彎板沖壓成形工藝與模具設(shè)計【沖孔、落料復(fù)合?！俊緩澢！?/h1>

彎板沖壓成形工藝與模具設(shè)計【沖孔、落料復(fù)合?！俊緩澢！?沖孔、落料復(fù)合模,彎曲模,彎板沖壓成形工藝與模具設(shè)計【沖孔、落料復(fù)合模】【彎曲?！?沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計,沖孔,復(fù)合,彎曲,曲折 彎板沖壓成形工藝與模具設(shè)計1緒論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?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(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)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(dá)國家的模具相比距離相當(dāng)大。1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)廠家約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。在2萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；三資及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是1520萬美元，有的高達(dá)2530萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 5）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 6）模具的精度將越來越高； 7）模具研磨拋光將自動化、智能化； 8）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；9）開發(fā)新的成形工藝和模具1.2國外模具的發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其它加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是大而專、大而精。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織-德國機(jī)械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高故人均產(chǎn)值也較高我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多1520萬美元，有的達(dá)到 2530萬美元。1 零件的工藝性分析1.1零件圖及零件工藝性分析1.1.1零件圖1.1.2零件成形工藝圖第一步：第二步：圖1.1 工序圖1.1.3方案選擇(1) 方案的比較分析沖件的外形，可采用的設(shè)計方案有：a. 單工序模：即沖孔模；落料模；一次彎曲模b. 沖孔、落料復(fù)合模；一次彎曲模c. 沖孔、落料、彎曲連續(xù)模 (2) 方案的選擇由于此工件表面有孔，需校核先沖孔還是在彎曲后在沖孔。彎曲半徑的中心與孔邊的距離必須大于料厚的1.5倍以上，可先沖孔。即孔邊距 經(jīng)校核所有的孔都可以先進(jìn)行沖孔再彎曲。由于工件大批量生產(chǎn)，又考慮到工件板料厚度和尺寸的問題，采用第二套方案。即：沖孔、落料復(fù)合模；彎曲模 對此套方案的說明如下： 沖孔落料：沖出產(chǎn)品上的兩個直徑3.2的圓孔，得到下一個工序要用的料 彎曲：在彎曲模的作用下獲得產(chǎn)品所需的整體形狀。根據(jù)要求，本次設(shè)計中需要二套模具來完成，故需設(shè)計沖孔、落料復(fù)合模和一次彎曲模。由落料，彎曲共兩道工序，本設(shè)計中只需要設(shè)計一次彎曲模。1.2 沖裁件工藝結(jié)構(gòu)的工藝性1.2.1沖裁件的形狀和尺寸 圖2.2-1 (1) 形狀盡可能設(shè)計成簡單,對稱,使排樣時廢料最少.(2) 沖孔時,孔徑不宜過小.其最小孔徑與孔的形狀材料的機(jī)械性能材料的厚度等有關(guān).見表2.2-1, 表2.2-2表2.2-1用自由凸模沖孔的最小尺寸材料(厚度為t)硬鋼,軟鋼及黃銅鋁,鋅.d1.3td1.0td0.8ta1.2ta0.9ta0.7ta0.9ta0.7ta0.5ta1.0ta0.8ta0.6t表2.2-2采用精密導(dǎo)向凸模沖孔的最小尺寸硬鋼軟鋼及黃銅鋁鋅.