支架U型彎曲件沖壓工藝及模具設計

支架U型彎曲件沖壓工藝及模具設計,支架,彎曲,曲折,沖壓,工藝,模具設計 U型支架沖壓工藝及模具設計摘 要進入20世紀90年代以來，各式各樣的五金件成為了主流。由于在生活中許多都要用到五金件，因此，五金沖壓模具將不斷發(fā)展，在近幾十年里會有突飛猛進的成果。通過翻閱這些參考資料和文獻，深入了解了當代的模具先進制造技術和沖壓成型技術。查找整理資料后，對一些模具設計實例有了解與學習，進一步學習了沖壓模具設計的方法，并能對模具設計的成本價格做出估算，從而對模具設計有了方向性的指導。此次課題U型支架沖壓工藝及模具設計，通過對深入學習，對此零部件模具設計時的設計方式有了雛形。先分析零件的沖壓工藝；確定模具的總體結構；結合零件的沖壓工藝及模具的總體結構設計排樣圖；根據(jù)排樣圖，計算利用率、沖載力、壓力、選用設備及刃口的尺寸。根據(jù)資料再用AutoCAD，對模具進行設計，然后繪出裝配圖和零件圖進行標注，并編制零件的加工工藝卡，使理論和生產(chǎn)實際知識綜合運用，從而培養(yǎng)和提高了我獨立工作的能力。關鍵詞：U型支架，沖壓工藝，模具設計IAbstractSince 1990s, all kinds of hardware have become the mainstream. As a result of the use of many hardware in life, therefore, metal stamping die will continue to develop, in recent decades there will be rapid progress in the results. Through consulting these reference materials and documents, we have gained an in-depth understanding of modern mold manufacturing technology and stamping technology. After looking up and sorting out the data, some die design examples have been learned and learned, the method of stamping die design is further studied, and the cost and price of the mold design can be estimated. Thus, the direction of the die design is instructed.The subject of U-shaped support stamping process and die design, through in-depth study, the design of this part of the mold design has a prototype. The stamping process of the parts is analyzed first, the overall structure of the die is determined, the drawing process of the stamping process and the overall structure of the parts are designed. According to the drawing, the utilization ratio, the load force, the pressure, the selection of the equipment and the size of the blade are calculated. According to the data AutoCAD, the mold is designed, then the assembly drawing and the part drawing are plotted, and the processing card of the parts is worked out to make the theory and production practical knowledge integrated, thus cultivating and improving the ability of my independent work.Key words: U support, stamping process, mold design目 錄摘 要IIAbstractIII第1章 緒論31.1 課題背景及目的31.2模具行業(yè)發(fā)展的研究現(xiàn)狀31.3課題研究的主要目標和內(nèi)容41.3.1課題研究的主要目標41.3.2課題研究的主要內(nèi)容51.3.3課題研究的主要要求51.3.4設計課題要求：6第2章 沖模設計程序與步驟概述72.1沖件工藝性分析72.2 確定合理的沖壓工藝方案72.3 進行工藝計算72.4 模具總體設計82.5 選擇沖壓設備82.6 模具圖樣設計9第3章 沖裁模設計103.1毛坯尺寸計算103.2工藝方案的確定113.3進行工藝計算113.3.1 排樣123.3.2 搭邊133.3.3 條料寬度的確定133.3.4 材料利用率143.4沖裁間隙143.5沖壓工藝力和壓力中心的計算163.5.1沖裁力的計算163.5.3壓力機公稱壓力的確定173.5.4模具壓力中心的確定173.6模具零件加工工藝183.7沖裁模的結構設計223.7.1模具類型的選擇223.7.2定位方式的選擇223.7.3卸料、出件方式的確定233.7.4 模架的選用243.7.5沖壓設備的選擇28第4章 零部件的設計與選用284.1支撐固定及卸料零件284.2彈性元件294.3導料塊304.4模架及其他零部件的選用31第5章 模具制造工藝與工藝規(guī)程325.1模具制造工藝規(guī)程325.2模具制造工藝規(guī)程的技術基礎325.3模具零件制造工藝規(guī)程的基本內(nèi)容33第6章 模具的使用356.1模具檢測356.2模具使用安全356.3模具使用要求36第7章 模具的總裝圖37總結與展望39主要參考文獻40致 謝41 第1章 緒論1.1 課題背景及目的這些年來，中國模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展。