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1緒論
模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在模具生產(chǎn)制造中所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗是其他加工制造方法所不能比擬的。模具技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平高低的重要標(biāo)準(zhǔn)，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(kāi)發(fā)能力。
目前，國(guó)內(nèi)外模具工業(yè)迅猛發(fā)展，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)磨具的設(shè)計(jì)與制造要求也越來(lái)越高。我國(guó)模具工業(yè)作為一個(gè)獨(dú)立、新型的工業(yè)，正處于飛速發(fā)展階段，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一，其發(fā)展前景是十分廣闊的。
本說(shuō)明書(shū)闡述的是支撐板落料沖孔復(fù)合模及彎曲模設(shè)計(jì)，具有非常現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)意義。復(fù)合模是在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上完成兩道或兩道以上的沖壓工序。復(fù)合模的結(jié)構(gòu)緊湊，沖出來(lái)的精度高，適合大批量的生產(chǎn)，特別是孔與制件的外形的同心度容易保證，但復(fù)合模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造相對(duì)困難。
本設(shè)計(jì)支撐板落料沖孔復(fù)合模采用倒裝結(jié)構(gòu)，凸凹模安裝在模具下模座上。倒樁復(fù)合模廢料清理無(wú)須二次清理，操作方便安全，生產(chǎn)效率較高。復(fù)合模與彎曲模的設(shè)計(jì)過(guò)程大致相似，復(fù)合模較彎曲模結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。設(shè)計(jì)上主要是對(duì)凸模、凹模和凸凹模的設(shè)計(jì)，其中主要是其工作部分的尺寸設(shè)計(jì)，以保證制造的精度和質(zhì)量要求、模具許多零件大多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，如模架﹑導(dǎo)柱﹑模座﹑卸料螺釘﹑固定板等。在設(shè)計(jì)中，只須根據(jù)設(shè)計(jì)需要和標(biāo)準(zhǔn)合理選定。
2復(fù)合模設(shè)計(jì)
2.1支撐板沖裁工藝性分析
2.1.1零件工藝性分析
本設(shè)計(jì)是一支撐板落料沖孔復(fù)合模及彎曲模，支撐板零件簡(jiǎn)圖：如圖2.1所示：
生產(chǎn)批量：大批量
材料：Q235
材料厚度：2mm
2.1支撐板零件圖
由零件圖可知，支撐板的加工涉及到落料、沖孔和彎曲三道工序。該零件形狀較為簡(jiǎn)單且對(duì)稱，尺寸精度要求不高，材料Q235的沖壓性能較好，適合大批量的生產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低，經(jīng)濟(jì)性好。零件彎曲直邊為15mm（計(jì)算：20－t－r=20－2－3=15mm）,大于材料要求的最小直邊2t=2×2mm=4mm,故彎曲工藝性較好。支撐板各孔與零件外形邊緣的距離均大于復(fù)合模中凸凹模的最小壁厚4.9mm的要求，因此，沖孔及落料復(fù)合時(shí)，凸凹模的強(qiáng)度足夠。幾何形狀，尺寸和精度等情況均符合沖裁的工藝要求。
2.1.2零件加工工藝方案的確定
由于零件加工要經(jīng)過(guò)3道工序才能完成，所以采用如下方案：
根據(jù)零件的特殊性制定如下的加工方案：
方案一：落料沖孔―彎曲
方案二：落料―沖孔―彎曲
方案三：落料沖孔彎曲
方案一與方案二相比較，方案一安排比較合理，減小工序環(huán)節(jié)，降低模具成本。方案三與方案一相比較，雖然工序較方案一少，但是方案三模具制造較為復(fù)雜。因此為了保證零件的精度要求 ，降低模具成本，優(yōu)先選擇方案一，并且先采用倒裝式落料沖孔復(fù)合模對(duì)工件沖孔落料加工，再利用彎曲模對(duì)沖裁后的工件進(jìn)行彎曲，從而加工出最后的零件。
2.1.3毛坯圖形尺寸的確定
彎曲件展開(kāi)尺寸的計(jì)算如下：
L=l1+l2+(r+χt) π／2
r—內(nèi)彎曲半徑
χ—中性層位移系數(shù)
t—材料厚度
中性層的曲率半徑和彎曲變形程度有關(guān)，當(dāng)變形程度比較大時(shí)中性層會(huì)向內(nèi)側(cè)移動(dòng)。r／t=3／2=1.5，變形程度比較大，由表2.1可知χ=0.36
表2.1
彎曲件展開(kāi)長(zhǎng)度：L=l1+l2+(r+χt) π／2=15+80+（3+0.36×2）π／2
= 100.8mm≈101mm
圖2.2 支撐板彎曲展開(kāi)圖
2.2沖裁件的排樣、搭邊與材料利用率的計(jì)算
2.2.1排樣
沖裁件在板料或調(diào)料上的布置方式，稱為沖裁件的排樣，簡(jiǎn)稱排樣。排樣的合理與否，不但影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，降低零件成本，還會(huì)影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等。因此考慮到上述的情況，選擇如圖2.2的排樣圖。
圖2.3 排樣圖
2.2.2搭邊
排樣中相鄰兩制件之間的余料或制件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。其作用是補(bǔ)償定位誤差和保持有一定的強(qiáng)度和剛度，防止由于條料的寬度誤差、送進(jìn)步距誤差、送料歪斜等原因而沖裁出殘缺的廢品，保證沖出合格的工件，便于送料。
搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊越小越好。但過(guò)小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件剪切表面質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。因此，取a=1.5mm，b=1.8mm。
2.2.3材料的利用率
排樣的目的是為了合理的利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。所謂材料利用率是指沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比。材料利用率的計(jì)算公式如下：
