 彎曲展開計算如下： 在對于彎曲件的沖壓模具設(shè)計中，首先需要分析工件的工藝性，然后就需要對 彎曲零件進(jìn)行彎曲尺寸的展開計算，從而計算出需要設(shè)計工件的毛坯尺寸以用于排 樣圖的設(shè)計。 曲折件毛坯尺寸的籌算是曲折件毛坯尺寸的打開，繼而籌算復(fù)雜件毛坯尺寸， 這樣就能夠得知整個毛坯的尺寸。 L2tx1彎 arp 圖 3-1 有圓角半徑的彎曲 計算零件的彎曲部分是按照中性層計算，利用如下的公式： ）（彎 xtr180-l 式中： ） ；（各 圓 角 部 分 展 開 長 度彎 ml） ；彎 曲 角 度 （a彎 曲 半 徑 ；r中 性 層 位 移 系 數(shù) ；x材 料 厚 度 ；t 查表 3-1，支架之間零件的彎曲為的 ,x=0.32/1rt 通過對中性層展開后計算得出，該支架零件的單邊彎曲部分尺寸為： 1809l3.140.2.7m彎 （ ） 13 經(jīng)計算后，繪制出工件的展開毛坯尺寸圖，如圖 3-2 所示： 圖 3-2 零件展開圖 3.2 排樣設(shè)計 排樣圖設(shè)計直接決定了模具的產(chǎn)品質(zhì)量另外，出于模具運(yùn)用壽命的相關(guān)，布局 圖的計劃特別首要，可通過三種方法來計劃構(gòu)造:“廢料，無廢料，無廢料”和“無 廢料”。此中，“排”是指工件在組織圖中的陳設(shè)形式，“廢料”是指工件和工件 之間的重疊值，而“無廢料”是指工件和工件之間的工件和帶之間沒有重疊值。廢 料檢查的縮短意味著工件和工件之間沒有邊距，但工件和磁帶之間存在邊距，此中 廢料檢查的縮短和無廢料檢修的利用的縮短意味著廢料檢查的縮短和無廢料檢查的 縮短可以提升產(chǎn)物的使用率，從而簡化模具的構(gòu)造，但是同樣會增加模具設(shè)計難度， 并且模具的強(qiáng)度剛度難以保證，并且凸模與凸模之間無間隙，導(dǎo)致工件與工件之間 緊密排列，勢必會影響產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。 14 通過排列方式的不同，排樣圖也分為單排直排方式，雙排直排方式，單排斜排 方式，單排對排方式等等，決定排列方式的因素即為工件的外形，工件外形不同選 擇合理的排列方式能夠大大的增加材料利用率。 表 3-1 搭邊值 1.8m=a1.5m=a1-3 通過對本計劃工件形狀的了解，設(shè)計為單排直排的排樣方式，具體形式如圖 3-2 所示。 圖 3-3 零件單排直排排樣圖 條料寬度以及送料步距分別為：b=100.2+(2 1.8)=103.8mm，h=80+1.5=81.5mm。 一個步距內(nèi)的材料利用率： =A/（b h） 100%1 =4854/(103.8 81.5) 100% =57.4 15 所以本次設(shè)計工件的原料使用率為 57.4%，這種嵌套是為了保障原料的更高使用 率，又保證了模具的強(qiáng)度剛度。 3.3 沖裁力 此章將對模具的沖裁力進(jìn)行計算，計算沖壓力是為了選擇適合的壓力機(jī)，如果 不對沖壓力進(jìn)行計算，從而選擇了不匹配的壓力機(jī)，輕則導(dǎo)致模具沖壓力不夠或者 模具過大不能夠裝夾在壓力機(jī)上，導(dǎo)致模具不能順利進(jìn)行沖裁，重則會導(dǎo)致模具損 壞或者大幅降低模具壽命。經(jīng)過上述工藝性分析分析可知本次設(shè)計需要沖孔落料兩 個工序，所以沖裁力的計算即為計算落料沖裁力和沖孔沖裁力，通過查閱沖壓手 冊表 2-3，取值 U 形卡片材料 Q235 抗剪強(qiáng)度 =345MPa.根據(jù)公式查表可得系數(shù) K 取值依據(jù)沖裁刃口 K=11.3，取值 1.3. 3.3.1 落料力 F 落 =KL1t=1.3420.41mm345Mpa=188.5KN 3.3.2 沖孔力 F 沖 =KL2t=1.362.81mm345Mpa=28.17KN 3.3.3 落料時的卸料力 0.45=K- 8.4KN=1.50.4=F 3.3.4 沖孔時的推件力 ，同時產(chǎn)生梗塞的模具內(nèi)的沖擊件數(shù)為 3。0.52-34.7KN=28.