沖壓技術在機械、航空、汽車、摩托車等行業(yè)中應用十分廣泛，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向。沖壓工藝具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在某些領域已取代機械加工，并正逐步擴大其工藝范圍。因此，沖壓技術對發(fā)展生產(chǎn)、增強效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。當前，世界范圍內(nèi)的制造業(yè)面對著市場激烈競爭的嚴峻挑戰(zhàn)，在新能源的開發(fā)方面，多國競爭更是方興未艾，產(chǎn)品的開發(fā)周期已經(jīng)從過去的1年縮短至半年左右，并且還將繼承縮短。沖壓模具的制造周期是影響成品上市快慢的重要因素，沖壓模具的質量在很大程度上決定了成品本身的外觀和質量，所以沖壓模具是決定成品開發(fā)是否成功的樞紐因素。1.2模具行業(yè)發(fā)展的研究現(xiàn)狀模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。75的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國民經(jīng)濟的基礎行業(yè)，模具涉及機械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，應用范圍十分廣泛。 “九五”以來，發(fā)達國家紛紛將制造業(yè)轉移到我國，使我國模具工業(yè)面臨空前的發(fā)展機遇。模具已從過去的“附屬產(chǎn)品”逐漸成為“獨立”的新型產(chǎn)業(yè)，我國已成為模具生產(chǎn)大國和消費大國。國內(nèi)各行業(yè)的高速發(fā)展，在對模具工業(yè)提出了越來越高要求的同時，也大大加速模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，國際模具行業(yè)競爭激烈，近兩年來德國模具整體價格已下降14左右，且全球58的模具由德國等西歐國家生產(chǎn)，中國等亞洲國家僅占極小的比例。目前，我國有模具生產(chǎn)廠點約兩萬家左右，2003年我國模具工業(yè)產(chǎn)值達到450億元，2005年模具產(chǎn)值預計為600億元。按模具總量排名，緊隨日本、美國之后，居世界第3位。近兩年，我國的模具技術有了很大的提高，有些已接近或達到國際水平。我國的模具行業(yè)雖也已步入了高速發(fā)展時期，但存在的問題仍然不少。目前，中國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。這些年來，中國模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展。模具工業(yè)是我國金屬制品的支柱，多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)都需要模具，小到手機蓋板，大到汽車頂，新加坡車門，都需要模具作為生產(chǎn)設備。機械、汽車、電子等產(chǎn)業(yè)是模具工業(yè)的主要市場，其中汽車、摩托車行業(yè)占有模具工業(yè)一半市場。國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。每一型號的汽車都需要幾千副模具，價值上億元；每一型號的摩托車將近千副模具，價值1000多萬元。隨著我國汽車、摩托車市場競爭逐漸白熱化，十幾年、幾十年不變的型號車將淘汰出局，消費者除追求其性能更完善，配置更為優(yōu)良外，對車輛外觀也十分挑剔。為了滿足消費者的需要，汽車、摩托車行業(yè)必須不斷地推出新產(chǎn)品、新型號。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展，加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機構和大專院校也在積極開展模具技術的研究和開發(fā)。1.3課題研究的主要目標和內(nèi)容1.3.1課題研究的主要目標1、 翻譯1-2篇與專業(yè)課程相關的最新英文文獻，文獻翻譯要求在2000字以上；2、 查閱和整理文獻并提交一篇反映課題內(nèi)容的文獻綜述，文獻綜述在3000字以上；3、按照要求結合文獻綜述，按時提交一份開題報告；根據(jù)選定的沖壓件進行測繪設計，（或模擬數(shù)據(jù)）；4、獨立完成汽車零部件沖壓模具的設計。確定沖壓工藝方案，設計合理的模具結構；合理的選用模具材料和壓力機，具有分析解決沖壓工藝中質量問題的能力，內(nèi)容上注重理論與實踐相結合，全方位地表達模具的工作情況，模具的設計要有效地體現(xiàn)出“以應用為目的”的特色，實用價值要高。