一個(gè)進(jìn)距的材料利用率η的計(jì)算如下：
η=(nA／bh) ×100％ （2.1）
式中 A—沖裁件面積（包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料），（mm2）；
n—一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖裁件數(shù)目；
b—條料寬度，（mm）；
h—進(jìn)距，（mm）。
一張板料上總的材料利用率η總的計(jì)算如下：
η總=（n總 A／LB）×100％ (2.2)
式中 η總—一張板料上沖裁件總數(shù)目；
L—板料長(zhǎng)，（mm）
(1)材料的一個(gè)進(jìn)距的利用率
條料寬度（有側(cè)壓）計(jì)算如下：
b=(B+2a+Δ)
b—條料的寬度，mm；
B—零件寬度，mm；
a—沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊，mm；
Δ—條料下料時(shí)的下偏差值，mm。
查得：Δ=0.5mm
因此，b=(45+2×1.8+0.5)=49.1mm；
條料進(jìn)距：h=101+1.5=102.5mm；
沖裁剪的總面積及計(jì)算得：A=4375.58mm2。
一個(gè)進(jìn)距的材料利用率：
η=（nA／bh）×100%=(4375.58×1／5032.75) ×100%
= 86.9%
(2)材料的總利用率：
板材選擇2000mm×1200mm；
所以每條條料能沖出來(lái)的零件數(shù)是：2000／102.5=19.5,取19個(gè)；
每塊板料可以有條料條數(shù)是：
1200／49.1=24.4,取24個(gè)；
因此，每塊板料有24×19=456個(gè)；
總利用率為：η總=456×4375.58／2000×1200=83.1%
2.3沖裁間隙的選取
沖裁間隙是指沖裁凸模和凹模刃口之間的間隙。單邊間隙用C表示，雙邊間隙用Z表示。圓形沖裁模雙邊間隙為: Z=D凹－D凸
式中 D凹—沖裁模凹模直徑尺寸（mm）
D凸—沖裁模凹模直徑尺寸（mm）
沖裁間隙是沖裁過(guò)程中一個(gè)重要的工藝參數(shù)，間隙的選取是否合理直接影響到?jīng)_裁件質(zhì)量、沖裁力、沖模的使用壽命和卸料力等。
如圖2.4：
圖2.4 沖裁間隙
（1）沖裁間隙的選取
沖裁間隙的大小主要與材料的性質(zhì)及厚度有關(guān)，材料越硬，厚度越大，則間隙值應(yīng)越大。選取間隙時(shí)應(yīng)結(jié)合沖裁件的具體要求和世家的生產(chǎn)條件來(lái)考慮。其總的原則應(yīng)該是在保證滿足沖裁件剪斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下，是模具壽命最長(zhǎng)。設(shè)計(jì)時(shí)一般采取查表法確定，在沖模制造時(shí)，也可按材料厚度的百分比估算。查表2.2選的間隙值為：
Zmax=0.360mm；Zmin=0.246mm。
表2 .2沖裁模刃口始用間隙
為了使模具能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沖制出合格的零件，提高模具的利用率，一般設(shè)計(jì)模具時(shí)?。趍in作為初始間隙。
2.4沖壓力的計(jì)算
沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計(jì)算沖壓力的目的是為了合理地選擇沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力，所設(shè)計(jì)的模具必須能傳遞和承受所計(jì)算的沖裁力，已適應(yīng)沖裁的要求。沖裁力包括沖裁力、卸料力、推薦力、頂件力的計(jì)算。
（1）沖裁力計(jì)算
沖裁力的大小主要與材料性質(zhì)、厚度、沖裁件周長(zhǎng)、模具間隙大小及刃口鋒利程度有關(guān)。
一般對(duì)于普通平刃口得沖裁，其沖裁力F可按下式計(jì)算：
F=Ltσb （2.3）
式中：L—沖裁件的沖裁長(zhǎng)度，mm；
t—材料厚度，mm；
σb —材料的抗拉強(qiáng)度，MPa；
查資料知：Q235的σb為375 ~460MPa，取σb=450MPa。在沖孔落料復(fù)合模中，沖裁力包含落料力和沖孔力。由支撐板展開(kāi)圖2.2可得：
落料力：L1=（77+22.5+22.34+2.44+2.19+10.54+7.13）×2
=288.28mm
F落=L1tσb=288.28×2×450=259452Ν≈259KN
沖孔力：L2=π×8+π×16=75.36mm
F孔=L2tσb=67824Ν=67.8KN
(2)卸料力、推件力和頂出力的計(jì)算
從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力叫卸料力；把落料件從凹模洞口順著沖裁方向推出去的力叫推件力；逆著沖裁方向頂出來(lái)的力叫頂出力。
卸料力、推件力和頂出力通常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算，見(jiàn)式（2.4）
卸料力：F卸=K卸·F落
推件力：F推=n·K推·F孔=﹙h／t﹚·K推·F孔
頂件力：F頂=K頂·F落
式中：K卸·K推·K頂—分別為卸料力、推件力和頂件力系數(shù)，其值見(jiàn)[1]中表3.14；
n —同時(shí)卡在凹模內(nèi)的零件數(shù)；
h —凹模直壁洞口的高度。
由[1]表3.14可知：取K卸=0.05，K推=0.55，K頂=0.06 。另取h=6mm,n=2個(gè), 因此，
卸料力：F卸=K卸·F落=0.05×259=12.95KN
推件力：F推=n·K推·F孔=﹙h／t﹚·K推·F孔=(6／2) ×0.55×67.8
=111.87 KN
頂件力：F頂=K頂·F落=0.06×259=15.54 KN
（3）總壓力的計(jì)算
由于設(shè)計(jì)的時(shí)候采用了彈性卸料裝置并向下推件，所以總沖裁力見(jiàn)式（2.5）
F總= F卸＋F推＋F落＋F孔
通過(guò)上述計(jì)算數(shù)據(jù)代入可得：F總= F卸＋F推＋F落＋F孔=259+67.8+12.95+111.87=451.62 KN
2.5壓力中心的計(jì)算
沖模對(duì)工件施加的沖壓力合力的中心稱為沖壓壓力中心。要使沖壓模具正常工作，必須使壓力中心與模柄的中心線重合，使壓力中心與所選沖壓設(shè)備劃塊的中心重合。從而使在沖裁過(guò)程中間隙總是保持穩(wěn)定，出來(lái)的零件質(zhì)量有保證。
圖2.5
L0=101,X0=101／2；
L1=2×4π，X1=13；
L2=2×8π，X2=45
Y=（2 L0?X0+ L1?X1+ L2?X2）／(2 L0 + L1+ L2)
=(10201+326.56+2260.8) ／(202+75.36)
=12788.36／277.36
=46.1mm ,取47mm
所以壓力中心的坐標(biāo)為（0，47）
2.6凸、凹模刃口尺寸