圓形孔d0.5t0.35t0.3t方形孔a0.4t0.3t0.28t(3) 沖裁件的孔與孔之間,孔與邊緣之間的距離不應(yīng)過小.其許可值見下圖2.2-1圖2.2-1(3) 在彎曲件或拉伸件上沖孔時,其孔壁與工件直壁之間應(yīng)保持一定的距離.若距離太小沖孔時會使凸模受水平的推力而折斷,見圖2.2-2圖2.2-21.2.2沖裁件精度和粗糙度(1) 沖裁件的內(nèi)外形經(jīng)濟(jì)精度不高于GB1800-86IT11級.一般要求落料件精度最好低于IT10級,沖孔件最好低于IT9級公差值參見表2.2-3,2.2-4,2.2-5表2.2-3沖裁件外形與內(nèi)孔尺寸公差(單位:mm)沖模形式 材料厚度零件尺寸0.20.50.51.01.02.02.04.04.06.0普通沖裁模100.08/0.050.12/0.080.18/0.100.24/0.0120.30/0.1510500.10/0.080.22/0.120.28/0.150.35/0.20501500.14/0.120.30/0.160.40/0.200.50/0.251503000.200.500.701.00高級沖裁模100.025/0.020.04/0.030.06/0.040.10/0.0610500.03/0.030.06/0.060.08/0.080.12/0.10501500.05/0.050.08/0.060.10/0.080.15/0.121503000.080.100.120.150.20注:1.表中“/”前為外形公差值,后為內(nèi)孔公差2.一般沖裁為導(dǎo)向部分零件按IT8級精度制造.3.高級沖裁為導(dǎo)向部分零件按IT7級精度制造.表2.2-4同時沖出兩孔之間中心距公差沖模形式材料厚度(mm)公差(mm)孔中心距尺寸(mm)1122446一般沖模500.100.120.150.20501500.150.200.250.301503000.200.300.350.40高級沖模500223021301151504030252015121034323021301151504030252015注:(1)二級為較高精度,三級為一般精度(2)非金屬沖裁件內(nèi)外形的的精度為IT14IT15級(3)沖裁件的粗糙度一般為12.5以上.附表2.2-8表2.2-8粗糙度和材料厚度關(guān)系材料厚度t(mm)112233445粗糙度(Ra)3.26.312.525501.2.3沖裁件的尺寸基準(zhǔn)零件結(jié)構(gòu)尺寸的基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與制造時的定位基準(zhǔn)重合,這樣可以避免尺寸基準(zhǔn)不相符而產(chǎn)生的誤差.沖孔件的孔位尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡量選擇沖壓過程中自始至終不參加變形的面或在線,切不要與參加變形部位聯(lián)系起來.1.3沖裁件的凸、凹模尺寸計算1.3.1凸、凹模尺寸計算原則沖裁時,沖孔直徑和落料外形尺寸均取決于光亮帶的尺寸,該尺寸通常用通用量具實測得到,也是確定沖件尺寸精度的唯一依據(jù)實踐證明,落料件的尺寸接近凹模刃口尺寸;沖孔的尺寸接近于凸模刃口的尺寸.所以落料時以凹模作為設(shè)計的基準(zhǔn);沖孔時取凸模作為設(shè)計的基準(zhǔn).計算凸凹模尺寸時就遵守的原則如下:(1)落料時,先確定凹模刃口尺寸,其大小應(yīng)取接近于或等于制件外形的最小極限尺寸.以保證凹模磨損至一定尺寸范圍內(nèi).也能沖出合格制件.凸模刃口的基本尺寸應(yīng)比凹模刃口基本尺寸小一個最小合理間隙.(2)沖孔時,凸模刃口尺寸其大小應(yīng)接近于或等于沖件孔的最大極限尺寸.以保證凸模磨損至一定尺寸范圍內(nèi),也能沖出合格的孔. 凹模刃口的基本尺寸應(yīng)比凸模刃口基本尺寸大一個最小合理間隙.1.3.2凸、凹模分開加工時其尺寸與公差的計算凸、凹模分開加工,是指凸模與凹模分別按圖加工尺寸,要求凸、凹模具有互換性.便于成批制造,對于形狀簡單.特別是圓形件,采用這種方法較為適宜.但為了保證凸凹模間初始間隙合理,不僅凸、凹模要分別標(biāo)注公差,而且要求有較高的制造精度,以滿足如下條件:凸+凹Cmax-Cmazx凸凹式中, 凸、凹為凸、凹模制造公差; Cmax、Cmazx為凸、凹模最大與最小雙面間隙.