5、完成模具總裝配圖設計、模具主要零部件的設計，設計圖正確、實用、美觀。選擇一至二個成型零件進行加工制造工藝設計。6、按照開題報告的進度計劃，獨立進行模具設計所需的結構設計、數(shù)據(jù)計算，結合個人的設計思路及相關的計算及理論依據(jù)，撰寫課題論文，做到文字通順，數(shù)據(jù)準確，內(nèi)容精煉，講述要詳細，針對性、實用性要強，論文正文不少于15000字。7、目的：畢業(yè)設計（論文）是本（專）科教學過程最后的也是最重要的實踐教學環(huán)節(jié)。畢業(yè)設計（論文）的目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識和基本技能，提高分析與解決實際問題的能力；使學生得到從事實際工作所必需的基本訓練并具備科學研究工作的初步能力。通過這一教學環(huán)節(jié)，學生可以得到科學研究素養(yǎng)、創(chuàng)新意識和工程實踐能力的培養(yǎng)和訓練，因而是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的一次較為系統(tǒng)的訓練。1.3.2課題研究的主要內(nèi)容1）模具的設計計算；2）模具的材料選用；3）模具零件的三維實體繪制及裝配；4）典型零件的數(shù)控編程及仿真加工；5)模具運動仿真。 6）畢業(yè)設計計算說明書(一篇完整的畢業(yè)設計說明書或畢業(yè)論文通常由題名（標題）、摘要、目次頁（目錄）、引言（前言）、正文、結論、致謝（謝辭）、參考文獻和附錄等幾部分構成（排版要求按教務處規(guī)定執(zhí)行）。1.3.3課題研究的主要要求 要求：畢業(yè)設計（論文）應注重以下方面能力的培養(yǎng)：1、調查研究，檢索和查閱中外文獻和收集資料的能力； 2、理論分析，進行方案設計論證、分析比較的能力；3、設計、計算和繪圖的能力；4、實驗研究和數(shù)據(jù)處理的能力；5、外文閱讀和翻譯能力；6、計算機應用能力； 1.3.4設計課題要求： 本次設計對汽車驅動橋后蓋進行沖壓模具設計，利用相關的三維繪圖軟件繪制沖壓模具零件的三維實體模型，再將建模過程中產(chǎn)生的上模座、下模座、凸模、凹模等三維零件模型按照需要添加的裝配約束把各零件按實際工作時的位置放置在一起，完成零件模型的裝配。對典型零件進行工藝規(guī)程設計。第2章 沖模設計程序與步驟概述2.1沖件工藝性分析 1）根據(jù)鎖提供的產(chǎn)品圖樣，分析沖壓檢的形狀、尺寸、精度、斷面質量、裝配關系等要求。 2）根據(jù)沖壓檢的生產(chǎn)批量，決定模具的結構形式、選用材料。 3）分析圖樣上沖壓件所用材料是否符合沖壓工藝要求。決定是否采用條料、板料、卷料還試邊角廢料。 4）根據(jù)工廠現(xiàn)有設備情況以及沖壓件和沖壓件批量對設備的要求選擇合適的壓力機。 5）根據(jù)工廠的制造水平及裝備情況，為模具結構設計提供依據(jù)。 6）了解模具標準部件商品的供應狀況。2.2 確定合理的沖壓工藝方案 1）根據(jù)對制件所作的工藝分析，確定基本的工序性質，如落料、沖孔、彎曲等。 2）進行工藝計算，確定工序數(shù)目，如拉深次數(shù)等。 3）根據(jù)沖件生產(chǎn)批量和條件（材料、設備沖件精度）確定工序組合，如采用復合沖壓工序或連續(xù)沖壓工序。 4）根據(jù)各工序的變形特點、尺寸要求等確定工序排列順序，如采用先沖孔后彎曲，還是先彎曲后沖孔。2.3 進行工藝計算 1）計算毛坯尺寸，合理排樣并繪制排樣圖，計算出材料利用率。 2）計算沖壓力，其中包括沖裁力、彎曲力、拉深力、卸料力、推件力、壓邊力等，以確定壓力機。 3）選定壓力機型號、規(guī)格。 4）計算壓力中心，以免模具受偏心負荷而影響模具的使用壽命。 5）計算并確定模具主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、墊板等）的外形尺寸以及彈性元件的自由高度。 6）確定凸凹模間隙，計算凸凹模工作部分的尺寸。 7）確定拉深模的壓邊圈、拉深次數(shù)、各種中間工序模具的尺寸分配，以及半成品尺寸計算等。2.4 模具總體設計 2.4.1進行模具結構設計，確定結構件形式和標準。 1）成形工作零件與標準確定 如凸模、凹模及凸凹的結構形式是整體、組合還是鑲拼的。 2）選定定位元件 如采用定位板或擋料銷或導正銷等。對于復合模，還要考慮是否用始用擋料銷、導正銷和定距凸模（側刃）等。 3）卸料與推件機構及構件的確定 卸料有剛性卸料和彈性卸料兩種形式。剛性卸料通常采用固定卸料板結構形式，彈性卸料常采用彈簧或橡皮作為卸料元件。 4）導向零件的種類和標準的確定 包括是否采用導向零件，采用何種形式的導向零件。設計中最常用的有滑動導柱導套導向和滾動導柱導套導向。2.4.2模架種類及規(guī)格的確認 1）繪制模具整體結構草圖，初步計算并確定模具閉合高度，概算模具外形尺寸。2.5 選擇沖壓設備 根據(jù)工廠現(xiàn)有設備情況以及要完成的沖壓工序性質，沖壓加工所需的變形力、變形功及模具閉合高度和輪轂尺寸等主要因數(shù)，選用壓力機的型號、規(guī)格，選用壓力機時必須滿足以下條件：1） 壓力機公稱壓力必須大于沖壓力。2） 模具的閉合高度應在壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間當多副模具安裝在同一臺壓力機上時，多副模具應該有同一個閉合高度。3）壓力機的滑塊行程必須滿足制件的成形要求。拉深時為了便于放料和取料，其行程必須大于拉深高度的2-2.5倍。