模具刃口尺寸及公差會(huì)影響沖裁件精度，因而，正確確定沖裁凸模和凹模刃口的尺寸及公差，是沖裁設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。
2.6.1凸、凹模刃口尺寸公差計(jì)算的原則
實(shí)踐證明，落料件的尺寸接近于其凹模刃口尺寸，而沖孔尺寸接近于其凸模刃口尺寸。所以，落料時(shí)取凹模作為設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)件；沖孔時(shí)取凸模作為設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)件。計(jì)算凸模和凹模尺寸時(shí)應(yīng)遵循的原則如下：
（1）沖孔時(shí)，先確定凸模刃口尺寸。凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大極限尺寸，以保證凸模磨損在一定范圍內(nèi)也可使用。而凹模的基本尺寸則按凸模刃口的基本尺寸加上一個(gè)最小間隙值。
（2）落料時(shí)，應(yīng)先確定凹模刃口尺寸。凹模刃口的基本尺寸取接近或等于零件的最小極限尺寸，以保證凹模磨損在一定范圍內(nèi)也能沖出合格的零件。凸模刃口的基本尺寸則按凹模刃口基本尺寸減小一個(gè)最小間隙值。
（3）在確定模具刃口制造公差時(shí)，既要能保證工件的精度要求，又能保證合理的間隙數(shù)值。一般模具制造精度比工件精度高2~3級(jí)。如果零件沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)公差，則對(duì)于非圓形件按IT14級(jí)來(lái)處理，圓形件一般按照IT10級(jí)來(lái)處理，制造尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差。
2.6.2凸、凹模刃口尺寸計(jì)算的方法
由于凸模和凹模的加工方法不同，設(shè)計(jì)時(shí)其刃口計(jì)算應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。
（1）凸模和凹模分開(kāi)加工這種方法又稱為互換加工，這種方法適合模具的凸、凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單的零件，容易保證精度。這樣要分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸與制造公差，為了保證間隙值，應(yīng)滿足一下條件：
δ凸+δ凹≤Zmax－Zmin
式中 δ凸—凸模的制造公差；
δ凹—凹模的制造公差。
δ凸、δ凹的值見(jiàn)表2.3。
表2.3 規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸模、凹模的制造公差
下面對(duì)沖孔和落料兩種情況加以分析討論。
①?zèng)_孔
沖孔應(yīng)先確定凸模刃口尺寸，間隙取在凹模上。設(shè)工件孔的尺寸為d+Δ,其計(jì)算公式為：
d 凸=（d+χΔ）0 －δ凸
d 凹=（d 凸+Zmin）＋δ凹 0
式中 d 凸 ,d 凹—沖孔凸、凹?；境叽?，mm
Δ—工件制造公差，mm
χ—因數(shù)，其值可查表2.4。
②落料
根據(jù)刃口尺寸計(jì)算原則，落料時(shí)應(yīng)首先確定刃口尺寸。由于基準(zhǔn)件凹模的刃口尺寸在磨損后會(huì)增大，因此應(yīng)使凹模的基本尺寸接近工件輪廓的最小極限尺寸，在減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值Zmin。仍然是凸模取負(fù)偏差，凹模取正偏差。設(shè)工件尺寸為D0 －Δ，其計(jì)算式如下：
Ｄ凹=（D－χΔ）＋δ凹 0
Ｄ凸=（D凹－Zmin）0 －δ凸
（2）凸模與凹模配合加工
對(duì)于形狀復(fù)雜或材料薄的零件，為了保證凸、凹模之間一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先加工好其中的一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)加工另一件，使她們之間保持一定的間隙。但用此方法制造的凸、凹模是不能互換的。
由于復(fù)雜工件形狀各部分尺寸性質(zhì)不同，凸模與凹模磨損情況也不同，所以基準(zhǔn)件的刃口尺寸需要按不同方法計(jì)算。如圖2.6a)圖為一落料件，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，凹模的磨損情況可分為三類(lèi)：
第一類(lèi)時(shí)凹模磨損后增大的尺寸（圖中A類(lèi)尺寸）；
第二類(lèi)是凹模磨損后減小的尺寸（圖中Ｂ類(lèi)尺寸）；
第三類(lèi)時(shí)凹模磨損后沒(méi)有增減的尺寸（圖中Ｃ類(lèi)尺寸）。
圖2.6落料、沖孔件的尺寸分類(lèi)
表2.4 因數(shù)χ值
同理，對(duì)于圖2.7b)的沖孔件，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，可根據(jù)凸模的磨損情況，按圖示方法將尺寸分為A、B、C三類(lèi)。當(dāng)凸模磨損后，其尺寸的增減情況也是增大、減小、不變這一同樣的規(guī)律。因此，對(duì)于復(fù)雜形狀的落料件或沖孔件，其模具基準(zhǔn)件的刃口尺寸均可按下式計(jì)算。
A類(lèi)： Ａj=(Amax－χΔ) ＋Δ/4 0
B類(lèi)： Bj=(Bmin－χΔ)0 －Δ/4
C類(lèi)： Ｃj=(Cmin＋0.5Δ) ＋Δ∕8 －Δ∕8
式中 Ａj、Bj、Ｃj—基準(zhǔn)件尺寸，mm；
Amax、Bmin、Cmin—工件極限尺寸，mm；
Δ—工件公差，mm。
對(duì)于與基準(zhǔn)件相配合的非基準(zhǔn)件凸?；虬寄５娜锌诔叽绾凸钜话悴辉趫D樣上標(biāo)注，而是僅標(biāo)注基本尺寸，并標(biāo)明其公差按基準(zhǔn)件凹模或凸模的實(shí)際尺寸配做，并保證應(yīng)留的間隙值。
另外，如果按照加工的需要，希望對(duì)落料件以凸模為基準(zhǔn)，對(duì)沖孔件以凹模為基準(zhǔn)件，則模具基準(zhǔn)件的刃口尺寸可按下列幾式計(jì)算：
A類(lèi)： Ａj=(Amax－χΔ－Zmin)0 －Δ／4
B類(lèi)： Bj=(Bmin＋χΔ＋Zmin) ＋Δ／4 0
C類(lèi)： Ｃj=(Cmin＋0.5Δ) ＋Δ∕8 －Δ∕8
由上文中間隙選擇中，查表得間隙值Zmin=0.246mm，Zmax=0.360mm
對(duì)沖孔Φ８mm、Φ16mm采用凸、凹模分開(kāi)加工的方法，其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下：
查表2.3，得凸、凹模制造公差：
δ凸=0.020mm δ凹=0.020mm
校核：Zmax－Zmin=0.360－0.246=0.114mm, δ凸－δ凹=0.040mm
滿足Zmax－Zmin≥δ凸－δ凹條件
由于Φ８mm、Φ16mm的公差為IT12和零件的厚度為t=2mm.