=FnK 3.3.5 沖床的總壓力 F 總=F 落+F 沖+F 卸+F 推 =188.5+28.17+8.48+4.7=229.85KN 3.4 彎曲力的計算 本次設(shè)計工件包括沖裁部分和彎曲部分，接下來將對模具的彎曲部分的成型彎 16 曲力進(jìn)行計算，而彎曲力的籌算可分為 u 彎曲力籌算和 v 彎曲力籌算; 1）計算公式： V 形折彎零件籌算如下： （4.4） 20.6bVzKBtFr U 形彎曲零件的計算公式為： ；（4.5） 2.7bUzt 式中： 彎 曲 零 件 的 寬 度 ；B彎 曲 零 件 的 厚 度 ；t ；彎 曲 半 徑 ；r ；b材 料 的 抗 拉 強(qiáng) 度 ； 425bMpa） ；系 數(shù) 彎 曲 系 數(shù) （ 一 般 取 3.1K 2）校正彎曲力公式 （4.6）JqFA 式中： J彎 曲 校 正 力 （ N） ； 可 查 ；） ； 根 據(jù) 沖 裁 件 的 材 料（單 位 面 積 上 的 校 正 力 paa M；曲 位 置 的 面 積 ， 單 位所 需 要 校 正 的 零 件 彎 2m 3）計算 本次設(shè)計的支架零件的彎曲力的計算為： U 形彎曲的彎曲力： 2u0.70.7132453.87bzKBtFKNr 所選擇的 Q235 材料的抗拉強(qiáng)度為： 45bMPa 根據(jù)查表可得 ，通過計算可知 A=924 ；40qMPa2m 因此校正彎曲力為： 92036.9JqFAKN 自由彎曲時的彎曲力與校正彎曲力之和為： 123.876.4.8VzJF 3.3 壓力機(jī)的確定 在沖裁力計算完成之后，緊接著就需要對模具的沖壓力以及各項條件選擇合適 的壓力機(jī)，通常情況下，對于小型的模具最常用的壓力機(jī)為開式壓力機(jī)，而開式壓 力機(jī)中最常用的即為曲柄壓力機(jī)，根據(jù)上述沖壓力計算，復(fù)合模具需要的總沖壓力 17 為 229.84KN，彎曲模具需要的總壓力為 40.83KN，結(jié)合到模具的安裝尺寸，以及模 具的閉合高度等等，可以從以下 J23-40 壓力機(jī)中實行抉擇:KN40公 稱 壓 力 ： 滑塊行程 ：100mm 分次行 程 次 數(shù) ： /5m6最 大 封 閉 高 度 ：70m45 模柄尺寸：50705 傾斜角：30 3.4 壓力中心的計算 壓力中心指的是模具中沖裁刃口的中心點或者說合力點，計算壓力中心是為了 保證模具的所有刃口或者說凸模能夠在沖裁的時候受力均勻，使得壓力中心能夠和 滑塊保持中心，如果不能夠保證中心，那么在模具進(jìn)行沖壓的過程中，會加劇模具 的磨損，導(dǎo)致模具的壽命降低以及產(chǎn)品的精度不夠，這就會極大的降低工作效率和 產(chǎn)品效率以及企業(yè)的利益，但是在很多復(fù)雜的模具之中，難以找尋一個絕對平等的 中心點，此時壓力中心的選取就需要保證一個偏差范圍，使得損耗降低至最小，這 個范圍只要能夠在壓力機(jī)的允許范圍之內(nèi)，就能夠保證壓力機(jī)以及模具的正常工作。 計算壓力中心的方式如下： （1）選擇刃口的最外側(cè)一點建立兩軸坐標(biāo)系。 （2）分別計算出各個刃口的坐標(biāo)系原點到 x 軸以及 y 軸的距離。 （3）將刃口分為若干的線段，并且計算出各線段的長度。 （4）通過以下的壓力中心計算公式，將上列各值帶入公式，最終計算出壓力中 心的 x 值和 y 值，這個坐標(biāo)值即為設(shè)計模具的壓力中心 壓力中心坐標(biāo)（x 0、y 0）計算公式： 18 由于切削力與周邊長度成正比，因此切削力 F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3.。，F(xiàn)n 可以區(qū)別由 周邊切削力 L1，L2，L3，。，Ln 取代，即12 10 1nininiiLxLxxL12 10 1nininiiLyLyLy 其中： L為 每 段 線 段 的 長 度 或 圓 弧 的 周 長 XX為 每 段 線 段 的 中 點 或 圓 弧 的 中 心 到 軸 的 距 離 ；YY為 每 段 線 段 的 中 點 或 圓 弧 的 中 心 到 軸 的 距 離 ； 經(jīng)過分析本次設(shè)計工件為中心對稱工件，所以工件的各邊不管是 X 軸還是 Y 軸 皆為對稱，所以壓力中即為幾何中心。