4）為了便于安裝模具，壓力機工作臺面尺寸應大于模具下模座尺寸，一般每邊大50-70mm。臺面上的孔應能保證制件或廢料漏卸。2.6 模具圖樣設計 2.6.1繪制模具總圖1）主視圖 常取模具的工作位置，采用剖面畫法。2）俯視圖和仰視圖 俯視圖（或仰視圖）一般是將模具的上模部分（或下模部分）拿掉，視圖只反映模具的下模俯視（或上模仰視）可見部分，這是沖模的一種習慣畫法。3）側視圖和局部視圖等視圖必要時畫出。4）制件圖 常畫在圖樣的右上角，要注明制件的材質、規(guī)格以及制件本身的尺寸、公差及有關的技術要求。對于有數(shù)副模具沖壓成的制件，除畫出本工序成品制件圖外，上要畫出上工序的半成品圖（毛坯圖一般放在圖樣的左上角）。5）排樣圖 對落料模、復合模和復合模，必須在制件圖的下面畫出排樣圖。排樣圖上應標有料寬、步距和搭邊值。復雜和多工位復合模的排樣圖，一般單獨繪制在一張圖樣上。6）技術要求及說明 一般在標題欄的上方寫出該模具的沖壓力、模具閉合高度、模具標記所選設變型號等其他要求。 39第3章 沖裁模設計3.1毛坯尺寸計算圖2.1 零件圖（1）名稱：U型支架 材料： 10鋼，厚度為1.5mm，抗剪強度：400520MPa；（2）生產(chǎn)批量：大批量；（3）結構：對稱彎曲件；（4）尺寸精度：制件精度為IT11-12級。通過分析，此制件為簡單型冷沖件，形狀相對簡單。需要切邊、沖孔、折彎等多道工序完成加工。在整個模具的設計工程中，模具的結構設計安排的是否合理將極大的影響整副模具的使用性能。材料為10鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結構相對簡單，工件尺寸精度不是很高，主要是折彎工序。3.2工藝方案的確定（1）工序性質：成形，沖孔，成形（2）組合程度：1）復合模：落料沖孔復合模、折彎。2）級進模：沖孔、成形、切邊等。方案1模具結構比較多，需要很兩道工序，但成本大大降低，并且產(chǎn)品精度大大提高。方案2只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度比較容易保證，由于該件的幾何簡單，采用復合模的方式最合適，制造費用高。通過對上述二種方案的比較，該件的生產(chǎn)采用第一種方案為佳，生產(chǎn)效率高，既能滿足制造要求又能符合經(jīng)濟要求。3.3進行工藝計算圖3.1毛坯圖據(jù)圖3.1毛坯圖所示，此工件相對簡單，尺寸上圖都已標注。毛坯的尺寸L為：毛呸長度方向尺寸L1=26mm寬度方向尺寸L2=70.5mm；產(chǎn)品的厚度尺寸為1.5mm；經(jīng)過計算，該零件的毛胚尺寸為32x136.6。3.3.1 排樣排樣起先是指沖裁件在條料、帶料、板料上的布置方式。排樣圖既要在冷沖壓工藝規(guī)程中反映出來，用來指導沖壓生產(chǎn)，又要在模具裝配里反映出來，在模具加工和裝配中起參考作用，所以畫排樣圖是冷沖壓工藝和模具設計中極為重要的，且技術性很強的設計工作。選擇合理的排樣布局方式，是提高材料利用率、降低生產(chǎn)成本和保證工件質量的有效措施。根據(jù)沖裁件在板料上的布置方式，排樣形式有直排、單行排、多行排、斜排、對頭直排和對頭斜排等 多種排列方式。排樣方法可分為三種，有廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣。在沖壓生產(chǎn)實際中，由于零件的形狀、尺寸、精度要求、批量大小和原材料供應等方面的影響，沒有一種固定不變的合理排樣方案。因此，決定排樣方案時應遵循的原則是：保證在最低的材料消耗和最高的勞動生產(chǎn)率的條件下得到符合技術條件的要求的零件，同時要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結構簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應情況。綜合考慮我們選用直排式，有廢料排樣3.3.2 搭邊排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用一是補償定位誤差和剪板誤差；二是增加條料剛度，以保證零件質量和送料方便。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質量。最小工藝搭邊值材料厚度圓件及r2t的圓角矩形件邊長L50mm矩形件邊長L50mm或圓角r2taa1aa1aa10.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.52.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.52.233.53.54.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t注：表列搭邊值適用于低碳鋼，對于其它材料，應將表中數(shù)值乘以下列系數(shù)：中等硬度的鋼0.9 軟黃銅、紫銅1.2硬鋼0.8 鋁1.31.4硬黃銅11.1 非金屬1.52硬鋁11.2查表得：搭邊值a=1.5mm a1=1.8mm3.3.3 條料寬度的確定根據(jù)材料的合理利用程度，排料方法選用直排。查李奇涵主編的沖壓成形工藝與模具設計P56表3-9，得a=1.5mm a1=1.8mm考慮此制件的特殊性，取a=2mm a1=2.75mm =（70.5+2X2.75）-0.2 =76式中：B料寬基本尺寸； 條料寬度方向制件輪廓最大尺寸； n側刃個數(shù)； b側刃沖切的料邊寬度； 條料剪切公差，此處查表得=0.13.3.4 材料利用率一個步距內(nèi)的材料利用率/BS100% 式中 A一個步距內(nèi)沖裁件的實際面積；B條料寬度；S步距； =BS100% =1700.6289（28x76）100%=80%根據(jù)計算結果知道排材料利用率為80%，利用率高，在可接受范圍內(nèi)，適合大批量生產(chǎn)。