所以，查表2.4得因數(shù)χ為：χ=0.75
LΦ8凸模=（8＋0.75×0.15）0 －0.02 =8.1130 －0.02
LΦ16凸模=（16＋0.75×0.18）0 －0.02=16.1350 －0.02
選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)B型凸模GB2863.2-81選用8.150 －0.02
選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)B型凸模GB2863.2-81選用16.20 －0.02
LΦ8凹模=（8.113＋0.246）0 －0.02=8.3590 －0.02取8.360 －0.02
LΦ16凹模=（16.135＋0.246）0 －0.02=16.3810 －0.02取16.380 －0.02
由于支撐板落料形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸計(jì)算如下：
以凹模為基準(zhǔn)件，因凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此屬于A類(lèi)尺寸。
查表2.4，得L45的χ=1，IT14=0.62mm；Ｌ101的χ=0.5，IT14=0.87mm，因此
L45凹模=（45－0.5×0.62）＋（0.62／4） 0=44.69＋0.155 0，取44.7＋0.155 0
L101凹模=（101－0.5×0.87）＋0.87／4 0=（101－0.135）＋0.218 0=100.565＋0.218 0，取100.6＋0.218 0
則凸凹模的對(duì)應(yīng)的尺寸跟L45凹模保證雙面間隙Zmin／2 ~ Zmax／2配合制造，L101凹模保證單面間隙Zmin ~Zmax配合制造。
2.7復(fù)合模主要零件凸、凹和凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.7.1凸模的設(shè)計(jì)
（1）凸模長(zhǎng)度的確定
圖2.7
計(jì)算凸模長(zhǎng)度
L=h1＋h2
h1—表示凸模固定板的厚度
h2—表示凹模的厚度
因此，L=h1＋h2=23mm＋16mm=39mm，取41mm
（2）凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法
圓形凸模已趨向于標(biāo)準(zhǔn)化，刃口尺寸LΦ8凸模=8.150 －0.02和LΦ16凸模=16.20 －0.02，考慮到凸模的強(qiáng)度和精度，凸模做成臺(tái)肩式，用固定板固定，采用凸模結(jié)構(gòu)及固定形式如圖2-8所示
圖2.8
綜合分析得凸模如圖2.9所示：
圖2.9
2.7.2凹模的設(shè)計(jì)
1）凹模外形尺寸的確定
本設(shè)計(jì)凹模采用圓柱形孔口凹模。圓形凹?？砂蠢錄_模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或工廠標(biāo)準(zhǔn)選用，非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的凹模的外形尺寸常用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定。
凹模厚度的確定式：
H=Kb
凹模壁厚（指凹模刃口與外邊緣的距離）的確定式見(jiàn)
C=（2~3）H（大型凹模）
式中 b—凹?？椎淖畲髮挾?mm；
Ｋ—因數(shù)，見(jiàn)表2.5；
H—凹模厚度，mm；
C—凹模壁厚，mm。
按上式計(jì)算的非標(biāo)準(zhǔn)凹模外形尺寸，可以保證凹模有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般可不再進(jìn)行強(qiáng)度校核。
本設(shè)計(jì)支撐板零件，是非標(biāo)準(zhǔn)尺寸凹模，則按上述公式有：
b=101mm
H=Kb=0.22×101mm=22.2mm
C=2H=2×22.2mm=44.4mm
L=b+2C=101＋22.2×4=189.8mm
B=n＋2C=45＋2×44.4=133.8mm
取整后得凹模厚度為23mm,凹模壁厚為45m,凹模的長(zhǎng)度為190mm,凹模的寬度為134mm,由上述外形尺寸和查國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可選用200×160×25CrWMnGB2858.2-81國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)矩形凹模板制取。其他尺寸根據(jù)凸凹模及固定要求而定。（見(jiàn)凹模零件圖2.11）
2）凹模的結(jié)構(gòu)形式
（1）凹模的類(lèi)型 按凹模的刃口孔形可分為圓柱形孔口凹模、錐形孔口凹模；按凹模的結(jié)構(gòu)可分為整體式凹模和鑲拼式凹模。
（2）凹模刃口形式 錐形刃口：如圖2.10a)所示。沖裁件或廢料容易通過(guò)，凹模磨損后得修模量較小。但刃口強(qiáng)度較低，刃口尺寸在修磨后略有增大。適用于形狀簡(jiǎn)單，精度要求不高，材料厚度較薄工件的沖裁。當(dāng)t＜2.5mm時(shí)，α=15′；當(dāng)t=2.5~6mm時(shí)，α=30＇；當(dāng)采用電火花加工凹模時(shí)，α=4 ~20′。由此可知不同厚度的沖裁件α取不同的值。
圖2.10凹模刃口形式
柱形刃口：如圖2.10b)所示。刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變。但孔口容易積存工件或廢料，推件力大且磨損大。適用于形狀復(fù)雜或精度要求較高工件的沖裁。當(dāng)t＜0.5mm時(shí)，h=3 ~5mm；當(dāng)t=0.5~5mm時(shí)，h=5~ 10mm；當(dāng) t=5~10mm時(shí)，h=10mm.。
在這里，選擇2.10b)柱形刃口，取h=6mm,b=2mm
2.7.3凸凹模外型結(jié)構(gòu)
凸凹模的內(nèi) 、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。為保證凸凹模的強(qiáng)度，凸凹模應(yīng)有一定的壁厚。
凸凹模的最小壁厚值m一般可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)決定。不積聚廢料的凸凹模最小壁厚值見(jiàn)式：
沖裁硬材料時(shí) m=2t
沖裁軟材料時(shí) m≈t
對(duì)于倒裝復(fù)合膜，因?yàn)榭變?nèi)會(huì)積聚廢料，所以最小壁厚要大些，由零件圖可以知道m(xù)=5mm。其他外形尺寸按零件沖裁要求及固定配合要求確定。（見(jiàn)凸凹模零件圖2.12）
2.8復(fù)合?？傮w設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)零件選用
沖壓模具零件的分類(lèi)可按在模具中的作用，分為結(jié)構(gòu)性零件和工藝性零件兩大類(lèi)。結(jié)構(gòu)性零件包括導(dǎo)向零件（導(dǎo)板、導(dǎo)柱和導(dǎo)套等）、固定零件（模座、模柄、凸、凹模固定板和墊板等）及其他緊固零件。工藝性零件包括成型零件（凸模、凹模、凸凹模）、定位零件（定位釘、定位板、擋料銷(xiāo)、導(dǎo)正銷(xiāo)、側(cè)刃等）和壓料、卸料零件（卸料版、壓邊圈、頂件板和推件板等）。沖壓模具已經(jīng)制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，包括模架、典型組合、零部件技術(shù)要求等,再設(shè)計(jì)時(shí)可參考標(biāo)準(zhǔn)選用標(biāo)準(zhǔn)零部件。