如下圖所示： 19 圖 3-4 壓力中心示意圖 3.5 刃口尺寸計算 出于沖壓模具加工形式的差別，刃口尺寸計劃形式也差別，根本上可以分為 兩類： （1）根據(jù)沖床和模具圖案加工形式：首要用于圓形或單一準(zhǔn)則樣式的作事，出于此 類工件的沖床和模具建造相對容易，精度易于確保，故選擇孤立加工。 （2）依據(jù)沖模和帶加工形式的沖模:常用來沖裁紛亂形式的沖模。這種加工格式的 特征是建立模具空隙，保障工藝相對容易，不必校核 的務(wù)必滿minaxZTA 足要求，也可通過推廣根本零件的制作公差來簡化建設(shè)。 表 3-3 初始雙面間隙 、maxZin 08、10、20、35 09M2、Q235-A Q345 40、50 65Mn材料厚 度 /tmminZmaxinZmaxinZmaxinZmax 小于 0.5 極小間隙 20 0.5 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.040 0.060 0.6 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.7 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.064 0.092 0.8 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.9 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 0.090 0.126 1.0 0.010 0.14 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 1.2 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 1.5 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.240 1.75 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 2.0 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 由表 3-3 確定初始雙面間隙 、 的值為極小間隙現(xiàn)取maxZin =0.14、 =0.1maxZmin 表 3-4 規(guī)則形狀凸、凹模的制造偏差 基本尺寸 凸模偏差 T凹模偏差 A基本尺寸 凸模偏差 T凹模偏差 A 18 1830 3080 0.020 0.020 0.025 0.030 120180 180160 0.030 0.040 0.045 80120 0.025 0.035 160360 1360500 50030 0.035 0.040 0.050 0.050 0.060 0.070 由表 3-4 確定 、 的值：0.020.02TA 3.5.1 沖孔刃口尺寸計算 對于沖孔尺寸 ，0.152m 利用公式 0inTxdDTAZA0min 其中 查見表 3-5x磨 損 系 數(shù) 的 選 取 21 是 工 件 的 公 差 值 表 3-5 磨損系數(shù)表 工件精度 IT10 以上 =1x 工件精度 IT11IT13 =0.75 工件精度 IT14 =0.5 查公差表可知孔的公差等級為 IT12 級，所以查上表得 =0.5x 則 ：0.152m =inTxdT00.2.220.5175 = =AZAmin.07.01 ：0.12 =0inTxdT00.2.21.56 = =AZA0min.061.0 3.5.2 落料刃口尺寸計算 當(dāng)模切當(dāng)作參考一部分時，邊沿一部分尺寸擴(kuò)大后模具磨損，于是屬于 A 類尺寸的第一個尺寸。