3.4沖裁間隙沖裁間隙是指沖裁模的凸模和凹模刃口之間的尺寸之差。單邊間隙用C 表示，雙邊間隙用Z表示。凸模和凹模刃口尺寸和公差直接影響工件的尺寸精度。由于凹、凸模之間存在著間隙，所以沖裁件斷面都有錐度。沖孔落料件都是測量其光亮帶部分的尺寸，而沖孔的光亮帶是凸模擠入而形成的，落料的光亮帶是落料件擠入凹模型孔形成的，故沖孔時孔的尺寸由凸模決定，落料時的外形尺寸由凹模決定。由于沖裁時凸、凹模的磨損，使凸、凹模實體尺寸變小，故在設計凸、凹模尺寸時應考慮凸、凹模的磨損方向，使其磨損之后還能保證沖件尺寸的要求?？紤]凸、凹模制造公差的方向，確定凸、凹模的基本尺寸。1、凸、凹模制造公差：2、刃口尺寸計算公式：（1）、沖孔磨后變小的公式：（2）、落料磨后變大的公式：按以上（1）、（2）之法可得出：（3）、沖孔磨后變大的公式：（4）、落料磨后變小的公式：（5）、C是磨后不變的尺寸，其公式為以上各式中：、 為凸、凹?；境叽纾?、 為最大、最小極限尺寸； 為最小初始間隙； 為工件公差； 精度等級系數(shù)，并有：（高于）IT11時x=1;IT11IT12時x=0.75；、 凸、凹模制造公差。3、具體的計算如下：查表確定初始間隙：4、計算凸、凹模制造公差：3.5沖壓工藝力和壓力中心的計算3.5.1沖裁力的計算1.沖裁力的計算： 沖裁力是沖裁過程中凸模對板料的壓力，它是隨凸模行程而變化的。對沖裁力有直接影響的因素主要有板料的力學性能、厚度與沖裁件的輪廓周長。平刃口沖裁力可按下式計算： （公式3-12）式中 沖裁力（）； 沖裁件周邊長度（）； 材料抗剪強度（） 材料厚度（）； 系數(shù)，通常。為計算簡便，也可按下式估算沖裁力：FLtb式中b材料抗拉強度（）通過查表2-3，取Q235的坑拉強度400mpa，查表3-16，取K卸=0.03，k推=0.05，K頂=0.06則F落= 212x1.5x1.3x400=165360N=16.5TF沖孔= Ltb=20x3.14x1.5x1.3x400=48984N=4.9Tx2=9.8TF沖孔= Ltb=2.5x3.14x1.5x1.3x400= 6123N=0.6TF沖裁= F落+F沖孔+ F沖孔=16.5+9.8+0.6= 26.9 TF卸=K卸XF落=16.5x0.03=0.5TF推=nK推XF沖孔=10.4x0.05=0.52TF頂=K頂XK沖裁=0.06x26.9= 1.614 TF沖壓=F卸+F推+F頂+F沖裁=26.9+0.5+0.52+ 1.614 =30T3.5.3壓力機公稱壓力的確定沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖壓力，為沖裁力和與沖裁力同時發(fā)生的卸料力、推件力或頂出力的總和。根據(jù)不同的模具結構，沖壓力計算應分別對待，即當模具結構采用彈壓卸料裝置和下出件方式時： （公式3-16）當模具結構采用彈壓卸料裝置和上出件方式時： （公式3-17）當模具結構采用剛性卸料裝置和下出件方式時： （公式3-18）本論題模具采用彈壓卸料裝置和下出件方式，其總壓力包括：沖裁力、卸料力和推件力。所以其總壓力為：=30T一般按公稱壓力的80%要大于等于沖壓總壓力來選用壓力機，即 （公式3-19）所以：預選壓力機的公稱壓力為： 3.5.4模具壓力中心的確定模具的壓力中心，就是沖壓力合力的作用點。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點。根據(jù)力學原理，各分力對某軸力矩之和等于某合力對同軸之矩，則可得壓力中心坐標計算公式： （公式3-20） （公式3-21）據(jù)此，本設計確定零件的壓力中心如下：把整個刃口輪廓按基本要素劃分成、，并計算各基本線段長度，產(chǎn)品為規(guī)則形狀的圖片所以壓力中心為產(chǎn)品中心3.6模具零件加工工藝各種結構的沖裁模，一般都是由工作零件(包括凸模、凹模)、定位零件(包括擋料銷、導尺等)、卸料零件(如卸料板)、導向零件(如導柱、導套)和安裝固定零件(包括上下模座、墊板、凸凹模固定板、螺釘和定位銷)等5種基本零件組成。采用彈性卸料板的沖裁模，其凸凹模的長度應根據(jù)模具的具體結構確定。采用線切割機床加工，為了使模具裝配方便將落料凸凹模設計成直通式，采用彈性卸料板的沖裁模，基本結構如圖3.3所示。凸凹模的長度按式 (32)計算：L30+60-6=84mm (公式32)式中 L1凸凹模固定板厚度，單位mm； l2缷料板的厚度，單位mm； l3導尺的厚度，單位mm。圖3.3 沖孔凸模式中的1520mm包括凸凹模進入凹模的深度、凸凹模修磨量、沖模在閉合狀態(tài)下缷料板到凸凹模固定板間的距離。一般應根據(jù)具體結構再加以修正。這里設計的凸凹模長度按式 (33)計算：L=20+15+25+12=72 (公式33)式中 l1凸凹模固定板厚度，單位mm； l2缷料板的厚度，單位mm； t材料厚度，單位mm；其中，式中h取1520mm。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙在0.05mm。結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成直通式，采用線切割機床加工，所以無需對其進行強度校核。沖裁時凸凹模進入凹模刃口5mm。如圖3.4所示:圖3.4凸凹模凹模類型很多，凹模的外形有圓形和板形；結構有整體式和鑲嵌式；刃口也有平刃和斜刃。這次設計凹模采用板形，結構采用整體式，刃口采用平刃。