圖2.11 凹模
圖2.12 凸凹模
1)固定板
凸、凹模都采用固定板來(lái)固定，如下式固定板的具體參數(shù)。
根據(jù)JB∕T7653-1994，
上模選用固定板：200×160×16
下模選用固定板：200×160×24
材料：45鋼
技術(shù)要求：按JB∕T7653-1994的規(guī)定
2)墊板
凸模墊板根據(jù)JB∕T7653-1994，選取200×160×8
材料：T10
技術(shù)條件：按JB∕T7653-1994的規(guī)定
數(shù)量：1個(gè)
3)定位零件
導(dǎo)料銷(xiāo)、擋料銷(xiāo)：采用直徑d=6mm，l=8mm的Ａ型固定擋料銷(xiāo)（JB∕T2866.5）。
條料的送進(jìn)，有兩個(gè)導(dǎo)料銷(xiāo)控制其垂直于送料方向的位置，由另一個(gè)擋料銷(xiāo)控制進(jìn)距。
材料：45鋼
技術(shù)條件：按JB∕T7653-1994的規(guī)定
導(dǎo)料銷(xiāo)：2個(gè)
擋料銷(xiāo)：1個(gè)
定位銷(xiāo)：上下模均采用8m6×70的圓柱銷(xiāo)定位（GB∕T119.1）
材料：35鋼
技術(shù)條件：按GB∕T119.1的規(guī)定
數(shù)量：4個(gè)
4)卸料裝置
卸料裝置是將材料從凸模上卸下的裝置，有固定卸料版和彈性卸料版兩種。本設(shè)計(jì)采用彈性卸料裝置。彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用。包括彈性元件、卸料螺釘和卸料版。
（1）彈性卸料板
彈性卸料板一般取5~15mm。根據(jù)綜合考慮取15mm。為保證模具能正常安全運(yùn)行：卸料板與凹模之間的距離應(yīng)比材料厚度與擋料銷(xiāo)高度h之和大5~6mm，以保證材料能順利通過(guò)，卸料板在沖模開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，一般應(yīng)突出凸凹模表面0.5 ~1mm。
（2）彈性件
目前常用的卸料彈性件一般采用的是彈簧和橡膠，在此設(shè)計(jì)中采用橡膠作為彈性件。
橡膠受壓后所產(chǎn)生的彈壓力為：
P=qA
式中 P—橡膠受壓時(shí)產(chǎn)生的彈壓力，N；
q—橡膠單位壓力，見(jiàn)表2.5，MPa；
A—橡膠的實(shí)際承壓面積，mm2。
由于橡膠的壓縮特性為非線性，故壓縮量不能過(guò)大。為使橡膠耐久地工作，最大壓縮時(shí)不能超過(guò)其厚度的35%，預(yù)壓縮量時(shí)為其厚度的10%~15%。橡膠高度H可按下式計(jì)算：
H=Hc ／(0.25~0.30)
式中：Ｈc—所需的工作行程（壓縮量）。
經(jīng)計(jì)算得：H=16mm
橡膠壓縮量：[（16－12）／16] ×100%=25%，有[1]中表2.5選擇P=1.06MPa；
因而，單個(gè)橡膠的卸料力：P=F卸／n=12.95／4=3.24KN
由式：P=qA得：A=P／q=3.24KN／1.06MPa=3053mm2
因而由表2.5，選取32×10.5×16
材料：聚胺酯彈性體（JB∕T7650.9-1995）
壓縮量：F=0.3H=0.3×32=9.6mm
（3）卸料螺釘
圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘M8×80，GB2867.5-81
材料：45鋼
熱處理硬度：35~40HRC
技術(shù)條件：GB∕T3098.3-2000的規(guī)定
數(shù)量：8個(gè)
表2.5 聚胺酯橡膠尺寸
表2.6 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘
5）推件裝置
剛性推件裝置：常安裝在上摸部分。一般推件力是由壓力機(jī)的橫桿通過(guò)推桿、頂板、頂桿傳給推件塊。在這里由于零件形狀的特殊性直接由推桿傳力給推件塊頂板一般裝在上模座的孔內(nèi)，形狀按被推下的工作形狀來(lái)決定。
（1）推桿、頂桿的選擇如表2.7：
推桿選取A16×50 JB∕T7650.1
頂桿選取A6×50JB∕T7650.1
材料：45鋼，熱處理硬度43~48HRC
技術(shù)條件：按JB∕T7653-1994的規(guī)定
頂桿數(shù)量：3個(gè)
推桿數(shù)量：1個(gè)
（2）頂板選擇Ａ50 JB∕T7650.4
材料：45鋼，熱處理硬度43~48HRC
技術(shù)條件：按JB∕T7653-1994的規(guī)定
數(shù)量：1個(gè)
2.9模具閉合高度與壓力機(jī)裝模高度的關(guān)系
模具的閉合高度H是指模具在完成沖壓工序時(shí)上模座的上平面與下模座的下平面之間的高度。模具的閉合高度必須與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。由于壓力機(jī)的連桿長(zhǎng)度可以調(diào)節(jié)，所以壓力機(jī)的裝模高度是可以調(diào)節(jié)的。當(dāng)連桿調(diào)節(jié)到最短時(shí)為壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax；當(dāng)連桿調(diào)節(jié)到最長(zhǎng)時(shí)為壓力機(jī)的最小裝模高度Hmin。模具的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax與最小裝模高的Hmin之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。其關(guān)系為：
Hmax－5≥Hmin＋10
若模具的閉合高度H＞Hmax ，則壓力機(jī)不能用，若H﹤Hmin,則可用加墊板，設(shè)墊板厚度為H1則有
Hmax－H 1－5≥Hmin－H1＋10
表2.7 帶肩推桿
2.10模架主要零部件
1)模架
模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖壓過(guò)程中的全部負(fù)荷。模架的上模座通過(guò)模柄與壓力機(jī)滑塊相連，下模座螺釘壓板固定在壓力機(jī)工作臺(tái)面上，上、下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來(lái)保持其精準(zhǔn)位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動(dòng)，保證沖裁過(guò)程中間隙均勻。一般模架均已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)加以正確選用。
模架的要求：要有足夠的強(qiáng)度與剛度：要有足夠的精度（如上、下模座要平行，導(dǎo)柱、導(dǎo)套中心要與上下模座垂直，模柄要與上模座垂直等）；上、下模之間的導(dǎo)向要精確（導(dǎo)向件之間的間隙要很?。?，上，下模之間的移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)和無(wú)滯住現(xiàn)象。
