短臂沖壓成形工藝分析及模具設(shè)計,沖壓,成形,工藝,分析,模具設(shè)計 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前言 畢業(yè)設(shè)計是一種綜合性的訓練，也是一個重要的專業(yè)實訓環(huán)節(jié)，它綜合性強，應用知識面寬。隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，市場競爭激烈。模具作為一種工具已廣泛地應用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國民經(jīng)濟的各個工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進行生產(chǎn)加工。模具已成為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。模具已成為當代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一。現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術(shù)經(jīng)濟水平。 為了更進一步加強我們的設(shè)計能力，鞏固所學的專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)計也是我們專業(yè)在學完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。 本次設(shè)計的目的： 一、綜合運用本專業(yè)所學的理論與生產(chǎn)實際知識，進行一次沖壓模設(shè)計的實際訓練，從而提高我們獨立工作能力。 二、鞏固復習三年以來所學的各門學科的知識，以致能融貫通，進一步了解從模具設(shè)計到模具制造整個工藝流程。 三、掌握模具設(shè)計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。 由于本人設(shè)計水平有限，經(jīng)驗不足，錯誤難免，敬請老師批評、指導，不勝感激。 2 零件工藝分析及確定工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型 2.1 工件零件 對下圖一沖壓件進行設(shè)計，材料為Q235，厚度為2mm。批量：1000件，精度要求不高，可用公差等級為IT14級。零件圖如圖10.1所示： 圖 2.1 工件圖 2.2 工藝分析 此工件形狀比較復雜,但精度要求不高只有IT14 級,主要工序有沖孔、落料、壓筋、切舌，沖孔尺寸有4×φ6;落料尺寸有:70 、45°、50 、60°、37、75、30; 壓筋尺寸有：25，定位尺寸有:38±0.2；切舌尺寸有：15、15，定位尺寸有:15±0.2；Q235是普通碳素鋼,材料狀態(tài):未淬火;抗剪強度τ=304~373MPa,抗拉強度σb=432~461MPa;屈服點τs=253MPa;伸長率 τ10=19~23%;從它的力學性能可知它的沖裁性較好. 沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。主要用于加工板料零件。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力，當內(nèi)力的作用達到一定程度時，板料就會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應的變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。沖裁件的工藝性，是指沖裁件對沖裁工藝的適應性，即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小及偏差等是否符合沖裁加工的工藝要求。這對沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率都有很大影響。沖裁組合方式要根據(jù)生產(chǎn)批量，工件尺寸公差等級，對工件尺寸、形狀的適應性，模具制造、安裝調(diào)整和成本，操作方便與安全來決定。綜上分析，要選取在滿足工件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，模具制造成本低、壽命長、操作方便又安全的工藝方案。其具體要求為： 對沖裁件形狀與尺寸的要求 1.沖裁件的形狀應盡可能簡單、對稱、最好采用圓形、矩形等規(guī)則的幾何形狀或由這些基本形狀所組成。