凹模的固定方法，采用螺釘和銷釘將凹模固定在下模座上，保證螺釘（或沉孔）間、螺孔與銷孔間及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近，不然會影響模具壽命。凹模外型尺寸按公式如下計算：為壓力中心到最遠型孔的壁間距。按照型孔的布置，凹模的外形尺寸分別為：平行于送料方向的凹模型孔最遠壁間距離：54.1mm；垂直于送料方向的凹模型孔最遠壁間距離：=54.1mm；平行于送料方向的凹模外形尺寸為：L=2()=87+87+26=200mm垂直于送料風向的凹模外形尺寸為：L2（）67+67+76=210mm該副落料沖壓冷沖模的送料導向零件采用導料銷，可以很好的起到定位和導向的作用，而且結構簡單實用。由于本次設計采用復合模，所以在凹模板上開有擋料銷的讓孔，可以很好的保證模具的運作。如圖：導料銷3.7沖裁模的結構設計3.7.1模具類型的選擇圖3.7.1 復合模3.7.2定位方式的選擇緊固零件有：螺釘用于固定模具零件，而銷釘則起定位作用。卸料螺釘M6固定螺釘M6以及6銷釘。定位零件是指保證條料或毛坯在模具中的位置正確的零件。包括導料板（或導料銷）、擋料銷等。導料板對條料送進起導向作用，擋料銷限制條料送進的位置。屬于送進導向的定位零件有導料銷、導料板、側壓板等；屬于送料定距的定位零件有用擋料銷、導正銷、側刃等；屬于塊料或工序件的定位零件有定位銷、定位板等。所以，綜合考慮，該模具應采用擋料板結構。3.7.3卸料、出件方式的確定卸料板一般分為剛性卸料板和彈性卸料板兩種形式。彈性卸料板有敞開的工作空間，操作方便，生產(chǎn)效率高，沖壓前可對毛坯有預壓作用，沖壓后也可使沖壓件平穩(wěn)卸料，所以這里選用彈性卸料裝置。圖3.8 彈壓卸料裝置為了得到平整的工件，模具采用彈壓式卸料結構，使條料在沖孔后可以脫離凸模，所以用橡膠為彈性元件。卸料力由矩形彈簧提供。矩形彈簧的自由高度取70mm。因為沖裁材料較薄，而且有彎曲成型，所以沖壓時需對零件起壓料作用，所以選用彈壓卸料裝置。卸料板厚度一般取凹模厚度的（0.71.0）倍，所以取為15mm，其外形尺寸一般與凹模相同。因為在沖壓過程中，凸模自然會將沖件從凹模中卸下，所以這里不需要有推件與頂出裝置。卸料板采用Q235制造，淬火硬度為4045HRC。彈壓卸料板與凸模的單邊間隙可根據(jù)沖裁模厚度按表11-2選用，這里工件厚度為1，所以卸料板與凸模間隙取0.1。 表3-1彈壓卸料板與凸模間隙值 （mm）材料厚度t0.50.511單邊間隙Z0.050.10.15圖3.9卸料板3.7.4 模架的選用模架是上模座、下模座、導柱、導套的組合體。有導柱模模架、導板模模架。該模具應選擇后置導柱。選用滑動導柱和導套，其結構和尺寸都有標注規(guī)定。導套內(nèi)孔有儲油槽，以便儲油潤滑，內(nèi)孔與導柱滑動配合；導柱的兩端基本尺寸相同，公差不同。按照標注選用時，L應保證導柱的上端面與上模座的上平面之間的距離不小于1015mm，以保證凸、凹模經(jīng)多次刃磨而使模具閉合高度變小后，導柱也不會影響模具正常工作；而下模座的下平面與導柱壓入端的端面之間的距離不應小于23mm，以保證下模座在壓力機工作臺上的安裝固定；導套的上端面與上模座上平面之間的距離應大于23mm，以便排氣和出油。導套的外徑和上模座采用過盈配合（H7/r6）；導柱的下部與下模座導柱孔采用過盈配合（H7/r6）。導柱、導套之間采用間隙配合，其配合間隙必須小于沖裁間隙，沖裁間隙小的一般按照H6/h5配合，沖裁間隙大的一般按照H7/h6配合。根據(jù)標準規(guī)定，模架主要有兩大類：一類是由上模座、下模座、導柱、導套組成的導柱模架；另一類是是由彈壓導板、下模座、導柱、導套組成的導板模模架。模架及其組成零件已經(jīng)標準化，并對其規(guī)定了一定的技術條件。導柱模模架按導向結構形式分為滑動導向和滾動導向兩種。滑動導向模架的精度等級分為級和級，滾動導向模架的精度等級分為0級和0級。各級對導柱、導套的配合精度、上模座上平面對下模座下平面的平行度、導柱軸心線對下模座下平面的垂直度等都規(guī)定了一定的公差等級。這些技術條件保證了整個模架具有一定的精度，也是保證沖裁間隙均勻性的前提。有了這一前提，加上工作零件的制造精度和裝配精度達到一定的要求，整個模具達到一定的精度就有了基本點保證。滑動導向模架的結構形式有4種：對角導柱模架、中間導柱模架、四角導柱模架、后側導柱模架。后側導柱模架的特點是導向裝置在后側，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機導向又不精確，就會造成上模歪斜，導向裝置和凸、凹模都容易磨損。從而影響模具壽命。此模具一般用于較小的模架。該模具采用后側導柱模架，這種模架的導柱在模具的一邊。以 凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。查沖壓模具課程設計指導與范例書第231頁，得到以下數(shù)據(jù)：295X320X281mm，上模座厚度h上模取60mm，下模座厚度h下模取60mm，那么，該模具的閉合高度：H閉=H上模+ + H固+L+H卸料+H凹+ +H下模 =281mm可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23-16的最大裝模高度（300mm），可以使用。模座分帶導柱和不帶導柱兩種，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品要求確定是否采用帶導柱的模座。模座一般分為上、下模座，其形式基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機滑塊和工作臺連接，傳遞壓力。