它的根本尺寸和建設(shè)公差，用于依據(jù)公式明確形式 AxDA0ma0miniTZdDT 其中 模具基準(zhǔn)尺寸( ) 工件極限尺寸( )ax 工件公差( ) 落料尺寸 ， ，查表 3-5 取 x=0.50.120.254 則 =0.AxDA0ma0.20.22.5194 =0miniTZdDT.0.2(9.1)984 則 =0.254AxA0ma. 0.23875 =0miniTT 0.02.2(3.875)375 22 3.5.3 彎曲尺寸的計算 彎曲零件的凸模以及凹模間的間隙可以通過下面的公式來進(jìn)行計算： ；2 ZtCt 式中： /t ，其值按表 4-3 選取。C 表 4-3 間隙系數(shù) C 值（單位 mm） 當(dāng)工件精度要求較高時，間隙值應(yīng)適當(dāng)減小，可以取 Z/2=t。 查沖壓手冊板料厚度的正偏差為 0.5m 由公式可得： 1.1.2Ztkt 凸模和凹模作事的一方面的尺寸首要是曲折零件的凸模和凹模的橫向尺寸。在 下圖中，將計劃“凸出幅值”的尺寸。 1） 彎曲方面的尺寸 2） 模具的尺寸為 0 3()4ddL 凸模尺寸為 0ppZ 2)彎曲件標(biāo)注內(nèi)形尺寸 凸模尺寸為 03()4ppL 凹模尺寸為 0ddZ 式中： ；mU 、 ；pLd ； 23 、 ，選用 IT7IT9 級精度， mm；pd 。Z/2 由零件圖可知 U 形彎曲的外形尺寸為 100.2mm 公差 IT13 級選取，凹模制造公 差 ，選用 ，凸模制造公差 ，選用 。所以彎曲的凸凹d0.5dmp0.35pm 模尺寸為： 凹模尺寸為 0.50.5033(-)(1.2)9844ddL 凸模尺寸為 .3.398x4ppZ 查標(biāo)準(zhǔn)公差表表知 =0.3 3.6 本章小結(jié) 在本章節(jié)之中，我首先對排樣的概念進(jìn)行了闡述，然后針對安排準(zhǔn)則制訂了合 理的計劃計劃，繼而謀劃了模具的沖裁壓力，繼而采取恰當(dāng)?shù)膲毫C(jī)實行模具所需 的沖裁壓力，保證了模具能夠在合理的條件之下完成對工件的沖裁，然后對模具壓 力中心進(jìn)行了計算，最后對所需落料和沖孔工序的刃口尺寸進(jìn)行了計算，本章節(jié)對 下一章節(jié)中對于模具零部件的選擇提供了重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。 24 4 復(fù)合模的零部件設(shè)計與選用 4.1 模具主要零部件的設(shè)計 模具結(jié)構(gòu)與上面一致，根據(jù)排樣圖的排列，選擇了前后左右皆可送料的后側(cè)導(dǎo) 柱模架，后側(cè)導(dǎo)柱模架的空間性優(yōu)越，不管是視野還是操作性都十分良好。此次的 計劃模具的上型由上型裝配，上型裝配，中空型安裝，凸模固定板及模具組成，下 型一方面是由卸載板，凸型，固定板，下型裝配及下型安置構(gòu)成的擊倒沖孔的倒裝 復(fù)合模具花樣，并且在模具零件的選用之中，將會大量使用模具標(biāo)準(zhǔn)件，比如螺釘， 圓柱銷以及模柄導(dǎo)柱導(dǎo)套等等零部件。 4.1.1 凹模的設(shè)計 凹模的結(jié)構(gòu)多種多樣，總體來說分為拼接式和整體式凹模，其中拼接式凹模能 夠在模具刃口磨損或者損壞的時候，方便模具師傅進(jìn)行更換，但是安裝比較復(fù)雜， 整體式凹模即為凹模皆為一整塊，沒有任何拼接的結(jié)構(gòu)，優(yōu)點就是安裝方便，分析 本次設(shè)計工件，該工件的形狀和結(jié)構(gòu)都比較簡單，所以本次設(shè)計之中將直接采用整 體式凹模，材料采用 Cr12，硬度為 HRC6064。 如圖 4.1 所示是凹模洞口的幾種結(jié)構(gòu)形式： 圖 4.1 刃口類型 本模具采用的是 b 型。（本段摘自沖壓工藝與模具設(shè)計P47） (15mm) HK凹 模 高 度 （3040mm）1.52()c凹 模 壁 厚 式中 沖 壓 件 最 大 外 形 尺 寸 ， 。系 數(shù) ， 考 慮 板 材 厚 度 的 影 響 152481P其 值 可 查 文 獻(xiàn) 表 根據(jù)本模具情況，查得 K=0.18。