在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計成少、無廢料排樣的形狀。 2.沖裁件的外形或內(nèi)孔的轉(zhuǎn)角處、應盡量避免有過尖的銳角，宜采用圓角連接。 3.沖裁件的孔徑太小時，凸模易折斷或壓彎。沖孔的最小尺寸取決于材料的機械性能、凸模強度和模具結(jié)構(gòu)。沖小孔的凸模宜采用保護套。 4.沖裁件上局部凸出或凹入部分應避免有窄長的切口和狹長的槽、否則會降低模具壽命和工件質(zhì)量。 5.沖裁件上孔與孔之間，孔至邊緣之間的距離不宜過小，否則會產(chǎn)生孔與孔間材料的扭曲或使邊緣材料變形。也會影響沖模的強度及工件的質(zhì)量都不易保證。 沖裁件對尺寸精度的要求 一般普通沖裁所得到?jīng)_裁件的尺寸精度在IT10～IT11級以內(nèi)。本工件材料為Q235，厚度為2mm。具有良好的沖壓性能,且沖裁件結(jié)構(gòu)形狀簡單，所以精度按照IT14級制造。取磨損系數(shù)X=0.5。 結(jié)論 （1） 材料：Q235鋼板是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。 （2） 工件結(jié)構(gòu)形狀：沖裁件內(nèi)、外形應盡量避免有尖銳清角，為提高模具壽命，建議將所有90°清角改為R1的圓角。 （3） 尺寸精度：零件圖上所有尺寸均未標注公差，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為： 、、、、、、。 2.3 確定工藝方案模具結(jié)構(gòu)類型 因該工件屬大批量生產(chǎn)，根據(jù)零件的生產(chǎn)批量，尺寸精度和材料種類與厚度，選擇模具的導向方式與精度，定距方式及卸料方式等，現(xiàn)有如下兩種模具結(jié)構(gòu)方案： 方案一：采用復合沖裁模結(jié)構(gòu)。 即：在壓力機滑塊一次行程中、在模具同一工位同時完成沖孔和落料。 復合模有如下特點： 1、沖裁出來的產(chǎn)品精度高，不受送料誤差的影響，內(nèi)外形相對位置一致性好。 2、沖件表面較為平整。 3、適宜沖薄料，也適宜沖脆性或軟質(zhì)材料。 4、沖模面積較少。 方案二：采用級進沖裁模結(jié)構(gòu)。 即：在壓力機滑塊的一次行程、在模具不同工位分別進行工件的內(nèi)形和外形沖裁，而在最后工位才制成工件。 級進模有如下特點： 1、 材料利用率較高。 2、 凸模形狀簡單，提高模具使用壽命。 3、 工作效率比較高。 該工件材料為Q235，厚度為2mm。大批量生產(chǎn)，精度要求不高，IT14級即可，對比以上兩種方案決定采用級進模沖裁結(jié)構(gòu)。 通過到工廠的調(diào)研，了解到其工件包括下料、落料、沖孔、壓筋、切舌幾個工序。經(jīng)過研究可采用以下幾個方案來實施: 1、 下料——壓筋——沖孔——切舌——落料 2、 下料——沖孔——切舌——壓筋——落料 3、 下料——沖孔——切舌——落料——壓筋 4、 下料——沖孔切舌落料——壓筋 5、 下料——沖孔落料——切舌壓筋 6、 下料——壓筋沖孔——切舌落料 第一、二、三種方案是工廠采用的一般方案，主要是用來小批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率不高，模具設(shè)計比較簡單。 第四種方案是把落料、切舌和沖孔有一副連續(xù)模來做。采用此方案則要求設(shè)計的模具精度比較高。成本較大。 第六種方案把落料、沖孔、壓筋和切舌分成兩副模具，可以滿足大批量生產(chǎn)的要求，同時也可以節(jié)省模具成本，對模具的要求不是很高。設(shè)計的模具的結(jié)構(gòu)比較簡單。 第五種方案相對第六種方案來說，主要考慮模具和工件的定位和壓一般成形規(guī)律，與尺寸精度的影響。 通過和老師討論第五種方案較好。 2.3.1 定位裝置 為了使條料送料時有準確的位置,保證沖出合格的制件,同時考慮到零件生產(chǎn)批量不多,且要求模具結(jié)構(gòu)盡量簡單,所以采用定位銷定位。 　　因為板料厚度t=2mm,屬于較厚的板材,且制件尺寸不大,固采用側(cè)面兩個始用擋料銷定位導向,在送料方向由于受凸模和凹模的影響,為了不至于削弱模具的強度,在送給方向采用一個固定擋料銷. 2.3.2 卸料裝置 連續(xù)模沖裁時，條料將卡在凸凹模外緣，因此需要在下模設(shè)置卸料裝置。 在下模的卸料裝置一般有三種形式：第一種剛性卸料，常用于較硬、較厚且精度要求不太高的工件沖裁。第二種彈性卸料，常用于沖裁厚度少于1.5mm的板料，由于有壓料作用，沖裁件平整。第三種廢料切刀卸料，主要用于大中型零件沖裁或成形見切邊。由于該零件的條料較厚，故采用第一種剛性卸料結(jié)構(gòu)。 