固定套沖壓成形模具設(shè)計(jì)

固定套沖壓成形模具設(shè)計(jì),固定,沖壓,成形,模具設(shè)計(jì) 1 緒論 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國(guó)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(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命，效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命的模具依賴(lài)進(jìn)口。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓加工作為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)重要的生產(chǎn)手段之一，更加體現(xiàn)出其特有的優(yōu)越性。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，產(chǎn)品性能和質(zhì)量要求越來(lái)越高，更新?lián)Q代的速度越來(lái)越快，沖壓產(chǎn)品正朝著復(fù)雜化，多樣化高、性能、高質(zhì)量方向發(fā)展，模具也正朝著復(fù)雜化，高效率、高精度、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)，依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。 1.2國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％～80％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，是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)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(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國(guó)外模具總量中，大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專(zhuān)"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)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(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)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(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30萬(wàn)美元。 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45％。 2 制件的工藝性分析 圖1 制件圖 工件名稱(chēng)：形彎板 工件簡(jiǎn)圖: 如圖1所示 生產(chǎn)批量：中批量 材 料：08鋼 材料厚度：1.5mm 2.1制件的總體分析 形件彎板制件形狀簡(jiǎn)單，所用材料為08鋼，但需要多道工序才能完成，圓孔分布比較均勻、對(duì)稱(chēng)，對(duì)精度要求較高，材料的利用率高。 從制件圖上可以看出，必須先通過(guò)落料和沖Ф10mm的大孔，然后再進(jìn)行彎曲，最后沖出4個(gè)Φ5mm的小孔，很明顯彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸，所以在此先主要對(duì)彎曲工藝進(jìn)行分析。包括彎曲件的精度、圓角半徑、板料的纖維方向與彎曲線(xiàn)夾角、彎曲的直邊高度、其他工藝性等。 制件的材料為08鋼。具有足夠的塑性，屈強(qiáng)比小，回彈小，有利于彎曲成形和工具質(zhì)量的提高 。 2.2零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 此零件為一個(gè)簡(jiǎn)單的90°形件，其彎曲圓角半徑r為3mm，材料選擇08鋼，板厚為1.5mm。其工藝性主要包括彎曲件的精度、圓角半徑、板料的纖維方向與彎曲線(xiàn)夾角、彎曲的直邊高度、其他工藝性等。 2.2.1彎曲的直邊高度 一般彎曲件為了避免穩(wěn)定性不好，要求直立部分高度，h=7.5，r=1.5，t=1.5，7.5＞1.5+2×1.5，很顯然此零件符合工藝性要求。 2.2.2孔邊距 彎曲有孔的工序件時(shí)，如果孔位于彎曲變形區(qū)內(nèi)，則彎曲時(shí)孔要發(fā)生變形，為此必須使孔處于變形區(qū)之外，一般孔邊至彎曲半徑r中心的距離按料厚確定： 當(dāng)t＜2mm時(shí)， L≥t；t≥2mm時(shí)，L≥2tmm。 如果孔邊至彎曲半徑r中心的距離過(guò)小時(shí)，為防止彎曲時(shí)孔變形，應(yīng)彎曲后再?zèng)_孔。