因此，必須十分重視上、下模座的強度和剛度。模座因強度不足會產(chǎn)生破壞；如果剛度不足，工作時會產(chǎn)生較大的彈性變形，導致模具的彈性零件和導向零件和導向零件迅速磨損，這是常見的卻又往往不為人們所重視的現(xiàn)象。設計時按標準選用模架或模座。在不能使用標準的情況下，設計沖模模座時注意以下幾點。（1）模座的外形尺寸根據(jù)凹模周界尺寸和安裝要求來確定。對于圓形模座，其直徑應比凹模板直徑大3070mm。對于矩形模座，其長度應比凹模板長度大4070mm，而寬度可以等于或略大于凹模板寬度，但應考慮有足夠位置來安裝導柱、導套。模座的厚度取凹模板厚度的1.01倍，根據(jù)受力情況，上模座厚度可比下模座厚度小510mm。對于大型非標準模座，還必須根據(jù)實際情況需要，按鑄件工藝性要求和鑄件結構設計規(guī)范進行設計。（2）所設計的模座必須與所選的壓力機工作臺和滑塊的有關尺寸相適應，并進行必要的校核，如下模座尺寸應比壓力機工作臺孔或墊板孔尺寸每邊大4050mm等。（3）模座材料根據(jù)工藝力的大小和模座的重要性選用，模座選用HT200結構鋼。（4）模座的上、下表面的平行度應達到要求，平行度公差一般為4級。（5）上、下模座的導柱與導套安裝孔的位置尺寸必須一致，其孔距公差要求在0.02mm以下。模座的導柱、導套安裝孔的軸線應與模座上、下面的垂直，安裝滑動式導柱和導套時，垂直度公差一般為4級。上、下模座已有國家標準，除特殊類型外，盡可能按標準選取。標準可查書沖壓模具課程設計指導與范例中表9-46中間導柱模架。具體見上模座CAD圖、上模座三維圖、下模座CAD圖所示圖3.10上模座圖圖3.10.1下模座圖3.7.5沖壓設備的選擇一般情況下，壓力機的公稱壓力應大于或等于沖壓總工藝力的1.3倍，可取壓力為：1.392700=120510N查表1-4，初選壓力機J23-16，主要參數(shù)：公稱壓力：160kN滑塊行程：55mm滑塊行程次數(shù)：120次/min閉合高度調節(jié)量:45mm最大閉合高度：300mm工作臺尺寸：300450mm模柄孔尺寸：3050mm電動機功率：1.5kw壓力機參數(shù)校核 J23-16型壓力機的裝模高度為（185228）mm根據(jù)Hmin+10mmH模具Hmax-5,則該壓力適合，其他的參數(shù)也適合。第4章 零部件的設計與選用4.1支撐固定及卸料零件圖4.1卸料螺柱 圖4.1.1固定螺柱和銷釘4.2彈性元件圖4.2彈簧（條料從凹凸模脫離的機構）4.3導料銷圖4.3導料銷4.4模架及其他零部件的選用圖4.8凹模第5章 模具制造工藝與工藝規(guī)程5.1模具制造工藝規(guī)程 5.1.1工藝規(guī)程的定義、內(nèi)容與特點 1）定義和性質將模具制造工藝過程，及其中各工序的內(nèi)容，采用表格或卡片形式規(guī)定下來的文件，稱謂模具制造工藝規(guī)程。顯然，模具制造工藝規(guī)程是組織、指導、控制和管理每副模具制造全過程，具有企業(yè)法規(guī)性，不能隨意刪改，若刪改須通過正常修改、變更批準程序的工藝文件。當某副模具的制造工藝過程全部完成，驗收合格，交付用戶正常使用后，該副模具的制造工藝規(guī)程，則即行廢止。其工藝文件則當完整存檔保存，并視為企業(yè)的技術資源。2）內(nèi)容和特點 模具制造工藝規(guī)程的內(nèi)容 制訂工藝規(guī)程的依據(jù)是：模具結構設計圖樣及其制造技術要求和企業(yè)所擁有的加工機床、工裝，以及相關的工藝文件資料等企業(yè)資源。根據(jù)模具成形件結構，及其型面技術要求高，須進行精密成形加工的特點，采用CNC機床與計算機技術組成模具CAD/CAM、Fxms制造技術，使實現(xiàn)設計與制造數(shù)字化、一體化生產(chǎn)：使工藝內(nèi)容實現(xiàn)高度集成化，以減少成形加工誤差。這是現(xiàn)代模具制造工藝技術的顯著特點。 5.1.2工藝規(guī)程的文件形式工藝規(guī)程的形式與模具廠的規(guī)模、技術傳統(tǒng)、管理水平，以及專業(yè)化生產(chǎn)水平有關。一般有三種形式，包括：工藝過程卡片，工藝卡片和工序卡片。5.2模具制造工藝規(guī)程的技術基礎 5.2.1模具成型件的結構工藝及其要素 1）批量生產(chǎn)的模具標準件，其制造工藝過程中的工序是相對穩(wěn)定的。而模具成形件則須依據(jù)制件（產(chǎn)品零件）的結構要素和技術條件進行設計，因此，每副模具的成形件都有其特殊的形狀、尺寸精度與質量要求。并以單件生產(chǎn)方式進行制造。 2）成形件的結構工藝性 為保證模具成形件的使用性能，尺寸、位置精度與質量，其結構工藝要素必須合理、正確地進行設計，使其在加工時能滿足要求。 5.2.2工藝基準的確定工藝基準試工序卡中的重要內(nèi)容。工藝基準試成形件在加工中的定位、測量和裝配時采用的基準。所以，工藝基準可分為定位基準、工序基準、測量基準和裝配基準。工藝基準需力求與設計基準重合，使符合基準重合原則。因此，在設計成形件時，就應該考慮設計基準與工藝基準重合的原則，以減少基準不重合的誤差，保證加工精度。 5.2.3模具成型件的加工方法與制造精度由于在模具成形件加工工藝過程中，廣泛采用NC、CNC高效、精密數(shù)字化加工技術和廣泛采用具有精密坯件，來制造成形件，從而提高了成形件的加工精度、表面粗糙度和加工效率。 5.2.4加工方法與表面粗糙度沖件的斷面與外觀質量，塑件、壓鑄件、玻璃制品等制件的外觀質量，均取決于成形型面加工質量。5.3模具零件制造工藝規(guī)程的基本內(nèi)容 5.3.1模具零件毛坯和加工余量零件毛坯的制造，是指有原材料經(jīng)加工，轉變?yōu)楹细窳慵牡谝徊?。