對于圓形或規(guī)則形狀的沖裁件,其落料,沖孔模允許偏差位置和凸、凹模刃口尺寸計算如下:落料:設(shè)制件外形尺寸為D-,則D凹=(D-X-,)+ 凹D凸= (D凹 -Cmin)- 凸=(D- X-,- Cmin)- 凸式中, D凸、D 凹、凹分別為落料凸凹模刃口基本尺寸(mm); D為制件外形基本尺寸(mm);為制件外形(mm); 凸、凹,分別為凸、凹制件公差(mm),一般按IT6IT7級精度,也可以取凸=(0.200.25) 、凹=0.25 ;X為系數(shù),制件精度為IT10級以上時取1,制件精度為IT1113級時取0.75,制件精度為IT14級以下時取0.5,X值也可以由下表2.4-1選取.表2.4-1系數(shù)X材料厚度t(mm)非圓形圓形制件公差(mm)40.160.200.240.360.420.500.600.160.200.240.160.200.240.30系數(shù)X10.750.50.750.5沖孔:設(shè)制件孔尺寸為d+,則d凸=(d-X-,) +凸d凹= (d凸-Cmin) -凹=(D- X-, - Cmin) -凸式中, d凸、d凹分別為沖孔凸, 凹模刃口基本尺寸(mm);d為制件孔的基本尺寸(mm)其余符號含義同上式.1.3.3凸凹模配合加工時其尺寸的計算當(dāng)制件形狀復(fù)雜或凸凹配合間隙較小時,采用分開加工法比較因難此時,可采用配合加工法,即先加工凸模(或凹模).這種加工法容易保證凸凹模間的間隙.采用配合加工法,其凸凹模尺寸公差也按落料和沖孔分別計算,落料一般應(yīng)以凹模為準(zhǔn),然后配做凸模,落料凹模磨損后,因其刃口復(fù)雜程度的不同,刃口尺寸的變化不一定都是增大,因此,必須按凹模磨損后的增大、減小或不變?nèi)N情況計算,如圖2.4-1, 圖2.4-2所示.第一類: 凹模磨損后尺寸增大,如圖2.4-2中X1、X2、X3、X,計算這類尺寸時可先把制件圖尺寸變化成D-的形式.再按公式計算;第二類: 凹模磨損后尺寸減小,如圖2.4-2中Y,計算這類尺寸時,可先把制件圖尺寸變化成d+的形式,再按公式計算;第三類: 凹模磨損后尺寸不變,如圖中Z1、Z2、Z3、計算這類尺寸時,可先把制件圖尺寸燮化成L/2的形式按公式計算.沖孔一般應(yīng)以凸模為準(zhǔn),然后配做凹模,沖孔凸模磨損后,刃口尺寸的變化也不一定都是減小,因此也應(yīng)按凸模磨損后尺寸減小、不變或增大三種情況計算, 如下圖所示.第四類: 凸模磨損后尺寸減小,如圖中A1、A2、A3、R,計算這類尺寸時可先把制件圖尺寸變化成D+的形式.再按公式計算;第五類:凸模磨損后尺寸增大,如圖中b,計算這類尺寸時可先把制件圖尺寸變化成D-的形式.再按公式計算.第六類:凸模磨損后尺寸不變,如圖2.4-1中C1、C2、C3、計算這類尺寸時,可先把制件圖尺寸變化成L/2的形式.再按公式計算.各類尺寸的計算公式列于表2.4-2表2.4-2配合加工法,凸模為基準(zhǔn),凸模尺寸的計算公式尺寸分類制件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料凹模增大D-按凹模尺寸配加工,保證雙面間隙CD凸=(D-X-,)+凸減小d+不變L/2D凹=(d+X-,)-凹沖孔凸模減小d+增大D-L凹=L凹/2不變L/2圖2.4-1沖子凸模刃口圖2.4-2落料凹模刃口 1.4沖裁件板料計算1.4-1為由經(jīng)驗確定的最小搭邊數(shù)值.供設(shè)計時參考.表1.4-1搭邊數(shù)值(單位:mm)料厚手送料自動送料圓形半圓形往復(fù)送料abababab1大于12大于23大于34大于45大于56大于688以上1.522.5345671.51.522.5345622.533.556781.522.53456733.545678922.53.545678345678234567注:沖非金屬材料(皮革,紙板,石棉等)時,搭邊值應(yīng)乘1.52.1.4.1條料寬度的確定.在排樣方式和搭邊值確定之后就可以確定條料的寬度,條料寬度與排樣方式有關(guān),其計算公式如下:圓形平行排樣時:B=(n-1)(D+b)+D+2a-圓形交叉排樣時:B=(n-1)(D+b)3/2+D+2a-條料寬度偏差.B=(D+2a) -式中B-條料寬度尺寸(mm)n-工件排數(shù)D-工件在條料寬度方向尺寸(mm)b-工件間最小搭邊值(mm)a-工件與條料邊緣間搭邊值(mm)-條料寬度偏差,數(shù)值見表2.6-4表1.4-3條料寬度偏差條料寬度B(mm)材料厚度t(mm)112233550-0.4-0.5-0.7-0.95010-0.5-0.6-0.8-1.0100150-0.6-0.7-0.9-1.1150220-0.7-0.8-1.0-1.2220300-0.8-0.9-1.1-1.31.4.2裁板方法沖裁時所用的條料,一般都是由一定規(guī)格的大張板料裁剪而成的.