由于Φ5mm的小孔在彎曲時(shí)容易變形，為防止彎曲時(shí)孔變形，應(yīng)彎曲后再?zèng)_孔才能完全符合要求。 2.2.3最小彎曲半徑 根據(jù)所用材料，查書(shū)3.2.5最小彎曲半徑所知：影響最小彎曲半徑的因素有（1）材料的力學(xué)性能；（2）材料表面和側(cè)面的質(zhì)量；（3）彎曲線(xiàn)方向；（4）彎曲中心角；2最小彎曲半徑rmin的數(shù)值查表3.2.2可知最小彎曲半徑為0.4t、0.8t所以該彎曲件符合要求. 從制件圖上可以看出，必須先通過(guò)落料工藝孔，然后再進(jìn)行彎曲，最后沖小孔需要三套模具，很明顯彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸，所以在此首先對(duì)彎曲工藝進(jìn)行分析。該制件為沖孔落料彎曲件，圓角半徑R=2，材料的料厚為t=1.5，R＞0.5t。這種彎曲件由于變形不嚴(yán)重，所以按中性層展開(kāi)的原理，彎曲前制件的總長(zhǎng)度應(yīng)等于彎曲件直線(xiàn)部分和圓弧部分長(zhǎng)度之和。 2.3工藝方案的確定 該零件包括：沖孔、落料，彎曲和沖小孔四個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案供選擇： 方案一：先落料后沖孔再?gòu)澢詈鬀_小孔，采用四套單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔-落料復(fù)合沖壓，再?gòu)澢?，最后沖小孔，采用一副復(fù)合模，一副彎曲模和一副沖孔模生產(chǎn)。 方案三：沖孔-落料-彎曲-沖小孔連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 對(duì)各種方案的分析： 方案一、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要四道工序，四副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿(mǎn)足該零件的年產(chǎn)量要求。 方案二、只需三副模具，沖壓件的幾何形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)，模具制造并不困難。 方案三、只需要一副模具，生產(chǎn)率也很高，但零件的沖壓精度稍差，模具制造困難，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正，故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜。 通過(guò)以上三種方案的分析比較，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為最佳。 3 沖孔落料復(fù)合模設(shè)計(jì) 3.1沖裁制件的外形分析 3.1.1沖裁件的外形轉(zhuǎn)角 沖裁件的外形無(wú)尖銳角，均圓弧過(guò)渡4個(gè)R2，查表2.7.1可此圓角過(guò)度有利于模具加工，不會(huì)引起熱處理開(kāi)裂和沖裁時(shí)尖角處的崩刃和過(guò)快磨損的現(xiàn)象。 3.1.2沖裁件的孔邊距與孔間距 為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度，孔邊距和孔間距不能過(guò)小，其最小許可值當(dāng)?。篊≥1～1.5t根據(jù)已知工件的尺寸可得：C1=10，C2=1.5， t=1.5，所以工件的尺寸符合上述要求。沖孔時(shí)因受凸模強(qiáng)度限制孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷或壓彎，查表2.7.3而知工件上孔的直徑應(yīng)當(dāng)大于或等于0.35倍的料厚，即d≥0.35t，由任務(wù)書(shū)零件圖易于看出工件尺寸基本符合要求。 3.2沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度 根據(jù)彎曲制件圖可知：查比表3.4.2得 圖2 落料沖孔制件坯料尺寸的計(jì)算 =25+2×7.5+2×27+1.5 =95.5mm 式中：——坯料展開(kāi)總長(zhǎng)度 因?yàn)橛猩僭S偏移以及修整余量，取為96 mm，所以，該制件在經(jīng)過(guò)沖孔落料之后和未彎曲前的外形尺寸為：96mm×30mm，沖裁件上的未注公差等級(jí)定為IT14級(jí)，查表確定工件尺寸如下： 圖3 落料沖孔制件簡(jiǎn)圖 沖裁件的斷面粗糙度值與材料塑性、厚度，沖裁間隙，刃口銳鈍及沖模結(jié)構(gòu)相關(guān)，工件厚度為1.5mm，其斷面粗糙度值為12.5μm。 3.3主要工藝參數(shù)計(jì)算 3.3.1排樣的設(shè)計(jì)與計(jì)算 根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的的圓角。 