2.3.3 導向裝置 采用二導柱式模架。 3 沖孔落料模模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1 工件展開圖 圖 3.1 工件展開圖 3.2 排樣及計算條料寬度及確定步距 沖裁件在條料、帶料或板料上布置的方法稱為排樣，沖件的合理布置與沖件的外形有很大的關(guān)系。按材料的經(jīng)濟利用程度或廢料的多少，排樣可分為有廢料排樣與少、無廢料排樣兩大類。按零件在條料上的布置形式，排樣又可分直排、斜排、對排、對頭斜排、多排、混合排等形式。無廢料排樣是指工件與工件之間、工件與條料側(cè)邊之間均無廢料。少廢料排樣是指沿工件的部分外形切斷或沖裁，而廢料只有沖裁刃之間的搭邊或側(cè)搭邊。無廢料排樣是全部沿工件外形沖裁，在沖裁刃之間，工件與條料之間均無搭邊。 根據(jù)以上敘述可見，采用少，無廢料排樣要求工件的相應無搭邊部分公差等級于板材一致或根本上無公差要求。鑒于圖示工件的尺寸、外形及公差等級，采用少、無廢料排樣均不能滿足要求，因此選用有廢料排樣，且為直排法。 排樣時工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料稱為搭邊及側(cè)搭邊。 根據(jù)以上敘述可見，采用少，無廢料排樣要求工件的相應無搭邊部分公差等級于板材一致或根本上無公差要求。鑒于圖示工件的尺寸、外形及公差等級，采用少、無廢料排樣均不能滿足要求，因此選用有廢料排樣，且為直排法。 排樣時工件與工件之間及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料稱為搭邊及側(cè)搭邊。搭邊值的合理確定關(guān)系到工件的質(zhì)量及模具的壽命。 首先查有關(guān)表確定搭邊值。根據(jù)零件形狀，兩工件間按圓弧取搭邊值b=2.5,側(cè)邊按圓形取搭邊值a=2.2,條料與導料板間的間隙，垂直于送料方向的工件尺寸為。 連續(xù)模進料步距為32.5mm。 條料寬度按相應的公式計算： B=(D+2a+⊿) （3.1） 查表 ⊿=1 B=(121+2.2×2+1) =124.4. 3.3 材料利用率的計算 一段條料能沖出的工件的重量與這段條料重量之比的百分數(shù)稱為材料利用率。 材料利用率 η=A/（SB）×100％ （3.2） A——一個步距內(nèi)工件的有效面積mm S——送料步距mm B——條料寬度mm A=3307.29mm η=3307.29/(35×124)×100%= 76.205% 畫出排樣圖2如下： 圖 3.2 排樣圖 3.4 計算總沖壓力 由于沖模采用剛性卸裝置和自然漏料方式，故總的沖壓力為： P0=P+Pt （3.3） P=P1+P2 （3.4） 而式中 P1--------落料時的沖裁力 P2--------沖孔時的沖裁力 按推料力公式計算沖裁力： P1=KLtτ （3.5） 其中：K 為系數(shù) 見表3-13 L 為工件的輪廓長度（mm） 為材料的抗剪強度（） t 為材料的厚度（mm） 查附表41 τ=340MPa =1.3×298×2×340/10000 =26.34（KN） P2=1.3×2×3π×4×2×340/10000 =6.66(KN) 按推件力公式計算推件力Pt： Pt=nKtP （3.6） 其中：n 為卡再凹模里料的個數(shù)=h/t。h為凹模刃壁垂直部分高度（mm） t為料厚（mm） 見表3-16 P 為沖裁力N。 取n=3，查表2-10，Kt=0.055 Pt=3×0.055×(26.34+6.66)=5.45(KN) 計算總沖壓力PZ： PZ=P1+P2+Pt =26.34+6.66+5.45 =38.45(KN) 3.5 壓力中心的計算 沖裁力合力的作用點稱為沖裁的壓力中心。為了保證壓力機和模具平穩(wěn)地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線，且和壓機滑塊的中心線相重合，以防止模具工作時發(fā)生歪斜、間隙不均勻、導向磨損等。定壓力中心的工作，主要對復雜沖裁模、多凸模沖孔模及連續(xù)模才進行。通常模具布置時將壓力中心安放在凹模的對稱中心點上。由沖裁壓力中心計算公式 ，， （3.7） 本次設(shè)計的模具中的沖孔模屬于多凸模沖孔，因此要計算其壓力中心， 圖3.3 壓力中心 各型孔的沖裁長度和重心坐標為： 將數(shù)據(jù)代入上訴公式可得該圖形的壓力中心坐標為 ， 。