模架的形式 在標(biāo)準(zhǔn)模架中，應(yīng)用最廣泛的是用導(dǎo)柱和導(dǎo)套作為導(dǎo)向裝置的模架。根據(jù)導(dǎo)柱和導(dǎo)套配置的不同由以下四種基本形式：
（1）后測(cè)導(dǎo)柱模架 后側(cè)導(dǎo)柱送料方便，可以縱向和橫向送料。但是沖壓時(shí)如果有偏心載荷，則導(dǎo)柱、導(dǎo)套會(huì)單邊磨損。它不能用于模柄與上模浮動(dòng)連接的模具。
（2）中間導(dǎo)柱模架 兩側(cè)導(dǎo)柱左右對(duì)稱分布，應(yīng)力平衡，所以導(dǎo)柱、導(dǎo)套磨損均勻。但是只有一個(gè)送料方向。
（3）對(duì)角導(dǎo)柱模架 導(dǎo)柱的位置是對(duì)稱的，而且縱橫都能送料。對(duì)焦導(dǎo)柱模架的兩導(dǎo)柱之間距離較遠(yuǎn)，在導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間同樣間隙的條件下，這種模架的導(dǎo)向及高度較高。
（4）四導(dǎo)柱模架 其導(dǎo)向精度與剛度都較好，用于大型沖模。
在本設(shè)計(jì)中采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。其選用如圖2.13。后側(cè)導(dǎo)柱模架（摘自GB∕T2851.3-1990）（mm）模架200×160×190~235 GB∕T2851.5
模架技術(shù)要求：按JB∕T8050-1999的規(guī)定
2） 導(dǎo)柱與導(dǎo)套
導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與尺寸都可直接由標(biāo)準(zhǔn)間中選取。在選用時(shí)應(yīng)注意導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時(shí)，下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5~1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合根據(jù)沖裁模的間隙大小選用。當(dāng)沖裁版厚載0.8mm以下的模具時(shí)，選用H6∕h5配合的I級(jí)精度模架。當(dāng)沖裁板厚為0.8~4mm時(shí)，選用H7∕h6配合的II級(jí)精度模架。
（1） 導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn) B28 h6×170 GB∕T2861.1
圖2.13后側(cè)導(dǎo)柱模架
技術(shù)條件：按JB∕T8070-1995的規(guī)定
材料：20鋼
數(shù)量：2個(gè)
（2） 導(dǎo)套的標(biāo)準(zhǔn) B28 H7×100×38 GB∕T2861.6
技術(shù)條件：按JB∕T8070-1995的規(guī)定
材料：20鋼
數(shù)量：2個(gè)
3） 模座
（1） 后側(cè)導(dǎo)柱上模座標(biāo)準(zhǔn)
上模座200×160×45 GB∕T2885.5
材料：HT200
技術(shù)條件：按JB∕T8070-1995的規(guī)定
（2） 后側(cè)導(dǎo)柱下模座標(biāo)準(zhǔn)
下模座200×160×55 GB∕T2855.6
材料：HT200
技術(shù)條件：按JB∕T8070-1995的規(guī)定
4)模柄
模柄由剛性和浮動(dòng)兩大類(lèi)。所謂剛性模柄是指模柄與上模座是剛性連接，不能發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所謂浮動(dòng)模柄是指模柄相對(duì)上模座能做微小的擺動(dòng)采用浮動(dòng)模柄后，壓力機(jī)滑塊的運(yùn)動(dòng)誤差不會(huì)影響上、下模的導(dǎo)向。常用的剛性模柄有四種型式：整體式、壓入式、旋入式和凸緣式。本設(shè)計(jì)采用凸緣式。
模柄B50×100 GB2862.3-81
材料：Q235-A
技術(shù)條件：按JB∕T7853-1994的規(guī)定
模柄緊固螺釘：M10×40 GB70-76
材料：45鋼
技術(shù)條件：按GB2862.6-81的規(guī)定
數(shù)量：4個(gè)
2.11壓力機(jī)的選擇
1）壓力機(jī)的選用原則
確定壓力機(jī)規(guī)格時(shí)，一般應(yīng)遵循以下原則。
（1）壓力機(jī)的公稱壓力不小于沖壓工序所需的壓力。
（2）壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)滿足工件高度上能獲得所需尺寸，并在沖壓后能順利地從模具上取出工件。
（3）壓力機(jī)的閉合高度、工作臺(tái)尺寸和滑塊尺寸等應(yīng)滿足模具的正確安裝。尤其是壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)于沖模的閉合高度相適應(yīng)。
（4）壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率和材料變形速度的要求。
2）曲柄壓力機(jī)規(guī)格選擇
曲柄壓力機(jī)按床身及結(jié)構(gòu)可分為開(kāi)式和閉式曲柄壓力機(jī)。開(kāi)式壓力機(jī)由固定臺(tái)式、可傾式和升臺(tái)式三種。固定臺(tái)式壓力機(jī)剛性、抗震性和穩(wěn)定性好、適用較大噸位。可傾式壓力機(jī)產(chǎn)生的廢料可通過(guò)自重滑下，升臺(tái)式壓力機(jī)適用于模具高度變化較大的沖孔、修邊及彎曲工序。
根據(jù)2.5沖壓力的計(jì)算，總的沖裁力為451.62KN，考慮到壓力機(jī)的適用范圍，故選擇開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)。型號(hào)為JB23-63型，其部分參數(shù)如下：
公稱壓力：630KN
滑塊行程：100mm
行程次數(shù)：40次∕min
封閉高度調(diào)節(jié)量：80mm
最大封閉高度：400mm
工作臺(tái)尺寸(前后×左右)：570mm×860mm
模柄孔尺寸（直徑×深度）：Φ50mm×70mm
電動(dòng)機(jī)功率：5.5KW
3支撐板彎曲模設(shè)計(jì)
3.1支撐板彎曲工藝性分析
彎曲是使材料產(chǎn)生塑性變形、形成有一定角度形狀零件的沖壓工序。彎曲工序可以用模具在普通壓力機(jī)上進(jìn)行，也可以在專(zhuān)用的彎曲機(jī)上或彎曲設(shè)備上進(jìn)行。具有良好的工藝性的彎曲件，不僅能簡(jiǎn)化彎曲工藝過(guò)程和模具設(shè)計(jì)，而且能夠提高彎曲件的精度和節(jié)省材料。
由零件圖2.1所示，支撐板屬于板料彎曲。支撐板彎曲半徑是R3mm, 彎曲角度成90o，彎邊長(zhǎng)20mm,復(fù)合彎曲的工藝性要求，彎曲零件的孔離彎曲線大于要求的最小距離，彎曲時(shí)不會(huì)發(fā)生孔變形，具有良好的彎曲工藝性，足以達(dá)到制件精度質(zhì)量要求。
3.2支撐板彎曲工藝力的計(jì)算