凹模高度 H=Kb=0.18100.2=18.36mm，但是為 25 了保證模具的強(qiáng)度和剛度，本次設(shè)計凹模 H 取值 30mm。 所以凹模尺寸 。250 x163LB 圖 4.2 凹模 4.1.2 卸料板的設(shè)計 有兩種類別的剝離板:彈性卸載器和剛性卸載器，在本次設(shè)計之中采用了彈性卸 載裝備，彈性卸載裝備由卸載板，卸載螺釘和彈性裝備構(gòu)成，一般彈性卸載裝備適 用于材料的厚度小于 4mm 的工件之中，由于卸料板的運(yùn)動需要控制，所以模具設(shè)置 四顆卸料螺釘來控制卸料板的行動方向和行程，出于此次設(shè)想的條形厚度為 20mm， 條形的外表尺寸依據(jù)模具的外表尺寸，因而條形的全部尺寸為 250 x160 x20mm，材料 為 45 鋼。 26 圖 4.3 卸料板 4.1.3.凸凹模的設(shè)計 在復(fù)合模具之中，凸凹模是具有特殊性的一個零部件，對于落料工序來說，凸 凹模是落料凸模，而對于沖孔工序來說，凸凹模為沖裁模，因此，凸模是一個沖孔 和沖孔兩部分，在工作中，沖孔模和用于成形的帶中的凸模，因此必須設(shè)計沖孔和 凹模，而本次設(shè)計將采用臺階式對凸凹模進(jìn)行加工，將凸凹模加工一個凸臺，再利 用凸臺和凸凹模固定板進(jìn)行固定，因為工件整體尺寸不大，所以凸凹模尺寸也相對 較小，所以無需螺釘固定。 在復(fù)合模具凸凹模的選用之中，需要滿足凸凹模壁厚大于等于材料的 1.5 倍條 件，如此才能夠保證凸凹模的強(qiáng)度剛度，保證模具的壽命。 經(jīng)過測量本次設(shè)計凸凹模的最小壁厚為 15mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足壁厚的條件。其結(jié)構(gòu)如 圖 4.4 27 圖 4.4 凸凹模 4.1.4.凸模的設(shè)計 在日常狀況下，沖頭的固定樣式是:運(yùn)用直接與頂部模板固定的固定沖頭固定板， 以及運(yùn)用低熔點合金或固定澆注的環(huán)氧樹脂三，它們各自的特質(zhì)如下對比。 表 3.9 固定格式特征對比 固定形式 固定方法 特點 28 凸模固定板固定 一般采用 H7/m6 過渡配合，圓 形凸模則采用凸肩固定 定位精度高，牢靠，但固定 孔精度高，加工困難 與上模板直接連接 采用螺釘，銷釘直接把凸模固 定在上模板上 適用于大型凸模的固定 低熔點合金澆注固定 或 環(huán)氧樹脂澆注固定 使低熔點合金或氧樹脂溶化， 像粘結(jié)劑一樣固定在凸模上 適用于沖裁 0.32 的板m 料 出于工件是批量出產(chǎn)的，并且孔具有明確的精度條件，模具是復(fù)合模具，在上表 對比可選的沖頭固定板固定后，利用過渡組織 H7/m6，圓形沖頭模具運(yùn)用凸臺固定。 沖孔成形為圓形，選取了上下差沖孔成形，強(qiáng)度剛性高，組件加工簡便，與沖孔 成形固定板的組織一面是通過過渡配合（H7/m6 或 H7/n7）創(chuàng)造的，最大直徑的影 響是為了固定的格式臺座肩，保障了作業(yè)時沖孔成形的不恰當(dāng)?shù)囊?，材料選取 ,熱處理硬度為 58 62 。其凸模長度計算公式：AT10HRChtL21 其中 1凸模固定板厚度 25mmh1h 材料厚度 1tm 凹模塊厚度 302 增加長度，一般選取 010hm 凸模的結(jié)構(gòu)形式如圖 4.4 圖 4.4 29 4.1.5 其他零部件的設(shè)計 依據(jù)凹模板和凸模板的標(biāo)注規(guī)范，可以明確其他未明確元件的標(biāo)注，如下表 4.1 所示。表 4.1 模具其他零部件相關(guān)參數(shù) 序號 名稱 長寬厚 （mm ） 材料 數(shù)量 1 凸模墊板 25025012 45 鋼 1 2 凸模固定板 25025025 45 鋼 1 3 凸凹模固定板 25025025 45 鋼 1 4.2 定位零件的設(shè)計 在沖壓模具設(shè)計中，沖裁的條件就是條料能夠順利送進(jìn)，而需要條料能夠順利 送進(jìn)就必須使用到導(dǎo)料裝置，沖壓模具的導(dǎo)料裝置多種多樣，比如導(dǎo)料板，導(dǎo)料銷， 導(dǎo)料式浮頂器等等，而導(dǎo)料板多用于級進(jìn)模，導(dǎo)料銷多用于復(fù)合模之中，而本次設(shè) 計之中將使用兩顆導(dǎo)料銷和一顆擋料銷的形式進(jìn)行導(dǎo)料。