在條料寬度確定之后,就考慮怎樣在板料上剪裁條料的問題.裁板方法一般有兩種1) 縱裁法:即沿著板料長度方同(碾壓方向)剪裁.如圖1.4-4(a)所示2) 橫裁法:即沿著板料的寬度方向(垂越碾壓方向)剪裁.如圖1.4-4(b)所示圖1.4-4裁板方法在考慮采用哪一種方法時,首先要根據(jù)大張板料的規(guī)格及料寬度尺寸來排樣,盡可能減小料頭,提高材料利用率;同時應(yīng)考慮生產(chǎn)效率.如果剪床寬度允許的話,采用縱裁法比橫裁法效率更高.在裁彎曲零件用的條料時,除了要注節(jié)料外;還要特別注意條料的金屬纖維的碾壓方向,最好使金屬纖維碾壓方向與彎曲工位的彎曲線相垂直,使其具有良好的彎曲性能,減少工件在彎曲部位的開裂.工件板料厚T=1mm 根據(jù)計算，板料排樣圖為 2彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性2.1 計算毛坯的尺寸2.1.1最小彎曲半徑如果彎曲半徑過小，彎曲時板料外層拉伸變形量過大，使拉應(yīng)力達(dá)到或超過抗拉強(qiáng)度，則板料外層將出現(xiàn)斷裂，致使工件報廢。因此彎曲件的最小彎曲半徑應(yīng)不小于表1.1 的數(shù)值。表1.1 最小彎曲半徑數(shù)值材料正火或退火的硬化的Q235彎曲線方向垂直纖維平行纖維垂直纖維平行纖維0.1t0.5t0.5t1.0t2.1.2彎曲件的直邊高度在進(jìn)行直角彎曲時，如果彎邊過小，彎邊在模具上支持的長度過小，不容易形成足夠的彎矩，將產(chǎn)生不規(guī)則變形，很難得到形狀準(zhǔn)確的零件。為了保證工件的彎曲質(zhì)量，必須滿足彎曲件的直邊高度：H2t。如下圖1.2所示圖1.2本工件中,，所以符合要求。2.1.3板材彎曲零件的彎曲線與板料的纖維方向的關(guān)系所選材料Q235為冷軋成形，金屬在軋制過程中形成了纖維方向（其纖維方向與軋制方向相同），應(yīng)使板料彎曲線方向與其纖維方向垂直。2.1.4板材彎曲零件的孔與彎曲線的最小距離對帶孔的工件進(jìn)行彎曲時，如果孔位于彎曲線附近，彎曲時材料的流動會使原有的孔變形。因此，應(yīng)當(dāng)盡量使孔遠(yuǎn)離彎曲線?？椎倪吘壘鄰澢€的距離l應(yīng)滿足下列關(guān)系：當(dāng)時，符合要求。2.1.5板材彎曲零件的沖裁件毛刺面與彎曲方向彎曲件的毛坯是經(jīng)沖裁落料而成。其沖裁的斷面一部分是光亮面，另一面是毛刺面。彎曲件應(yīng)使其毛刺面作為彎曲件內(nèi)側(cè)。2.2彎曲件回彈值的確定2.2.1回彈值的計算 影響回彈的因素很多，如材料的力學(xué)性能，工件的相對彎曲半徑r/t，彎曲中心角的大小，彎曲工件的形狀，彎曲方式，模具間隙等，因此很難用精確的計算方法得出回彈值的大小，一般是按表格或圖表查出經(jīng)驗數(shù)值，或按計算法求出回彈角后，再在生產(chǎn)實踐中試模修正。Q235屈服強(qiáng)度為：250MPa屬中強(qiáng)度鋼。所以根據(jù)表“較軟金屬材料直角校正彎曲時的角度回彈量”得出Q235在時的回彈角為（）。2.2.2減少回彈的措施 在模具閉合后，再使凸模向下微小移動，利用壓力機(jī)機(jī)身發(fā)生彈性變形所產(chǎn)生的力，對工件加壓，增加工件塑性變形，以利消除回彈。在模具結(jié)構(gòu)上也應(yīng)采取措施，使校正力集中于彎角處，增加校正應(yīng)力，迫使彎曲處內(nèi)層的金屬產(chǎn)生切向拉伸應(yīng)變，以達(dá)到克服和減少回彈的目的。2.3 彎曲工藝力的計算2.3.1彎曲件展開長度的計算展開長度一般根據(jù)毛坯與工件體積相等的原則，并考慮彎曲處材料變薄的情況，進(jìn)行計算。計算公式如下：L=49mm2.3.2校正彎曲力的計算對于U形彎曲如圖2.1所示，如果彎曲件在沖壓行程結(jié)束時受到模具的校正，則用校正彎曲力計算圖2.1 校正彎曲的示意圖校正彎曲力的公式： 式中：校正彎曲力（牛頓）；F校正部分投影面積（毫米2）；校形單位壓力（兆帕） 查得 ：彎曲的校正彎曲力： 2.3.3頂件力和壓力機(jī)的確定2.3.4頂件力和壓料力的計算對于設(shè)有頂件裝置或壓料裝置的彎曲模，其頂件力或壓料力Q值可近似取自由彎曲力的3080%， 即公式： 式中 Q頂件力或壓料力，N; P自由彎曲力，N。 