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上鉸鏈固定板折V型模設計
緒 論
目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15％左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大的變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速的發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng)；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。
隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用。近年來，隨著我國經(jīng)濟的騰飛和產(chǎn)品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，模具制造業(yè)也相應進入了高速發(fā)展的時期。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，1995年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值約為145億，而2003年已達450億左右，年均增長14%。另據(jù)統(tǒng)計，我國（不含臺灣、香港、澳門地區(qū)）現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠點已超過20000家，從業(yè)人員有60萬人，模具年產(chǎn)值在一億以上的企業(yè)已達十多家?？梢灶A見，我國經(jīng)濟的高速發(fā)展將對模具提出更為大量、更為迫切的需求，特別需要發(fā)展大型、精密、復雜、長壽命的模具。同時要求模具設計、制造和生產(chǎn)周期達到全新的水平。我國模具制造業(yè)面臨著發(fā)展的機遇，無疑也面臨著更大的挑戰(zhàn)。
大學三年的學習即將結(jié)束，畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習，我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題，我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖、中信重型礦山機械廠的生產(chǎn)實習，我對于冷沖模具、塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識，豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導老師的細心指導下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設計工作者應有的素質(zhì)。
畢業(yè)設計要達到的具體要求是：
1.系統(tǒng)總結(jié)，鞏固過去所學的基礎(chǔ)知識和專業(yè)課知識。
2. 運用所學知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實際工程問題，以此進行綜合知識的訓練。
3.通過某項具體工程設計和實驗研究，達到多種綜合能力的培養(yǎng)，掌握設計和科研的基本過程和基本方法。
4.提高和運用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學，價值工程和技術(shù)經(jīng)濟的綜合知識。
設計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。 在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中不妥之處在所難免，懇請各位老師指正。
設計者：張衍才
2007.04.01
上鉸鏈固定板折V型模設計
摘要
本設計題目為折型模設計，體現(xiàn)了典型折型模的設計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者彎曲模設計的基礎(chǔ)知識，為設計更復雜的彎曲模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。
本設計運用彎曲成型工藝及模具設計的基礎(chǔ)知識，首先分析了板材的性能要求，為選取模具的類型做好了準備；然后計算了彎曲件的彎曲力，便于選取壓力機噸位及確定壓力機型號；最后分析了彎曲件的特征，確定模具的設計參數(shù)、設計要點及頂出裝置的選取。
本設計采用了單工序彎曲模成型型件。單工序模模具結(jié)構(gòu)簡單，成本低等特點，特別適合小批量單件生產(chǎn)。成型原理如下：，凸模與凹模共同作用成型形件；這種機構(gòu)動作靈活可靠，設計方便，非常適合在本副模具中使用。
單工序彎曲模的通用性能好，且制造簡單。容易保證制件精度。
關(guān)鍵詞 單工序模 彎曲模 凸模 凹模
On the hinge plate packs V Modular Design
Abstract
The requirement ，content and direction of the design of the bending dies parts are embodied on this bending dies design. The designer’s foundation knowledge of the bending dies design is reinforced and is able to design more complex injection mould through the design.
Through the foundation knowledge, firstly, the composion and the perfourmance of the flat sheet is analyzed to choose the type of the mould. Secondly, the volume of the bend is estimated to choose the press molding machine and to detemine the type press machine and tonnage of press. Lastly the character of the part is analyzed to determine the mould design parameter and design point and choose the ejection assembly.
Single operation dies is used in this design to form the v part.the compound die can produce pierced blanks to close flatness and dimensional tolerances.So, it is adapted to be used on this mould extraordinarily.
The single work preface curves the in general use function of the mold good, and the manufacturing is in brief.An accuracy of easy assurance system.