如簡圖 4.4 所示。 圖 4.5 擋料銷和導(dǎo)料銷位置 4.2.1.擋料銷的設(shè)計 30 一般的止動銷的格式分為以下 3 類:起始止動銷，運(yùn)動止動銷，固定止動銷。要 利用驅(qū)動定位銷，必需先手動掌握它，繼而才可以利用它。以本次設(shè)計中不采用， 由于本次設(shè)計工件的行程較短，如使用固定擋料銷，需要在凹模開槽，強(qiáng)度有所降 低，所以本次設(shè)計采用活動擋料銷的形式。如圖 4.5 該模具設(shè)計為活動擋料銷。 圖 4.6 擋料銷 4.2.2.導(dǎo)料銷的設(shè)計 導(dǎo)銷的式樣和止動銷的式樣相同，在此次的設(shè)想中選用了可動導(dǎo)動銷，條料在 送進(jìn)模具時，保持一側(cè)送進(jìn)，并且兩顆導(dǎo)料銷保持在同側(cè)，因為本次設(shè)計之中條料 選擇前后送料，因此，導(dǎo)銷的地點配置在條帶的左側(cè)。 導(dǎo)料銷材料采用 45 鋼制造，熱處理硬度 4348HRC。 4.3 推件裝置的設(shè)計 當(dāng)模具合模狀態(tài)下，沖壓完成之后，開模時，上模上行，此時需要將工件從凹 模內(nèi)推出，此種將工件推出的該裝備為推送裝備，推送裝備與卸載裝備一樣分為剛 性推送裝備和彈性推送裝備，彈性推送裝備具有壓送影響，但推送力較小，本次設(shè) 計之中采用剛性推件裝置，在開模時，打推力繼續(xù)板，繼續(xù)板推推桿，推推桿推擋 塊，使推力塊沖裁完成的成品工件，此種推件的方式常用于倒裝復(fù)合模之中，如圖 4.7 所示： 31 圖 4.7 鋼性推件裝置 4.4 彈性元件的選用 在沖壓模具的彈性元件的選用之中，通常情況下有橡膠和彈簧之分，因為本次 設(shè)計為落料沖孔倒裝復(fù)合模，所以在本次設(shè)計中將采用橡膠作為彈性元件， ：彈 性 元 件 的 自 由 高 度 ， 由 下 式 得 mHh3260.25.30.25. 自 式中 ( )；自 彈 性 元 件 的 自 由 高 度 ( )；h卸 料 板 的 工 作 行 程 410凹 模 或 凹 凸 模 的 刃 磨 量 （ ） ； 一 般 取 ； 則樹脂高度取 40mm。 4.5 模架及其零件的設(shè)計 在沖壓模具規(guī)范模具基體中，模具基體上的模具一方面一般由上面的模具基體 和襯套組成。下模一方面由下模架和導(dǎo)柱組成，這是常見的導(dǎo)柱式裝配模架，裝配 分為后導(dǎo)柱模架，中心導(dǎo)柱模架和對角導(dǎo)柱模架，四角導(dǎo)柱模架等，比如，中心導(dǎo) 柱模架只能前后供給原料，繼而導(dǎo)柱模架把持穩(wěn)定。能夠前后左右送料，然而中間 導(dǎo)柱模架的壽命又會高于后側(cè)導(dǎo)柱模架，所以我們在選擇模架時需要仔細(xì)分析各自 的優(yōu)缺點，選擇合適的模架才能夠生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。 本次設(shè)計中采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，并且采用前后送料，送料方便，空間開闊，如 圖 4.8 所示。 32 圖 4.8 模架 4.6 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選用 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的構(gòu)造和尺寸大凡由規(guī)范直接抉擇。在抉擇導(dǎo)柱長度時，應(yīng)確保導(dǎo)柱頂面與頂模頂 面之間的間隔不小于（10-15 ）mm 。在最高的事情崗位上，導(dǎo)柱頂面與導(dǎo)套底面的間隔不小于 （1020）mm，并且導(dǎo)柱和導(dǎo)套的調(diào)節(jié)精度見表 5.7 以抉擇 II 類。 