2.3.5彎曲設(shè)備標(biāo)稱壓力的選擇對于校正彎曲，由于校正力是發(fā)生在接近于下死點位置，校正力與自由彎曲力并非重疊關(guān)系，而且校正力的數(shù)值比壓料或頂件力大得多，Q值可以忽略不計，因此只按校正力選擇設(shè)備就可以了。即： 式中 校正彎曲力，N； 彎曲用壓力機(jī)標(biāo)稱壓力, N。3彎曲模工作部分的設(shè)計3.1凸、凹模的間隙值U型彎曲時，凸、凹模的間隙要靠模具設(shè)計來保證，間隙大小對彎曲件的變形抗力、回彈、質(zhì)量以及模具壽命等均有影響。間隙過小，彎曲力大，工件變薄并降低模具壽命。間隙過大，回彈較大，還會降低工件精度。U型件間隙值Z的大小取決于材料種類、厚度以及彎曲件高度H、彎曲件彎曲線長度B。U型彎曲時凸凹模間隙值Z（雙邊間隙）按下式確定： 式中 彎曲時的單面間隙，mm； 材料厚度，mm； 彎曲系數(shù)，由彎曲件 和決定（見表3.1） 彎曲件高度（彎曲線長度），mm； 彎曲件高度，mm。表3.1 彎曲系數(shù)n彎曲件高度材料厚度100.050.050.040.100.100.08所以n值近似選取0.10。所以=mm。3.2彎曲模工作部分尺寸計算彎曲模工作部分尺寸計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)裝配要求有兩類標(biāo)注方式，相應(yīng)地凸凹模尺寸計算也有兩類。 尺寸標(biāo)注在工件外形式 標(biāo)注雙向偏差時，凹模尺寸為 標(biāo)注單向偏差時，凹模尺寸為 凸模尺寸按凹模配制，保證單面間隙值Z或標(biāo)注雙向偏差時，凸模尺寸為 標(biāo)注單向偏差時，凸模尺寸為 尺寸標(biāo)注在工件內(nèi)形上標(biāo)注雙向偏差時，凸模尺寸為標(biāo)注單向偏差時，凸模尺寸為 凹模尺寸按凸模配制，保證單面間隙值Z或標(biāo)注雙向偏差時，凹模尺寸為 標(biāo)注單向偏差時，凹模尺寸為 式中 凹模工作部分尺寸，mm; 凸模工作部分尺寸，mm； 工件公稱尺寸，mm； 工件公差，mm； 凹模、凸模制造偏差，mm； 凹模、凸模制造偏差，mm。凸模與凹模的制造公差，mm，按IT7級公差等級選取。凸模和凹模材料，一般用碳素工具鋼。加熱彎曲時，可選用5CrNiMo或5CrNiTi，并進(jìn)行淬火熱處理。3.3凸、凹模圓角半徑3.3.1凸模圓角半徑一般取略小于或等于彎曲件內(nèi)圓角半徑的數(shù)值，但不能小于材料允許的最小彎曲半徑。彎曲件的內(nèi)圓角半徑為，可取=1.5mm。3.3.2凹模圓角半徑凹模圓角半徑不宜小于3mm，以免在彎曲時擦傷毛坯，凹模兩邊對稱處的圓角半徑應(yīng)一致，否則彎曲時毛坯會發(fā)生偏移。凹模圓角半徑與彎曲件邊長公稱尺寸有關(guān)，可按表3.2選取。表3.2 彎曲凹模圓角半徑料厚t邊長L1033所以取=3mm。3.4凹模深度的選取查表“彎曲凹模工作部分幾何尺寸”得工件進(jìn)入凹模直壁部分的深度為15mm。3.5凹模高度及壁厚凹模裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使凹模工作時承受彎曲力矩若凹模高度及模壁厚度不足時，會使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞但由于凹模受力復(fù)雜，很難按理論方法精確計算，可用下述經(jīng)驗公式確定其尺寸：凹模高度 =11.48mm凹模壁厚 =17.2222.96mm所以，取凹模壁厚C=22.96mm式中凹?？椎淖畲髮挾?，mm，但不小于15mm；凹模壁厚，mm，指刃口至凹模外形邊緣的距離；系數(shù)，按表3.3選取。表3.3 系數(shù)值B/mm料厚/mm0.51233500.300.350.420.500.604沖壓設(shè)備的選擇4.1壓力機(jī)的選擇由于以上算出,故可選取壓力機(jī)為開式雙柱可傾壓力機(jī)，J2316。其參數(shù)如表4.1所示：表4.1 開式雙柱可傾壓力機(jī)的主要參數(shù)標(biāo)稱壓力 /kN160滑塊行程/mm55滑塊行程次數(shù)/min120最大封閉高度/mm220封閉高度調(diào)節(jié)量/mm45滑塊中心至床身距離/mm160工作臺尺寸/mm左右/mm450前后/mm300工作臺孔尺寸/mm左右/mm240前后/mm160直徑/mm210立柱間距離/mm220模柄孔尺寸（直徑深度）/mm墊板尺寸/mm40床身最大可傾斜角度/（）355模具的結(jié)構(gòu)件設(shè)計5.1模架 模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。