Keywords Single operation dies bending dies punch matrix
工件名稱：上鉸鏈固定板
工件簡圖：如圖所示
生產(chǎn)批量：大批量
材 料：45
材料厚度：2.5 mm
圖1
第1章 上鉸鏈固定板件工藝性分析及工藝方案的確定
1. 1上鉸鏈固定板工藝性分析
此型工件為典型彎曲件。材料為Q235鋼，具有良好的彎曲性能適合彎曲成型加工。工件結(jié)構(gòu)簡單，除了幾個尺寸為公差等級IT14級有嚴格要求外其余尺寸均為自由公差，工件整體上看，尺寸精度較低，普通彎曲成型完全能滿足要求。
第2章 主要工藝參數(shù)計算
2.1工件毛坯坯料尺寸的計算
L= +
式中: L——工件毛坯長度（mm）;
——工件各直線段長度之和（mm）;
——工件各部分（圓弧部分）應變中性層展開長度之和（mm）;
圖2
由圖可知：L=L1+L2+L3
式中：L1 ——第一段直線部分應變中性層長度（mm）
L2——中間圓弧部分應變中性層長度（mm）
L3——第二段直線部分應變中性層長度（mm）
其中：L1、 L3可以由制件得來L1=2mm, L3=18 mm
查《模具設計大典3》得公式如下：
L2=1.57
式中：——應變中性層的曲率半徑（mm）；
其中：= r+X t
式中：X——中性層位移系數(shù)，查〈〈沖壓模具設計與制造〉〉教程，表3.4.1得X=0.26；
所以：=1.5+0.25×2.5
=2.125mm
所以：L2=1.57×2.125 =3.336 mm
毛坯長度：L=2 +3.336+18
=23.336 mm
2.2 彎曲應力的計算
該模具工件屬于自由彎曲成型，所以形件彎曲力：
=
式中：——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時的彎曲力(N);
B——彎曲件的寬度,B=22 mm;
t ——彎曲材料的厚度(mm);
r ——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑(mm);
——材料的抗拉強度(MPa);
K——安全系數(shù),一般取K=1.3。
=
=12065.625N
2.3 壓料力的計算
根據(jù)<<沖壓模具設計與制造>>公式(3.5.4),如果彎曲模設有頂出裝置或壓料裝置時,其頂出力可以近似取自由彎曲力的30% ~ 80%即: =(0.3 ~ 0.8)
在此取: =0.6
=0.6 ×12065.625
=7239.375 N
2.4 壓力機公稱壓力的確定
根據(jù)<<沖壓模具設計與制造>>公式(3.5.5)即:
≥(1.2 ~ 1.3) (+)
考慮到彎曲工件板料較厚,而且板寬也較大,壓力機公稱壓力應取值偏大為宜。
在此取:≥1.3(+)
=1.3×(12065.625+7239.375)
=25096.5 N
根據(jù)計算結(jié)果,查<<模具實用技術(shù)手冊>>表2-3初選壓力機為：J23-10。
第3章 折V型模工作部分設計
歸根到底,其設計為型彎曲種類,所以,其設計可按型件設計方法設計。
3.1 凸、凹模間隙的計算
由<<沖壓模具設計與制造>>彎曲部分的知識可知：型件彎曲模的凸、凹模間隙是靠調(diào)整壓力機的閉合高度來控制的，設計時可以不予考慮。而單面間隙計算如下：
單面間隙為Z/2 Z/2=（1+n）t
=(1+0.05) ×2.5
=2.1mm（查表得n=0.05）
3.2 凹模深度 底部最小厚度
圖3
凹模深度過小,則坯料兩端受壓部分太多,工件回彈大,而且不平直,影響工件質(zhì)量。如果過大,則浪費模具鋼材,且需沖床有較大的工作行程。
形件彎曲模：凹模深度L0及底部厚度可以查<<沖壓模具設計與制造>表3.9.1。但應該保證凹模開口寬度LA之值不能大于彎曲坯料展開長度的0.8倍。
由前面計算可知彎曲件邊長L=L1+L2+L3
=2+3.336+18
=23.336 mm
據(jù)邊長L=23.336 mm 查<<中國模具設計大典3>>表19.3-18得:
=15 mm h =22mm
3.3 凸、凹模工作部分尺寸：
3.3.1 凸、凹模寬度尺寸計算：
L=(L-0.75)
=(22-0.75×0.62)