故沖的壓力中心點為（36.7 81.36） 4 沖孔落料模的主要零部件設(shè)計 4.1 凹模的設(shè)計 落料模中凹模的尺寸及制造精度： 落料零件的簡圖如下： 圖4.1 落料凹模 尺寸磨損后增大，由公式 （4.1） 計算得： 尺寸磨損后增大， 尺寸磨損后增大， 尺寸磨損后增大， 尺寸磨損后增大， 尺寸磨損后增大， 4.2 沖孔模中凸模的尺寸及制造精度： 沖孔零件的簡圖如下： 圖4.2 沖孔凸模 尺寸磨損后減小，并將該尺寸化為由公式： （4.2） 尺寸磨損后仍保持不變，并將該尺寸化為由公式： （4.3） 尺寸磨損后仍保持不變，并將該尺寸化為 尺寸磨損后仍保持不變，并將該尺寸化為 尺寸磨損后仍保持不變，并將該尺寸化為 尺寸磨損后仍保持不變，并將該尺寸化為 4.3 凸、凹模間隙 查《沖壓工藝及模具設(shè)計》中表2.3,知 =0.06mm,=0.02mm，則 =+=0.08mm 沖孔凸模、落料凹模分別按照沖孔凸模、落料凹模的實際尺寸進行配制，雙邊最小間隙為0.06mm，間隙最大不得超過0.08mm。大批量生產(chǎn)、且工作精度要求不高，按大間隙可提高模具的壽命。 4.4 凹模的結(jié)構(gòu)形式 凹模的材料選用T10A，查《沖壓工藝及模具設(shè)計》可選用如下圖所示的類型： 圖4.3凹模結(jié)構(gòu)圖 查表得， 凹模外形尺寸的確定 凹模的輪廓尺寸，因其結(jié)構(gòu)形式不一，受力狀態(tài)比較復雜，目前還不能用理論計算方法確定，在實用中，一般根據(jù)沖裁材料的厚度，按經(jīng)驗公式計算。凹模板的厚度一般應不小于15，隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也相應增大。按照下面的公式進行計算。 凹模厚度：（mm） 式中 K——系數(shù)，考慮板料厚度的影響=0.28； b——沖裁件的最大外形尺寸。 所以落料凹模厚度為： 落料凹模尺寸為： 4.5 凸模的設(shè)計 凸模的結(jié)構(gòu)形式 通過對該工件的工藝性分析可知，該模具沖孔時需采用圓形凸模，落料時需采用非圓形凸模兩種。查《沖壓工藝及模具設(shè)計》可選用（b）型為該圓形凸模結(jié)構(gòu)，d=3.0～30.2mm，正符合該工件，其結(jié)構(gòu)如下圖： 圖4.4 沖孔凸模結(jié)構(gòu) 凸模長度為： 其中凸模固定板厚， 取=20mm 卸料板厚， 導料板厚， ,其中包括凸模進入凹模的深度 、總修磨量以及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的安全距離，取。 則沖孔凸模：， 落料凸模：。 對于非圓形凸模可固定部分做成長方形，這樣就改善了它和凸模固定板之間的配合。 如上該圓形小凸模比較細長，且工件厚度較大，必須進行承壓能力校驗。 承壓能力校驗： 沖裁時,凸模承受的壓應力必須小于凸模材料強度允許的壓應力: ，對圓形凸模，，代入上式可得 式中 ——沖裁力，N； ——凸模最小斷面面積，mm2； ——凸模直徑，mm； ——材料厚度，mm； ——毛料材料抗剪強度，MPa； ——凸模材料的許用壓應力，MPa。 查《沖壓模具與制造》表知，取， ， 所以 成立，即該沖孔凸模承壓能力足夠。 凸模的固定方式 如圖所示，沖孔凸模采用壓入法的固定方式。 圖4.5凸模安裝形式 用凸模固定板將凸模固定在模座上。固定板與凸模一般采用過渡配合。適用于沖裁板厚的沖裁凸模與各類模具零件，利用臺階結(jié)構(gòu)限制軸向移動，注意臺階結(jié)構(gòu)的尺寸，應該使，，。 它的特點是連接可靠，對配合孔的精度要求較高。裝配時，將凸模固定板型孔臺階朝上，放在兩個等高墊鐵上，將凸模工作端朝下放入型孔對正，用壓入機分多次壓入，要邊壓入邊檢查凸模垂直度，并注意盈量、表面粗糙度，導入圓角和導入斜度。壓入后臺階面要接觸，然后將凸模尾端磨平。壓入時最好在手動壓力機上進行，首次壓入時不要超過3mm。而落料凸模由于其外形復雜.采用低熔點合金法進行固定。低熔點合金在冷凝時有體積膨脹的特點，利用這個特點在模具裝配時固定零件。采用這種方法的優(yōu)點是工藝簡單、操作方便，并可降低配合部位的加工精度，減少加工工時，有較高的連接強度。且低熔點合金可重復使用，回用次數(shù)多時，應測定合金的成分比例。 5 沖孔落料模輔助零件設(shè)計 5.1 擋料銷 擋料銷用于限定條料的送進距離、抵住條料的搭邊或工件輪廓，起定位作用。擋料銷有固定擋料銷和活動擋料銷，而固定擋料銷分為圓形和鉤形，一般安裝在凹模上，圓形擋料銷，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，根據(jù)所設(shè)計的模具選用圓形固定擋料銷。材料為45鋼，經(jīng)熱處理硬度HRC42～48。與凹模的銷孔為H7/m6配合。查《沖壓工藝及模具設(shè)計》表3.8知，擋料銷高度為3mm。 5.2導料板 導料板的作用是使條料在橫向能夠正確定位，即沖裁時條料可貼在導料板的一側(cè)向前送進，以防偏斜。