沖壓模具的全部零件都安裝在模架上。為了縮短模具制造周期，降低成本，我國已制定出模架標(biāo)準(zhǔn)，并有商品模架出售。在這里我們選取滑動導(dǎo)向型后側(cè)導(dǎo)柱式標(biāo)準(zhǔn)模架，方便進(jìn)料，可以從左、右、前三個方向進(jìn)料。(1) 上模座的主要參數(shù)如下表5.1所示： 表5.1 座GB/T2855.6主要參數(shù)凹模周界HSRDLB1601254017017085150388038(2) 下模座的主要參數(shù)如下表5.2所示：表5.2 下模座GB/T2855.6主要參數(shù)凹模周界HSRDhLB1601255017017085150388025305.2操作方式選擇 采用手工操作方式5.3材料送進(jìn)和定位方式選擇(1) 材料送進(jìn)方式選擇采用手工送進(jìn)方式，從模具前方將材料送進(jìn)。材料送到指定位置由定位銷和定位板把材料擋在指定位置上。(2) 定位方式的確定首先由頂桿將壓料板頂起，配合凸模壓緊制件，進(jìn)行彎曲，因為模具采用的是前一工序沖裁好的板料,板料由模具前方送進(jìn),送進(jìn)方向在凸模的頂部設(shè)有兩個限位釘定位,左右方向采用一對定位塊定位。5.4卸料裝置的選擇采用彈性卸料，用頂板從下面把件從凹模中頂出。5.5導(dǎo)向裝置的選擇選用滑動導(dǎo)柱、導(dǎo)套。5.6導(dǎo)套結(jié)構(gòu)尺寸導(dǎo)套結(jié)構(gòu)尺寸如下圖4.4所示： 圖5.1 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式主要參數(shù)如下表4.5所示：表5.3 導(dǎo)套的主要參數(shù)參數(shù)dDLHl油槽數(shù)數(shù)值2535853015mm25.7導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)尺寸導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)形式如下圖5.2所示：主要參數(shù)如下： d=25；L=170圖5.2 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式6模柄的選用選用凸緣式模柄，其結(jié)構(gòu)如下圖5.3所示：圖5.3 凸緣模柄其基本尺寸如下表5.4所示：表5.4 凸緣模柄基本尺寸d(d11)D(n6)H/mmh/mmd1/mmD1/mmd3/mmd2/mmh1/mm基本尺寸/mm極限偏差/mm基本尺寸/mm極限偏差/mm4085781813621118117 模具的裝配總裝時，首先應(yīng)根據(jù)主要零件的相互依賴關(guān)系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來確定裝配基準(zhǔn)件，例如復(fù)合模一般以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件，級進(jìn)模以凹模作為裝配基準(zhǔn)件；其次，應(yīng)確定裝配順序，根據(jù)各個零件與裝配基準(zhǔn)件的依賴關(guān)系和遠(yuǎn)近程度確定裝配順序。裝配結(jié)束后，要進(jìn)行試沖，通過試沖發(fā)現(xiàn)問題，并及時調(diào)整和修理直至模具沖出合格零件為止。7.1裝配前的準(zhǔn)備7.1.1通讀設(shè)計圖樣，了解正裝式復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點。本模具的裝配工藝要 點是：同時保證落料和沖孔用凸凹模間隙的均勻；打料機(jī)構(gòu)工作可靠，能及時推出工件。7.1.2 查對各零件已完成裝配前的加工工序，并經(jīng)檢驗合格。7.1.3確定裝配方法和裝配順序。經(jīng)查對認(rèn)定模具零件已加工完成，可采用直接裝配方法。結(jié)合模具結(jié)構(gòu)特點，對凸凹模、凸模先進(jìn)行分組裝配，再進(jìn)行總裝配。選用以凸凹模為基準(zhǔn)件，先裝配上模，再裝配下模及輔助零件。7.2裝配模將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷孔，打入止轉(zhuǎn)銷。7.3裝配凸凹模按照壓入法操作要求，將凸凹模壓入固定板中，檢查凸凹模相對固定板基準(zhǔn)面的垂直度，并刃入凸模，用工藝定位器法檢查配合間隙的均勻性。