=21.535
L=( L-Z)
=(21.535-2.1)
=19.435
L≤22即，凹模的寬度應該不大于展開長度的0.8倍59。 所以符合要求。
3.3.2 凸、凹模的圓角半徑以及凹模的深度
一般情況下，凸模的圓角半徑因為, 值較小,所以取=r=0.5 mm
查表可知：凹模的圓角半徑r=10mm. 凹模的深度L=18mm
V形凹模的底部可開退刀槽或取圓角半徑r為：
根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗可知: 當t = 2 ~ 4 mm 時, =(2 ~ 3) t
從保證制件精度要求考慮,特別是所設計的彎曲單工序模值不宜取大值。在此?。海? t
＝2×2.5
＝5 mm 。
第4章 模具總體設計
4.1 模具類型的選擇
由沖壓工藝性可知，采用單工序沖壓，模具類型為單工序模。
4.2 定位方式的選擇
為保證坯料在彎曲模內(nèi)準確定位，也為在彎曲過程中坯料的偏移，提高定位精度，采用定位板和定位銷。
4.3 卸料出件方式的選擇
此工件為等于的V形件，成形后留在凹模上，隨凸模上行底部受壓的彈簧彈性恢復推動頂桿而頂出制件。
4.4 導向方式的選擇
模具屬于單工序沖模，結(jié)構(gòu)簡單，導向精度通過凸、凹模就可以保證，所以采用無導向裝置。
綜上可設計此模具主要由，模柄、上模板、凸模、V形凹模、下模板等組成。 初步計算模具閉合高度
模具閉合高度 H=155mm
凹模座的外輪廓尺寸約計為125mm×100mm
根據(jù)上述公稱壓力的計算，選用公稱壓力是40KN的壓力機就行了。但該工件凸、凹模長度較大，為了滿足閉合高度的要求選擇100KN的J23-10型號的壓力機。
第5章 設備的選定
該零件所需的彎曲力 12.0655KN
模具閉合高度 H=155mm
模具外廓尺寸 130mm×100mm 由前面壓力機公稱壓力計算初選的壓力機型號：J23-10，查《模具實用技術(shù)手冊》表2-3得壓力機主要技術(shù)參數(shù)如下：
公稱壓力：100 KN ；
滑塊行程：45 mm ；
最大閉合高度：180 mm ；
最大裝模高度：180 mm ；
連桿調(diào)節(jié)長度：35 mm ；
工作臺尺寸（前后×左右）：130 mm × 200 mm ；
墊板尺寸（厚度）：35 mm ；
模柄孔尺寸：30 mm × 60 mm ；
最大傾斜角度：
根據(jù)模具閉合高度，彎曲力，外廓尺寸等數(shù)據(jù)選定J23-10型號此設備是合適的。
第6章 模具主要零部件的設計
6.1 凸模部分
折V型模沒有固定的結(jié)構(gòu)形式，此工件結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以可以設計比較簡單一些，根據(jù)制件形狀可以將凸模設計為整體式凸模。 L=20 mm r=0.5mm 制件寬度為22mm。取凸模高度為：L=h+h+t+h
=20+40+0.5+30
=90.5 mm取95mm
所以確定凸模尺寸為20mm×100mm×95mm 畫草圖如下：
圖4 凸模草圖
6.2 凹模部分
工件彎曲角度為90±1?？紤]的回彈因素。即回彈角為2。取凹模底部圓角為88。凹模的圓角半徑r=5mm. 凹模的深度L=18 mm
V形凹模的底部可開退刀槽或取圓角半徑r為：
r=5 mm
查表得V形端底部到凹模的底部的距離 h=22 mm，所以確定取凹模厚度H= h+15=37mm（取40）
凹模壁厚 C=35 mm
凹模寬度 :B=b+2c=22+70=92 mm 取標準值B=100 mm
確定凹模尺寸為125 mm×100 mm ×40 mm
根據(jù)凹模尺寸選定上、下模座尺寸分別為125mm×100 mm×40 mm和125mm×100mm×50 mm。 畫草圖如下：
圖5 凹模 草圖
第7章 模具總裝配圖
由以上設計，可得到如下圖所示的模具總裝圖。
圖6 模具總裝圖
模具工作過程：
坯料由定位板固定在凹模面上，壓力機滑塊帶著上模下行，凸模下表面先接觸毛坯料，使它彎曲成兩直邊成90±1的V形制件，當工件底部接觸到頂桿，使底部彈簧受壓。凸?；厣龝r，依靠彈簧的彈性恢復使頂桿復位，工件被頂出.