導料板的結(jié)構(gòu)可分為與卸料板作為一體的和與卸料板分離的兩種形式。為了便于加工制造，采用導料板與卸料板聯(lián)成整體的結(jié)構(gòu)形式。為使條料順利通過，導料板間的距離應等于條料的最大寬度加上一間隙值（ 一般大于0.5mm）。導料板的高度H視料厚t與擋料銷的高度h而定,使用固定擋料銷時,導料板高度較大,擋料銷上要有適當?shù)目臻g,使條料便于通過,送料不受阻礙時,導料板高度可小些.查《沖壓工藝及模具設(shè)計》表3.8知H=8～10mm ,取H=10mm。其結(jié)構(gòu)如下圖： 圖5.1 導料板 5.3卸料板 卸料板是將材料或工件從凸模上卸脫的固定式或活動式板形零件。本次設(shè)計考慮到該工件的工藝性極其模具的要求等因素，決定選用固定卸料板結(jié)構(gòu)，固定卸料裝置安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單，卸料力大。根據(jù)沖裁件厚度，則采用封閉式剛性卸料板。且和導料板做為一體，兼作導向裝置，卸料板孔應按照凸模配做。固定卸料板與凸模之間的單邊間隙取，經(jīng)過計算，凸模與卸料板上形孔的單邊間隙可取0.5mm。卸料板與凸模配合的孔下面應保證是銳角，否則卸料時條料易擠進間隙內(nèi)而損壞凸模。卸料板厚度一般為凹模厚度的0.5～1.0倍。 圖5.2 剛性卸料板 5.4 導向零件 導向零件是指上、下模的導向裝置零件。對生產(chǎn)批量大、要求模具壽命長、工件精度高的沖裁模，一般采用導向裝置，以保證上、下模的精確導向。常用導柱導套結(jié)構(gòu)。 由于設(shè)計的模具較大，采用中間導柱模架。導柱分布在矩形凹模的對稱中心上，兩個導柱的直徑不同，可避免上模與下模裝錯而發(fā)生啃模事故。適用與單工序模。導柱與導套、下模座的配合關(guān)系采用基軸制。導柱和與之相配合的導套，分別壓入下模座和上模座的安裝孔中，分別采用和過盈配合，工作可靠，應用較為廣泛。為避免因調(diào)整不當，使壓力機滑塊與導柱上端面碰撞，在選擇導柱長度和導柱、導套安裝時，應保證模座在閉合狀態(tài)時，上模座上平面與導柱上端面應保留10～15mm的距離，導柱下端面與下模座下平面應留2～5mm的距離。導套與上模座上平面應留不小于3mm的距離。 5.5 連接與固定零件 5.5.1 上、下模座 上、下模座上不僅要安裝沖模的全部零件，而且要承受和傳遞沖壓力。所以模座不僅要有足夠的強度，還要有足夠的剛度。模座的剛度不足，會降低沖模壽命。因此，模座要有足夠的厚度，一般取為凹模厚度的1～1.5倍。在該模具中可選用滑動導向中間導柱模架的模座。上、下模座的導柱、導套安裝孔的軸心線應與基準面垂直，其垂直度誤差按為100:0.01mm。模座的上、下平面的表面粗糙度為0.8，只有在保證平行度要求下才允許降低為1.6。矩形模座的長度應比凹模長度大40～70mm，而寬度尺寸可與凹模同寬或梢大。因為采用了導柱導套導向，應為其留出足夠的安裝位置。以及采用了模柄的上模座，因為不用留出安裝壓板的凸臺，其外形尺寸可適當縮小。模板的厚度一般可根據(jù)凹模厚度來定。通常?。?、 式中 ——上模座厚度； ——下模座厚度； ——凹模厚度。 所以落料模具：。 沖孔模具： 下模座長因為本沖模采用導柱導套裝置，故下模座長度取得稍大。 5.5.2 模柄 選用壓入式模柄。它與上模座孔采用過渡配合。模柄的直徑與長度應與所選用沖床的安裝模柄孔直接相匹配，模柄裝入上模座后，模柄的軸心線對上模上平面的垂直度誤差在全長范圍內(nèi)不大于0.05mm，材料可采用45鋼。 5.5.3 螺釘與銷釘 螺釘與銷釘用于零件安裝時的固定和定位。工作零件與窩座配合時則不用銷釘。銷釘一般用兩個。螺釘?shù)拇笮「鶕?jù)凹模厚度選擇，查表選取螺釘?shù)男吞枮镸16。 3.5.2.3冷沖模常用零件的材料、熱處理及硬度如下: 表5.1 材料清單 零件名稱 材料 熱處理硬度HRC 沖裁凸模 T10A 58～62 沖裁凹模 T10A 58～62 上、下模座 HT400 凸、凹模固定板 45鋼 43～48 墊板 45鋼 43～48 卸料板 45鋼 43～48 導料板 Q235 28~32 擋料銷 45鋼 43～48 模柄 Q235 43～48 導柱、導套 20 鋼 滲碳56～62 銷釘 45鋼 43～48 螺釘 45鋼 35～40 墊圈 Q235 43～48 6 沖孔落料模壓力機的選擇 壓力機的選用是制定沖壓工藝和制定模具設(shè)計方案的一項重要內(nèi)容。它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用，沖壓工藝的的順利實現(xiàn)、提高模具壽命、方便操作以及提高生產(chǎn)效率等一系列重要問題。