待凸凹模全部壓入，認(rèn)定間隙分布均勻后，磨平固定板支撐面和凸凹模刃口面。7.4裝配凸模將凸模壓入固定板中，按壓入法裝配要領(lǐng)，檢查其相對固定板基準(zhǔn)面的垂直度認(rèn)定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。7.5裝配下模將組裝好的凸模固定板和下墊板，按照設(shè)計要求位置，安裝在下模座上，緊固螺釘，鉆、鉸銷孔，裝入圓柱銷。7.6裝配上模將組裝好的凸凹模固定板和上墊板，安裝在上模座上，緊上螺釘，用工藝定位器法控制上下模的配合間隙，使其均勻。認(rèn)定均勻后，在上模相應(yīng)部位鉆、鉸銷孔，打入圓銷。 7.7安裝凹模將凹模安裝在下模相應(yīng)部位，凹模和凸凹模間隙，用墊片法或直接安裝法控制其均勻性。7.8試切用紙試沖，觀察沖切紙邊的狀況，經(jīng)調(diào)整并認(rèn)定均勻后， 鉆、鉸另一組銷孔，打入圓銷。 7.9裝配其它零件并試模上模安裝頂桿，頂件塊，檢查打料機(jī)構(gòu)工作的可靠性。安裝卸料板和彈簧，安裝后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低0.2-0.5mm.在設(shè)計指定的壓力機(jī)上，裝配好的模具進(jìn)行試沖。試模時重點檢查打料機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)的動作是否及時、可靠。每一次沖壓后，上模隨壓力機(jī)上行到上死點時，條料和頂出的工件都應(yīng)該出現(xiàn)在下模凹模工作面上，以便及時清除。裝配后應(yīng)保證間隙均勻，落料凹模刃口面應(yīng)高出沖孔凸模工作端面2mm.8總結(jié)本次設(shè)計是在校模具設(shè)計，也是畢業(yè)之前最后一次設(shè)計，各項要求都比較嚴(yán)格，為了能夠很好的完成最后一次功課，交給老師一份滿意的答卷，我從圖書館借來的書籍中和網(wǎng)上查閱了大量的關(guān)于沖壓模具的設(shè)計資料，這位我在后來的畢業(yè)設(shè)計實施過程中減去了不少麻煩。也更通過這次畢業(yè)設(shè)計我系統(tǒng)的翻閱了三年時間以來所學(xué)的專業(yè)知識，重現(xiàn)的學(xué)習(xí)和掌握，讓自己發(fā)現(xiàn)到更多的不足之處。在這次的畢業(yè)設(shè)計中，我綜合了三年多來所學(xué)的所有專業(yè)知識，使我受益匪淺。不僅使自己的專業(yè)技能有所發(fā)揮并且掌握的更為熟練，也加強(qiáng)了在大學(xué)階段所學(xué)專業(yè)理論知識的鞏固。在做這次課程設(shè)計的過程中，在設(shè)計和繪圖都遇到方面遇到了一些實際問題，經(jīng)過老師和同學(xué)的指導(dǎo)幫助，再加上自身不懈的努力，問題得到了及時解決。這次的設(shè)計使我對冷沖壓模具設(shè)計有了一定的認(rèn)識，在模具設(shè)計過程中，不僅把大學(xué)所學(xué)到知識加深了，還學(xué)會了查閱有關(guān)書籍和資料，能夠把各科靈活的運用到設(shè)計中去。更是鍛煉了自己的查閱資料的能力。這次的畢業(yè)設(shè)計不僅是對自己學(xué)習(xí)模具專業(yè)方面一年來的考核，也是在畢業(yè)之前對自身的一次全面、綜合型的測試。這為今后的工作做好了鋪墊和奠定了一定的基礎(chǔ)。設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正致 謝通過這次畢業(yè)設(shè)計使我在溫習(xí)學(xué)過的知識的同時又學(xué)習(xí)了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、沖壓模具設(shè)計與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設(shè)計中。同時還使我更清楚了模具設(shè)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(jì)性，加工工藝的合理 在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計就相當(dāng)于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設(shè)計可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習(xí)舊知識的同時也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。