1）合理地選擇彎曲用的壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具，必須計(jì)算彎曲力。彎曲力的大小不僅與毛坯的尺寸、材料的力學(xué)性能、彎曲半徑等有關(guān)，而且與彎曲方式也有很大關(guān)系，從理論上計(jì)算彎曲力是比較復(fù)雜的，精確度也不高，因此生產(chǎn)中常用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。
V形約束彎曲 ： P=0.6Cbt2σb ／(r＋t)
式中：P—彎曲力，Ｎ
?。谩禂?shù)，取1~1.3
t—材料厚度，mm
b—彎曲件的寬度,mm
r—凸模圓角半徑，mm
σb—材料的抗拉強(qiáng)度，MPa
2)頂件力和壓料力的計(jì)算
頂件力或壓料力Q值可近似取自由彎曲力的30% ~80%,即
Q=（0.3 ~0.8）P
式中：Q—頂件力或壓料力，N；
P—自由彎曲力,N
3）支撐板彎曲力的計(jì)算按Ｖ形約束彎曲計(jì)算，則有
彎曲力P1=0.6Cbt2σb ／(r＋t)=0.6×1.3×45×4×450／5=12.636KN
頂件力P2=（0.3~0.8）P1=0.6×12.636=7.581KN
總的彎曲力P總＝P1＋P2=12.636＋7.581=20.217KN
3.3支撐板彎曲回彈計(jì)算
1）壓彎過(guò)程并不完全是材料的塑性變形過(guò)程，其彎曲部位還存在著彈性變形。彎曲工件從模具沖取出后，由于彈性變形的恢復(fù)，使工件的彎角和彎曲半徑發(fā)生變化，所以被彎曲零件的形狀與模具的性質(zhì)不完全一致，這種現(xiàn)象稱為回彈。回彈的大小通常用角度回彈量Δα和曲率ΔP來(lái)表示。
2）影響回彈的因素
（1）材料的力學(xué)性能 角度回彈量及曲率回彈量與材料的屈服點(diǎn)σs成正比，與彈性模量E成反比。
（2）彎曲半徑與材料厚度的比值r/t 當(dāng)其他條件相同時(shí)，角度回彈量隨r／t值的增大而增大，曲率回彈量隨r/t的增大而減小。
（3）彎曲角 彎曲角越大，表示變形區(qū)域越大，角度回彈量也越大。而曲率回彈量與彎曲角度大小無(wú)關(guān)。
（4）彎曲工件的形狀 一般彎制U形工件要比彎制V形工件的回彈量要小。
（5）模具間隙 在彎曲U形工件時(shí)，凸模與凹模之間的間隙越小，則回彈量越小。
（6）校正彎曲時(shí)的校正力 校正力銷(xiāo)，回彈量大，增加回彈量可減小回彈量。
3）角度回彈量的確定
由于影響角度回彈量數(shù)值的因素較多，而各種因素又互相影響，理論分析計(jì)算較負(fù)責(zé)，且不夠精確，所以生產(chǎn)上通常用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或?qū)?shí)驗(yàn)總結(jié)所得數(shù)據(jù)列表，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。
4） 支撐板彎曲回彈量的計(jì)算
用回彈角法計(jì)算支撐板回彈量，計(jì)算公式為：
V形彎曲件 tanβ=0.375l?σs/K·t·E
U形彎曲件 tanβ=0.75l1?σs/K·t·E
式中：K—系數(shù) （K=1－χ）
l—凹?？趯?
l1—彎曲力臂 （l1=r凹＋r凸＋1.25t）
t—材料厚度
σs—材料的屈服強(qiáng)度
E—彈性模量(MPa)
由公式可計(jì)算出支撐板的彎曲回彈量：
tanβ=0.375l?σs/K·t·E=0.375×83×235／0.54×2×200
≈4 o
（l取83mm,k=1－0.46=0.54）
3.4支撐板彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）彎曲模工作部分的設(shè)計(jì)
彎曲模工作部分的設(shè)計(jì)主要是指確定凸、凹模的圓角半徑，凹模深度，對(duì)U形件的彎曲模，模具間隙，凸、凹模的尺寸與制造公差等。這些尺寸對(duì)保證彎曲件質(zhì)量有直接關(guān)系，正確確定這些尺寸是設(shè)計(jì)彎曲模的關(guān)鍵。
(1)凸凹模間隙
在彎曲V形件時(shí)，凸、凹模間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的閉合高度來(lái)控制的，不需要在設(shè)計(jì)和制造時(shí)確定間隙，但設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在合模時(shí)使毛坯完全壓靠；對(duì)于U形工件的彎曲，則必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙，間隙過(guò)大，則回彈也大，彎曲件尺寸和形狀不易保證，間隙過(guò)小，會(huì)使零件邊部壁厚減薄，減低模具壽命，且彎曲力大。因此必須確定合理的間隙值。再生產(chǎn)中常按材料性能和厚度選取；當(dāng)鋼板彎曲時(shí)，凸、凹模單邊間隙C=（1.05~1.15）t；當(dāng)彎曲有色金屬時(shí)C=（1.0~1.1）t（t為材料的厚度）。本設(shè)計(jì)采用的是L形彎曲，故選取間隙值C=1.1t=1.1×1.5mm=1.65mm。
(2)凸、凹模的圓角半徑
凸模的圓角半徑rp一般取等于或略小于制件內(nèi)側(cè)的圓角半徑，如制件結(jié)構(gòu)上鎖須圓角半徑小于最小彎曲半徑，則應(yīng)取凸模圓角半徑大于最小彎曲半徑，然后增加校正工序，使校正凸模的圓角半徑等于制件內(nèi)側(cè)圓角半徑。因此，有工件彎曲半徑等于r3，此處選取凸模的圓角半徑為r3mm。
凹模的圓角半徑rd也不能過(guò)小，否則彎矩的力臂減小，坯料沿凹模圓角滑進(jìn)時(shí)的阻力增大，從而增加彎曲力，并使材料表面擦傷?？砂床牧虾穸葲Q定凹模圓角半徑，當(dāng)t＜2mm時(shí)，取rd=（3~6）t；當(dāng) t=2~-4mm時(shí)，取rd=(2~3)t；當(dāng)t＞4mm時(shí)，取rd=2t。因此，本設(shè)計(jì)中材料的厚度為2mm,由上述計(jì)算公式得，凹模圓角半徑rd=2×2=4mm。
(3)彎曲模工作部分尺寸
彎曲模工作部分尺寸計(jì)算與彎曲件的尺寸標(biāo)注有關(guān)。彎曲件的尺寸標(biāo)注根據(jù)裝配要求有兩類(lèi)標(biāo)注方式，相應(yīng)地凸、凹模尺寸計(jì)算也有兩類(lèi)。
a.尺寸標(biāo)注在工件外形上
標(biāo)注雙向偏差時(shí)，凹模尺寸為
Ld=(L－1／2Δ)+ δd 0
標(biāo)注單向偏差時(shí)，凹模尺寸為
Ld=(L－3／4Δ)+ δd 0
式中 Ld —凹模工作部分尺寸，mm
L—工件公稱尺寸，mm
Δ—工件公差，mm
δd —凹模、凸模制造偏差，mm
b.尺寸標(biāo)注在工件內(nèi)形上
標(biāo)注雙向偏差時(shí)，凹模尺寸為
LP=（L＋1／2Δ）+ δp 0
標(biāo)注單向偏差時(shí)，凹模尺寸為
Lp=(L＋3／4Δ) ＋δp 0
式中 Lp —凹模工作部分尺寸，mm
L—工件公稱尺寸，mm
Δ—工件公差，mm
δp —凹模、凹模制造偏差，mm
由支撐板零件圖所示，寬度尺寸83標(biāo)注在工件外形上，則根據(jù)公式計(jì)算出凹模的寬度尺寸為：
b凹=（L－3／4Δ)+ δd 0
=（80－3／4×0.12）＋0.03 0
=82.91＋0.03 0