選用壓力機，主要是根據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)，沖壓件批量的大小，模具的尺寸和精度，變形力的大小等。壓力機的選用包括選擇壓力機的類型和確定壓力機的主要技術(shù)參數(shù)兩項內(nèi)容。所選用的壓力機公稱壓力應大于計算出來的總沖壓力588KN,，工作臺板尺寸、壓力機的閉合高度和滑塊尺寸等應能滿足模具正確安裝的要求。壓力機滑塊行程應滿足工件在高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓后能順利地從模具內(nèi)取出來。 由于沖模閉合高度=170mm。壓力機的最大裝模高度應大于或等于170mm（沖模閉合高度+5mm）。 按上述要求可選用開式可傾壓力機,需要在工作臺面上加設(shè)墊板。型號為JB23-63,其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力：630kN 滑塊行程：120mm 行程次數(shù)：70次/min 最大封閉高度：360mm 連桿調(diào)節(jié)長度：50mm 工作臺板厚度：84mm 工作臺尺寸：480710mm 電動機功率：5.5KW 模柄尺寸： 7 壓筋切舌模設(shè)計計算 7.1.1 彎曲力的計算 此產(chǎn)品有壓筋部分還有包括切舌部分的力。 由于壓筋不僅受到材料性能，彎曲方法，模具結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，用理論公式計算不但計算復雜而且不一定正確，因此在生產(chǎn)中經(jīng)常采用經(jīng)驗公式來計算。 U形件彎曲的彎曲力計算： （7.1） 式中 B──彎曲線寬度（mm）； K──安全系數(shù)，一般取K=1.3； t──板料厚度（mm）； ──材料抗拉強度（MPa）； r──彎曲半徑（mm）。 U形彎曲部位 B=25mm,t=2mm, =450MP,R=2mm 則彎曲力N 頂件力和卸料力值可近似取自由彎曲力的30%~80%。即 =（0.3~0.8）≈0.5×4725=2363N 由于切舌和沖裁類似，按沖裁公式計算即 =1.3×15×4×2×340=53040N 總的彎曲力F= ++ =53040+2363+=60128N 7.2 壓筋切舌模壓力機的選擇 為了確保機械壓力機的安全，按經(jīng)驗，可將計算的彎曲力限制在壓力機額定壓力的75%～80%，并據(jù)此確定壓力機的額定壓力。按上述要求可選用J23—10開式雙柱可傾壓力機。 其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力：100kN 滑塊行程：45mm 最大封閉高度：180mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：35mm 模柄孔尺寸：φ40mm×50mm 工作臺尺寸（前后×左右）：240mm×360mm 工作臺板厚度：40mm 8 壓筋切舌模成形件尺寸的確定 8.1 凸、凹模圓角半徑 當彎曲件的彎曲圓角半徑大于最小彎曲半徑，并且沒有特殊要求時，則凸模圓角半徑就等于工件的彎曲半徑r1。此處及第一部分壓筋凸模=1mm。第二部分切舌凸模=2mm。 凹模圓角半徑的大小對彎曲和工件質(zhì)量均有影響。過小的圓角半徑會使工件表面擦傷，甚至出現(xiàn)壓痕。凹模兩邊的圓角半徑應一致。以免彎曲工件時，使毛料發(fā)生偏移。 在生產(chǎn)中，凹模圓角半徑通常根據(jù)材料的厚度選取。則 當t=2~4mm時，≈t 則第一部分壓筋=2mm。第二部分切舌rd=10mm。 8.2 凸、凹模間隙 對于U形彎曲件，則必須選擇適當?shù)拈g隙。間隙的大小對工件質(zhì)量和彎曲力有很大影響。間隙越小，彎曲力越大；間隙過小，會使工件邊部壁厚減薄，降低凹模壽命。間隙過大，則回彈大，降低工件的公差等級。因此，間隙值與材料的機械性能、 工件彎曲回彈、直邊長度等有關(guān)。按《沖壓工藝及模具設(shè)計》式（4.46）計算。 Z=+Ct （8.1） 式中 Z──單面間隙，mm； ──材料最大厚度，mm； C──因數(shù)，參見《沖壓工藝及模具設(shè)計》表4.12。 Z=2.5+0.15×2.5=2.875 8.3 彎曲模零件總體尺寸的確定 凸、凹模尺寸 壓筋凸模長度基本尺寸：75mm； 切舌凸模高度：88mm； 成形凹模厚度：37mm； 上、下模座尺寸 上模座：長×寬×高=360mm×164mm×40mm 模 柄：φ40mm×50mm， 下模座：長×寬×高=360mm×164mm×30mm 標準件選用 按已確定的彎曲模形式及計算出的參數(shù)，從模具標準中查出有關(guān)標準件。