表 5.7 導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙 模架精度等級 I 級 II 級導(dǎo)柱直徑 配合間隙值 配合后的 過盈量 18 0.010 0.015 1830 0.011 0.017 3050 0.014 0.021 5080 0.016 0.025 1835 0.010. 02 4.7 上、下模座的選用 根據(jù)模架的規(guī)格選擇對應(yīng)的上、下模座如下： 上模座 250mm160mm45mm(GB/T2855.1-1990)； 下模座 250mm160mm50mm(GB/T2855.2-1990)。 4.8 模柄的選用 根據(jù)上模座的厚度可選擇材料 A3FA 型 50 x70 凸緣式模柄；JB/T7646.3-1994。 33 4.9 螺釘、銷釘?shù)倪x用 該模具計劃為在聯(lián)絡(luò)各部件時實行初始對準(zhǔn)，繼而應(yīng)用 M10 螺釘實行聯(lián)絡(luò)的明 確對準(zhǔn)。原料是 45 鋼。 4.10 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 整理上述計算和零部件的設(shè)計之后，通過軟件繪制出了本次設(shè)計 U 形卡片復(fù)合 模具的沖壓裝配圖，如圖 4.9 所示。 圖 4.9 裝配圖 從結(jié)構(gòu)圖初算出閉合高度: =275mm模H 34 5 彎曲模的零部件設(shè)計與選用 5.1 模具主要零件 在模具設(shè)想中，零件的設(shè)想特別要緊，結(jié)構(gòu)合理的零部件能夠在設(shè)計以及制造 時節(jié)省大量的時間成本以及制造成本，并且如果大量使用標(biāo)準(zhǔn)件還能夠有效的較低 成本和節(jié)省時間，并且在模具設(shè)計之中，成型零部件的設(shè)計更為重要，它們是參與 沖裁和成型的主要零部件，將會直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)量以及表面精度，所以本小節(jié) 就將對模具的凸，凹模進(jìn)行設(shè)計。 沖壓模具的凹模大致可以分為整體式凹模以及拼接式凹模，其中整體式凹模運(yùn) 用于外形尺寸相對簡單，加工方便的情況下使用，相反，鑲拼式凹模運(yùn)用于外形尺 寸復(fù)雜的工件，當(dāng)凹模的加工難度大，制造成本高時，就需要使用到鑲拼式凹模， 并且為了方便后期的維修和節(jié)約成本，可以將凹模制作成鑲套式結(jié)構(gòu)，這樣在模具 凹模的凹模刃口發(fā)生了損壞時，可以直接將鑲套進(jìn)行更換，而不需要將整塊凹模進(jìn) 行更換。但是分析本次的工件，該工件結(jié)構(gòu)相對簡單，沒有復(fù)雜的外形輪廓尺寸， 刃口也相對簡單，加工制造的難度較低，所以權(quán)衡利弊之下本次設(shè)計模具將使用整 體式凹模進(jìn)行設(shè)計，如此一來，凹模的裝配將簡化，并且模具結(jié)構(gòu)也相對簡單。 凹模的高度計算就是通過查表得出板料影響的系數(shù)乘以凹模刃口的最大尺寸， 即為下列的公式： kbH凹 模 厚 度 系 數(shù) ； 為凹模刃口的最大尺寸( )m 查表 5.1 選取系數(shù) 0.18k 表 5.1 凹模系數(shù) k0.18.2.36Hm 35 但是考慮到本次設(shè)計工件有彎曲工序，并且結(jié)合工件的彎曲高度，必須要保留 工件的彎曲行程，所以本次凹模的高度綜合考慮取值為 40mm。 凹模壁厚 時滿足設(shè)計要求 ;設(shè)計時凹模外形尺寸為 250 x200mm。HC)25.1( 所述沖頭模具以臺階固定的式樣固定在沖頭模具與沖頭固定板之間.