凸模尺寸按凹模尺寸配制，保證單面間隙Ｃ，即Ｌp=(Ld－Z)0 －δpmm。此處上凹模的寬度尺寸b凸=（b凹－C）0 －δp=80.710 －0.03mm。其余尺寸按配合H7∕g6及固定需要而定，見(jiàn)彎曲凹、凸模零件圖。
3.5彎曲?？傮w設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)零件選用
1模架
彎曲模設(shè)計(jì)采用中等精度，中小尺寸沖壓件的后側(cè)型模架
模架200×160×190 ~235 GB∕T2851.5
模架技術(shù)條件：按JB∕T5050-1999的規(guī)定
2模座
（1）后側(cè)導(dǎo)柱上模座標(biāo)準(zhǔn)
上模座200×160×45 GB∕T2885.5
技術(shù)條件：按JB∕T8070-1995的規(guī)定
（2）后側(cè)導(dǎo)柱下模座標(biāo)準(zhǔn)
下模座200×160×55 GB∕T2855.6
技術(shù)條件：按JB∕T8070-1995的規(guī)定
3凸模固定板
選用固定板：200×160×16 JB∕T7653-1994
材料：45鋼
技術(shù)要求：按JB∕T7653-1994的規(guī)定
4墊板
墊板選取200×160×8 JB∕T7653-1994，
材料：T10
技術(shù)條件：按JB∕T7653-1994的規(guī)定
5模柄
模柄Ｂ50 GB2862.3-81
材料：Q235-A
技術(shù)條件：按JB∕Ｔ7853-1994的規(guī)定
6導(dǎo)柱與導(dǎo)套
(1)導(dǎo)柱的標(biāo)準(zhǔn) 28×170 GB∕T2861.1
技術(shù)條件：按JB∕T8070-1995的規(guī)定
數(shù)量：2個(gè)
(2)導(dǎo)套的標(biāo)準(zhǔn) 28×100×38 GB∕T2861.6
技術(shù)條件：按JB∕T8070-1995的規(guī)定
數(shù)量：2個(gè)
3.6壓力機(jī)的選擇
根據(jù)計(jì)算，總的彎曲力為20.217KN，考慮到壓力機(jī)的適用范圍，故選擇開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)。型號(hào)為JH23-16型，其部分參數(shù)如下：
公稱壓力：160KN
滑塊行程：50mm
行程次數(shù)：150次∕min
最大裝模高度：180mm
工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：300mm×450mm
電動(dòng)機(jī)功率：1.5KW
4結(jié)論
沖壓模具是沖壓生產(chǎn)的主要工藝和主要設(shè)備，其設(shè)計(jì)的是否合理對(duì)沖壓件的表面質(zhì)量、尺寸精度、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)效益等影響很大，因此研究沖壓模具的結(jié)構(gòu)，提高沖壓模具的各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)和沖壓技術(shù)發(fā)展是十分必要的
本設(shè)計(jì)課題是支撐板零件落料沖孔復(fù)合模及彎曲模設(shè)計(jì)。支撐板零件結(jié)構(gòu)對(duì)稱，形狀簡(jiǎn)單。其制造過(guò)程包含落料、沖孔和彎曲三道工序。利用落料沖孔復(fù)合?？赏瓿芍伟宓那皟蓚€(gè)工序，再由彎曲模完成彎曲工序得到最后的制件。復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度較高，成產(chǎn)效率較高，適合大批量的生產(chǎn)，特別是孔與制件外形的同心度容易保證，但模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較困難。復(fù)合模按落料凹模安裝的位置，可分為順裝和倒裝兩種形式。本設(shè)計(jì)中采用的是倒裝復(fù)合模。倒裝復(fù)合模的凹模是裝在上模，其凸凹模裝在模具下模座上。在模具設(shè)計(jì)部分，重點(diǎn)在于對(duì)凸模、凹模和凸凹模的設(shè)計(jì)。復(fù)合模的設(shè)計(jì)中，凸凹模是復(fù)合模的核心零件。復(fù)合模中凸凹模的強(qiáng)度較弱，設(shè)計(jì)時(shí)要確保凸凹模的自身強(qiáng)度，尤其是注意凸凹模的最小壁厚。相對(duì)而言，彎曲模的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，在彎曲模中，凸、凹模尺寸的確定決定了彎曲精度的保證。
目前模具相關(guān)零件大多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取合理的標(biāo)準(zhǔn)件也是十分重要的。因而對(duì)于模具設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)也是很必要的?？傊?，只有做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作后，進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的設(shè)計(jì)，才能設(shè)計(jì)出好的模具。
致謝
為期三月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，而本人此次畢業(yè)設(shè)計(jì)能在規(guī)定期限內(nèi)順利完成，得到了許多老師和同學(xué)的幫助，在此向他們表示誠(chéng)摯的謝意。
本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是對(duì)支撐板落料沖孔復(fù)合模及彎曲模的設(shè)計(jì)。完成此項(xiàng)設(shè)計(jì)要求運(yùn)用的只是較綜合全面，基本覆蓋了四年來(lái)的所學(xué)，并且在一定程度上也考研了我們的設(shè)計(jì)思維能力，然而由于本人水平有限，也是初次接觸模具的設(shè)計(jì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到不少的困難。再碰到難題時(shí)，幸有屈少敏老師的精心指導(dǎo)，他以廣博的知識(shí)，豐富的經(jīng)驗(yàn)向我們講解模具中的要點(diǎn)，幫助我解決了許多設(shè)計(jì)中的難題，從而使設(shè)計(jì)的進(jìn)程更為順利。屈老師工作態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，在設(shè)計(jì)中仔細(xì)檢查我們的設(shè)計(jì)并向我們提出了不少的修改意見(jiàn)，完善我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此我向屈老師表達(dá)最誠(chéng)摯的謝意。
此外，在本次設(shè)計(jì)中，黃河科技學(xué)院機(jī)械系的老師們?yōu)榇嗽O(shè)計(jì)做了大量的工作，圖書(shū)館的工作人員為我們查閱文獻(xiàn)資料提供了許多便利，在此我向他們的辛勤工作表示感謝。
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