具體如下： 銷釘： 1—4×16 GB119—86 2—16×40 GB119—86 2—16×70 GB119—86 螺釘： 4—3×20 GB2867.5—81 4—M12×30 GB70—76 4—M16×60 GB65—76 8.4 模具自制零件的材料及熱處理要求 上、下模座： 45鋼、 調(diào)質(zhì)28～32HRC 壓筋切舌凹模： T10A、 56～62HRC 壓筋切舌凸模： T10A、 58～60HRC 固 定 板： 45鋼、 43～48HRC 9 模具的安裝調(diào)試 9.1 沖孔落料模的安裝調(diào)試 9.1.1 確定裝配方法和裝配順序 采用直接裝配法。先分組裝配后總裝配。分組裝配的有凸模和模柄裝配。選擇凹模為基準件，先裝配下模、再裝配上模，最后裝配卸料板等輔助零件。 9.1.2 裝配要點 ⑴ 按裝配圖標題欄準備模具零部件。 [2] 裝配模柄，將模柄壓入到上模座的型孔中，然后用止轉(zhuǎn)銷釘用來定位，使其止轉(zhuǎn)。 [3] 裝配凸模，凸模固定板組件 ① 將沖孔凸模安裝在凸模固定板相應孔內(nèi)，并打上防轉(zhuǎn)銷 ② 將落料凸模安裝在凸模固定板相應孔內(nèi)，并鉚接 ③ 端面磨平 [4] 按裝配、調(diào)整要領(lǐng)，將導料板，卸料板在凹模上安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷。 [5] 將凹模組件與下模座安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷。 [6] 將上模座與凸模固定板，墊塊安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷 [7] 裝配后的沖裁凸模、凹模的工件端面應磨平，保證粗糙度Ra0.8。 [8] 試切 [9] 裝配其他零件（導柱，導套）及標準件。 [10] 試沖 將裝配好的模具安裝在指定的壓力機上，試沖合格后交付生產(chǎn)使用。 試沖時重點檢查各型孔與凸模的間隙合理和均勻、條料送料準確、可靠、無阻滯和落料件、沖孔廢料下落順暢。 9.2 壓筋切舌模的安裝調(diào)試 ⑴ 按裝配圖標題欄準備模具零部件。 [2] 裝配模柄，將模柄壓入到上模座的型孔中，然后用止轉(zhuǎn)銷釘用來定位，使其止轉(zhuǎn)。 [3] 裝配凸模，凸模固定板組件 ① 將凸模安裝在凸模固定板相應孔內(nèi)，并鉚接 ② 端面磨平 [4] 按裝配、調(diào)整要領(lǐng)，將導料板在凹模上安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷。 [5] 將凹模組件與下模座安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷。 [6] 將上模座與凸模固定板，墊塊安裝合適后，固緊螺釘、鉆、鉸銷孔，裝入定位圓銷 [7] 裝配后的沖裁凸模、凹模的工件端面應磨平，保證粗糙度Ra0.8。 [8] 試切 [9] 裝配其他零件（導柱，導套）及標準件。 [10] 試沖 將裝配好的模具安裝在指定的壓力機上，試沖合格后交付生產(chǎn)使用。 試沖時重點檢查各型孔與凸模的間隙合理和均勻、和成形件、沖孔廢料下落順暢。 沖模組裝后必須在生產(chǎn)條件下試沖，檢查沖壓件的尺寸精度和表面質(zhì)量是否符合產(chǎn)品零件設(shè)計要求，檢查模具使用性能，是否能合理、可靠地滿足批量生產(chǎn)的要求。對試沖中出現(xiàn)的問題，分析產(chǎn)生原因并加以修正，使模具不僅能沖出合格零件，還具備安全穩(wěn)定地投入生產(chǎn)使用的條件。 10 結(jié)束語 經(jīng)過了幾個月的學習和工作，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計。從開始接到題目到計算，再到裝配圖的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學期間獨立完成的最大的項目。在這段時間里，我學到了很多知識也有很多感受，從對設(shè)計的一知半解，我開始了獨立的學習和試驗，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進都是我學習的收獲，每一次試驗的成功都會讓我興奮好一段時間。從中我也充分認識到了設(shè)計給我們模具專業(yè)帶來的挑戰(zhàn)與樂趣。 雖然我的設(shè)計作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說，這里面的每一點，都是我的勞動成果。 