因此，零件毛坯的結構要素和材料須與模具零件所要求的材料和結構要素向符合。這樣，將使模具廠減少了粗加工工作量。供給模具廠的毛坯，則試按技術規(guī)范留有少量加工余量的坯件。 5.3.2模具零件制造工序、工序尺寸與公差 1）劃分工藝階段模具成形件制造工藝過程中的工藝階段的劃分，和一般機械零件基本上相同，可分為粗加工、半精加工、精加工和精飾加工四個階段。 2）確定工序內(nèi)容與加工順序的原則合理確定工序內(nèi)容與加工順序，對縮短制造工藝過程：進行高效、精密加工：保證加工精度和表面粗糙度具有重要作用。 3）工序尺寸與公差的確定 工序尺寸與公差是指在某工序所有加工內(nèi)容均完成后，工件應達到的尺寸與公差。所以確定每道工序的尺寸與公差，則主要取決與：每道工序的加工余量和工藝基準的選擇兩個因素。第6章 模具的使用 6.1模具檢測 不論什么模具，在使用時都要經(jīng)過檢測，對于新模具要檢測是否經(jīng)過試模，有無模具制造合格證和試模樣件，檢查樣件形狀尺寸是否符合產(chǎn)品圖樣要求。對于已經(jīng)用過的舊模具再次使用，要檢查用了多長時間，模具的整體性和各構件是否完好無損，新舊程度，能否繼續(xù)直接用于生產(chǎn)，需不需要再做修理和維護。 檢測的內(nèi)容試多方面的，但不同的模具有不同的具體內(nèi)容。6.2模具使用安全 模具一旦制成以后應在安全狀態(tài)下正常使用才能達到應有的壽命。做到模具使用安全，實際上就是做到操作者的人身安全和設備安全這兩大問題的有機結合。具體地說：首先模具本身從結構到制造質量符合并達到模具的有關標準，即模具質量上是可靠的：其次模具所用的壓力機能滿足工藝上的要求：第三操作方法是合理的，這樣使用的模具就有安全保障。 6.2.1 人身安全技術 人身安全必須得到最充分的重視，絲毫不可含糊和放松警惕，具體措施是：1） 消除和減少危險區(qū)域。2） 防止手進入危險區(qū)域。3） 以機械化自動化裝置代替手工操作。4） 以手工具代替手進入危險區(qū)域。5） 若手進入危險區(qū)域壓力機應停止使用。6） 安全啟動壓力機，如雙手斗離開危險區(qū)時，壓力機才能啟動。7） 設置 壓力機誤動作機構。8） 防止運輸和安裝事故，降低噪聲。 6.2.2 裝置安全技術由于大量生產(chǎn)和自動化生產(chǎn)的需要，采用自動保護裝置代替操作人員監(jiān)視沖壓過程中有關環(huán)節(jié)。6.3模具使用要求 6.3.1 模具使用與壽命對于大量生產(chǎn)，模具使用壽命長短直接影響到生產(chǎn)效率的提高和生產(chǎn)成本的降低，所以模具的壽命對使用者來說是個非常重要的指標。模具壽命長短，首先取決于模具的設計與制造質量，其次是使用的合理性，正確維護和保養(yǎng)。全面地評價影響模具壽命的因素試多方面的。 6.3.2 定期檢查模具在使用過程中不能長期使用直到模具出了故障再做檢查，應進行定期檢查，并做好原始記錄，使模具在完好狀態(tài)下正常工作。 6.3.3 操作制度的基本內(nèi)容操作者應做到有序、高效、安全生產(chǎn)，應有一系列必須遵守的操作制度。使用不同模具有不同的具體操作要求。第7章 模具的總裝圖圖7.1落料沖孔組裝圖總結與展望通過這次的畢業(yè)設計學習，我學到了很多，更加扎實的掌握了有關沖壓模具設計方面的知識。培養(yǎng)了我綜合運用所學的基礎理論、基本知識和基本技能，有效的提高了分析和解決實際問題的能力。如調查研究、查閱文獻和收集資料，并進行分析的能力；制訂設計方案或試驗方案的能力；設計、計算和繪圖能力；總結提高撰寫論文的能力。把學校里學到的理論知識很好的運用到了實踐中，基本達到能夠獨立設計一般模具的要求。這次的課程設計，讓我更加全面、系統(tǒng)的認識和掌握沖壓模具的設計重點和要求，也綜合檢驗了大學期間所學的知識。對我來說，受益匪淺，明白了學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己的知識和綜合素質?？傊?，雖然這次的畢業(yè)設計結束了，但我學到了很多知識和道理，我知道這只是一個開始而已。以后人生的路還很長，我必須要對自己有更高的要求，不斷學習和進步，努力取得更好的成績。 此次畢業(yè)設計讓我領悟很多，原來那種急于求成，浮躁的情緒沒有了，取而代之的是更加腳踏實地的努力工作和學習。擺正自己的心態(tài)，以積極樂觀向上的心態(tài)投入到設計當中，突然覺得又多了一份人生的感悟。 主要參考文獻1 李洪.機械加工工藝手冊，北京：北京出版社. 19902 成大先.機械設計手冊（第四版），化學工業(yè)出版社. 19933 趙程.機械工程材料,北京：機械工業(yè)出版社. 19834 王孝培. 沖壓手冊 北京：機械工業(yè)出版社 19905 翁其金. 沖壓工藝及沖模設計 機械工業(yè)出版社 20046 吳宗澤.機械設計師手冊（第二版）上、下冊，機械工業(yè)出版社. 20007 陳隆德.互換性與測量技術基礎，高等教育出版社. 19968 王衛(wèi)衛(wèi). 材料成形設備 機械工業(yè)出版社 2004/019 鄧明. 實用模具設計簡明手冊 機械工業(yè)出版社 200610 陳立亮. 材料加工CAD/CAM基礎（第2版）機械工業(yè)出版社 2004/0111 黃純穎等.機械創(chuàng)新設計，北京：高等教育出版社. 198312 楊裕國. 模具壽命與材料 機械工業(yè)出版社 199713 姜奎華. 沖壓工藝與模具設計 機械工業(yè)出版社 200414 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