第八章 折V型模結(jié)構(gòu)設計中應注意的問題
（1）模具結(jié)構(gòu)應能保證坯料在彎曲時不發(fā)生偏移。為了防止坯料偏移，應盡量利用零件上的孔，用定料銷定位，定位銷裝在頂板上時應注意防止頂板與凹模之間產(chǎn)生竄動。工件無孔、時可采用定位尖、頂桿、頂板等措施來防止坯料的偏移。
（2）模具結(jié)構(gòu)不應防礙坯料在合模過程中應有的轉(zhuǎn)動和移動
（3）模具結(jié)構(gòu)應能保證彎曲時產(chǎn)生的水平方向上的錯移力得到平衡。
第九章 模具試沖時常見的故障，原因和調(diào)整方法
下表分別列出了模具在試沖時常見的故障，原因和調(diào)整方法：
常見故障
產(chǎn)生原因
調(diào)整方法
彎曲角度不夠
1、 凸、凹模的回彈角制造過小
2、 凸模進入凹模的深度太淺
3、 凸、凹模間隙過大
4、 試模材料不對
5、 彈頂器的彈力太小
1、 加大回彈角
2、 調(diào)整沖模閉合高度
3、 調(diào)整間隙值
4、 更換試沖材料
5、 加大彈頂器的彈頂力
彎曲位置偏移
1、 定位塊的位置不對
2、 凹模兩側(cè)進口圓角大小不等，材料滑動不一致
3、 沒有壓料裝置或者壓料裝置的壓力不足和壓板位置過低
4、 凸模沒有對正凹模
1、 調(diào)整定位板位移
2、 修磨凹模圓角
3、 加大壓料力
4、 調(diào)整凸凹模位置
沖件的尺寸過長或者不足
1、 凸凹模之間的間隙過小，材料被拉長
2、 壓料裝置壓力過大，將材料拉長
3、 設計時計算錯誤或不正確
1、 調(diào)整凸凹模間隙
2、 減小壓料力
3、 改變坯料尺寸
沖件外部有光亮的凹陷
1、 凹模的圓角半徑過小，沖件表面被劃痕
2、 凸、凹模之間的間隙不均勻
3、 凸、凹模表面粗糙度太大
1、 加大圓角半徑
2、 調(diào)整凸、凹模間隙
3、 拋光凸、凹模表面
結(jié) 論
本課程設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們?nèi)陙硭鶎W課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。
通過這次畢業(yè)設計使我從新系統(tǒng)的復習了所學專業(yè)知識同時也鞏固了先前學到了的知識，同時感觸最深刻的是：所學知識只有在應用中才能在更深刻理解和長時間記憶。對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計過程中要考慮的問題，如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料，保證工件的經(jīng)濟性，加工工藝的合理性。
在設計的過程中通過沖壓手冊、模具制造簡明手冊、模具標準應用手冊等隊要設計的問題進行查詢，我了解了通過更多的途徑去了解我要做的設計，使設計更具合理性。也使我學會了設計過程中對資料的查詢和運用。通過這次設計，我更加深入地學習了冷沖壓技術(shù)工作設計的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設計的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設計、模具設計及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補充、相互依存的關(guān)系。
冷沖壓工藝設計是針對給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。
沖壓模具設計則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設計計算并構(gòu)思出與沖壓設備想適應的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標準零件圖的整個設計繪圖過程。
歷經(jīng)長時間的畢業(yè)設計即將結(jié)束，在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學的探討，模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認
識有了一個質(zhì)的飛躍。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近長時間的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。
致 謝
首先感謝本人的導師楊安民老師，他給我仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設計內(nèi)容提出了許多建設性建議。楊老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的感謝！
感謝母?！幽蠙C電高等專科學校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。
最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！并向他們致于深深的敬意，對關(guān)心和指導過我的各位老師表示衷心的感謝!
畢業(yè)之后，我一定會努力工作的，不辜負各位老師對我的深切期望，在這里也說一聲：老師您辛苦了。
祝各位老師，身體健康、萬事如意！
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