這次做設(shè)計的經(jīng)歷一定會使我終身受益，我感受到做設(shè)計是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和思考的過程，沒有學習就不可能有思考的能力，沒有自己的思考，就不會有所突破，那也就不叫設(shè)計了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進步。 參 考 文 獻 1 王孝培主編、沖壓手冊、北京:機械工業(yè)出版社、1990、20-22 2 姜奎華主編、沖壓工藝與模具設(shè)計、北京:機械工業(yè)出版社、1997、 60-62 3 沖模設(shè)計手冊編寫組、 沖模設(shè)計手冊、北京:機械工業(yè)出版社、1998、150-154 4 鈑金沖壓工藝手冊編委會編著、 鈑金沖壓工藝手冊、北京:國防工業(yè)出版社、 1989、167-172 5 沖壓工藝及模具設(shè)計編寫委員會、 沖壓工藝及模具設(shè)計、北京:國防工業(yè)出版社、 1993、54-55 6 候義馨、 沖壓工藝及模具設(shè)計、北京:兵器工業(yè)出版社, 1994、 62-65 7 盧險峰、 沖壓工藝模具學、北京:機械工業(yè)出版社、1999、 44-46 8 胡亞民、 材料成形技術(shù)基礎(chǔ)、重慶:重慶大學出版社、2000、15-17 9 劉湘云、鄒金統(tǒng)主編. 冷沖壓工藝及模具設(shè)計、北京:航空工業(yè)出版社、1994、16-17 10 陳尖嗣、郭景儀主編. 沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)、北京:北京出版社、1991、 62-65 11 張鼎承主編、 沖壓機械化與自動化、北京:機械工業(yè)出版社、1982、92-95 12 張毅主編、 現(xiàn)代沖壓技術(shù)、北京:國防工業(yè)出版社、1994、102-105 13 許發(fā)樾主編、 模具標準應用手冊、北京:機械工業(yè)出版社、1994、164-166 14 Tomesani、L.Analy of a tension-driven outsidein tube inversion Jouranl of Material Processing Technology,Vol.64,1997,pp.397-386 15 郭成等、 沖壓件廢次品的生產(chǎn)與防止200例、 北京:機械工業(yè)出版社、120-122 16 Pearce,R.Sheet Matal Forming,Bristol、philadelphia:Adam hilger,c1991 17 Liescu,constantin.Cold-pressing technology/constantin iliescu. ---Amsterdam:Elsevior,1990 致 謝 四年的艱苦跋涉，五個月的精心準備，畢業(yè)論文終于到了劃句號的時候，心頭照例該如釋重負，但寫作過程中常常出現(xiàn)的輾轉(zhuǎn)反側(cè)和力不從心之感卻揮之不去。論文寫作的過程并不輕松，工作的壓力時時襲擾，知識的積累尚欠火候，于是，我只能一次次埋頭于圖書館中，一次次在深夜奮筆疾書。第一次花費如此長的時間和如此多的精力，完成一篇具有一定學術(shù)價值的論文，其中的艱辛與困難難以訴說，但曲終幕落后留下的滋味，值得我一生慢慢品嘗。 敲完最后一個字符，重新從頭細細閱讀早已不陌生的文字，我感觸頗多。雖然其中沒有什么值得特別炫耀的成果，但對我而言，是寶貴的。它是無數(shù)教誨、關(guān)愛和幫助的結(jié)果。 我要感謝我的指導教師申愛玲、羅玉梅老師。兩位老師雖身負教學、科研重任，仍抽出時間，不時召集我和同門以督責課業(yè)，耳提面命，殷殷之情盡在諄諄教誨中。這篇論文更傾注了她們的大量心血。從初稿到定稿，她們不厭其煩，一審再審，大到篇章布局的偏頗，小到語句格式的瑕疵，都一一予以指出。是她們傳授給我方方面面的知識，拓寬了我的知識面，培養(yǎng)了我的功底，對論文的完成不無裨益。我還要感謝邵陽學院所有教過我的老師，是你們讓我成熟成長；感謝學院的各位工作人員，他們細致的工作使我和同學們的學習和生活井然有序。 謹向我的父母和家人表示誠摯的謝意。他們是我生命中永遠的依靠和支持，他們無微不至的關(guān)懷，是我前進的動力；他們的殷殷希望，激發(fā)我不斷前行。沒有他們就沒有我，我的點滴成就都來自他們。 讓我依依不舍的還有各位學友、同門和室友。在我需要幫助的時候他們伸出溫暖的雙手，鼎立襄助。能和他們相遇、相交、相知是人生的一大幸事。 本論文的完成遠非終點，文中的不足和淺顯之處則是我新的征程上一個個新的起點。 我將繼續(xù)前行！ 33