通過對彎板件復(fù)合模的設(shè)計，我對沖裁模、彎曲模有了更為深刻的認(rèn)識，特別是這種沖孔落料模具的設(shè)計。彎曲模的主要零件的加工一般比較復(fù)雜，多采用線切割進(jìn)行加工，彎曲回彈的影響因素多，不容易從純理論的角度精確的計算出來，多需要在試模后再進(jìn)行調(diào)整。在模具的設(shè)計過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設(shè)計中對它們做出了解決 ，但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意，如壓力計算時的公式的選用、凸凹模間隙的計算、卸件機(jī)構(gòu)選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設(shè)計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)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(xué)的探討，模具設(shè)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(rèn)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(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認(rèn)識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為三年的大學(xué)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)。在這次設(shè)計過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師于智宏老師在這一段時間給予無私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對關(guān)心和指導(dǎo)過我各位老師表示衷心的感謝!參考文獻(xiàn)1 劉建超，張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造.北京：高等出版社，2004.62 中國模具設(shè)計大典編委員會.中國模具設(shè)計大典3.南昌：江西科學(xué)出版社，2003.13 任嘉卉主編.公差與配合手冊. 北京：機(jī)械出版社，2000.44 馮炳光主編.模具設(shè)計與制造簡明手冊.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998.55 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，全國彈簧標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會編.中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編彈簧卷.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.66 中國輕工模具網(wǎng)模具新聞 中國模具工業(yè)特點基本狀況及情況 分析2006.4.117 太空模具網(wǎng). 未來10年的模具發(fā)展趨勢. 2005.11.248 中國金屬加工網(wǎng).沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢.2005.69 彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問答. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199610 Kondo K.Parametric and Interactive Geometric Modeler Formechanical.Computer-Aeded Design.1990(10)33

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