沖頭與沖 頭固定板時間的匹配式樣為過渡配合(H7/m6 或 H7/n7)，材料選取 ,熱處理硬度12Cr 為 R6258 圖 5.1 彎曲凸模 36 圖 5.2 凹模 5.2 模架和模座的選擇 模架的形式多種多樣，常見的結(jié)構(gòu)形式分為后側(cè)導(dǎo)柱模架，中間導(dǎo)柱模架，四 角導(dǎo)柱模架，對角導(dǎo)柱模架等等，并且通過材料的不同還分為鑄鐵模架和鋼板模架， 一般來說，鋼板模架不管是性能還是壽命都會高于鑄鐵模架，但是價格較貴，一般 適用于大型的模架以及緊密的模具。對于模架形式的分類，一般來說，后側(cè)導(dǎo)柱模 架可以實現(xiàn)前后左右皆可送料，而中間導(dǎo)柱模架只能實現(xiàn)前后送料，但是中間導(dǎo)柱 模架因為受力平均，所以中間導(dǎo)柱模架的壽命會高于后側(cè)導(dǎo)柱模架，所以在選擇模 架的時候需要權(quán)衡各自的優(yōu)缺點，在本次設(shè)計中，因為設(shè)計工件的類型為級進(jìn)模， 并且尺寸稍大，所以為了保證模具的強(qiáng)度以及剛度，保證模具的工作壽命，所以在 設(shè)計中采用了鋼板四角導(dǎo)柱模架。 上下模座尺寸分別為 250mm200mm45MM、250mm200mm50MM，材質(zhì)都為 HT200 37 圖 5.3 上模座 圖 5.4 下模座 38 5.3 彎曲模裝配圖 通過前幾個章節(jié)的計算與設(shè)計，最終，使用二維軟件和三維軟件對模具裝配圖 和零件圖實行組合繪制，模具的裝配如圖 5.5 所示 5.5 裝配圖 39 總結(jié) 經(jīng)過這段時間不斷努力，最終我終于圓滿的完成了本次設(shè)計，對于本次 U 形卡 片的設(shè)計，我嚴(yán)格按照了沖壓模具設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及結(jié)合了在校期間老師教誨的知識， 在本次說明書的編制中，我首先對排樣的概念進(jìn)行了闡述，然后針對排樣圖的原則 作出了合理的排樣圖，接著對模具的沖壓力進(jìn)行了計算，然后針對模具的所需沖壓 力選擇了合適的壓力機(jī)，保證了模具能夠在合理的條件之下完成對工件的沖裁，然 后對模具壓力中心進(jìn)行了計算，對所需落料和沖孔工序的刃口尺寸進(jìn)行了計算，在 另一章節(jié)中我主要對模具的零部件進(jìn)行了設(shè)計，然后對使用到的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了闡述， 最后針對所有的設(shè)計進(jìn)行了匯總，最后利用二維和三維軟件對模具總體裝配圖進(jìn)行 了繪制。 40 致謝 本次設(shè)計是我結(jié)合在校期間的知識，并且在遇到困難時不斷的詢問老師，同學(xué) 之后，設(shè)計，總結(jié)，最后設(shè)計編制而成，在本次設(shè)計之中，我深深的明白了對于知 識的追求是永無止境的，本次設(shè)計之中我僅僅只完成了復(fù)合模具的設(shè)計，還有級進(jìn) 模具設(shè)計，單工序模具設(shè)計等等，使用的工序只有落料和沖孔，還有彎曲拉深脹形 等等，所以在今后的學(xué)習(xí)和生活之中，還有更多的挑戰(zhàn)等著我，但是完成此次設(shè)計， 我最想要感謝的人就是我的導(dǎo)師，在我面對設(shè)計困難一籌莫展的時候，是我的老師 指點幫助我渡過難關(guān)，最后成功的完成了本次設(shè)計，我誠摯的向各位老師和同學(xué)們， 以及在我設(shè)計的過程中幫助過我的朋友們表達(dá)忠心的感謝！ 41 參考文獻(xiàn) 1吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊.北京：高等教育出版社，2006.5. 2鄭展.沖壓工藝與模具設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.2. 3郝濱海.沖壓模具簡設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.1. 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