圖4有廢料排樣簡(jiǎn)圖 3.3.2確定搭邊與搭肩值 搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的查表2.5.2而取最小搭邊值為=1.8mm，最小搭肩值為a=2mm。 分析制件形狀，根據(jù)(4)排樣草圖：條料從前方送進(jìn)。這樣沖孔凸模的沖壓力比較均勻。制件形狀精度容易保證。 3.3.3計(jì)算送料步距和條料的寬度 按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即：S=30+1.8=31.8mm 查表2.5.4而知條料寬度單向偏差值為0.15mm，由公式計(jì)算如下：C由表2.5.5 B=(D+2a+c) =（100+2×1.8+1） =104.6mm 所以確定條料的寬度B為：104.6mm 導(dǎo)料板間距離 A=B+C =104.6+1（無(wú)側(cè)壓裝置） =105.6 3.3.4計(jì)算材料的利用率 一個(gè)步距內(nèi)的材料的利用率 η=×100% = =88% 所以在不考慮料頭、料尾和邊余料等材料消耗的情況下材料的利用率為88%，而在考慮以上因素計(jì)算一張板料總的利用率時(shí)則需要根據(jù)板的長(zhǎng)寬尺寸而定，在此省略不述。 3.4沖壓力的計(jì)算 3.4.1沖裁力的計(jì)算 沖裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力F按下式計(jì)算： 式中：F——沖裁力； L——沖裁周邊長(zhǎng)度; t——材料厚度 ——材料抗剪強(qiáng)度； K——系數(shù)。 系數(shù)K是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙的波動(dòng)和不均勻、刃口磨損、板料的力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)。取K=1.3。 為計(jì)算方便，也可以按下式計(jì)算沖裁力： 式中：F——沖裁力； L——沖裁周邊長(zhǎng)度； t——材料厚度； ——材料抗拉強(qiáng)度。 其中：材料厚度t為1.5mm，為325MPa ，沖裁周邊長(zhǎng)度： ， 3.4.2卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設(shè)備公稱(chēng)壓力或設(shè)計(jì)沖裁的時(shí)候應(yīng)分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)滑情況、制件的形狀和尺寸等?，F(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 查表2.6.1而卸料力、推件力和頂件力系數(shù)分別為： 則：卸料力： 推件力： 頂件力： 3.5壓力中心的確定及相關(guān)計(jì)算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線(xiàn)相重合。否則沖壓時(shí)滑塊會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)向部分不正常磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具。而本模具所沖裁的制件形狀對(duì)稱(chēng)，分析工件外形尺寸易知其壓力中心就在沖壓件中心處。 即： ， 。 3.6工作部分的尺寸計(jì)算 3.6.1計(jì)算凸模、凹模、凸凹模工作部分的尺寸（沖孔）并確定其公差 該零件在彎曲前屬于無(wú)特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，而中間的小孔尺寸則是由沖孔得到。 查表2.3.3而知：Zmin = 0.132，Zmax = 0.240 Zmax –Zmin = 0.108mm 因?yàn)槟＞叩木鹊燃?jí)為IT14級(jí) 取△X = 0.75 設(shè)凸、凹模分別按IT9、IT12查表2.2.2級(jí)精度制造，分別計(jì)算凸模和凹模尺寸，如下： 3.6.2沖?10mm小孔凸模尺寸計(jì)算 校核：|δT|+|δA|≤Zmax-Zmin 0.043+0.065≤0.108 滿(mǎn)足公差間隙條件 3.6.3落料凹模尺寸計(jì)算 3.7模具總體設(shè)計(jì) 3.7.1模具類(lèi)型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用正裝復(fù)合沖壓，所以模具類(lèi)型為正裝復(fù)合模。 圖5 正裝復(fù)合模 3.7.2定位方式的選擇 在本模具中采用的是條料，所以選用導(dǎo)料銷(xiāo)和擋料銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)沖裁條料的定位。 3.7.3導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向方式。 3.8模具主要零部件的設(shè)計(jì) 3.8.1凹模的設(shè)計(jì) 在本模具中采用螺釘和銷(xiāo)釘將凹模直接固定在支撐件上，凹模刃口為直壁式，凹模采用銷(xiāo)釘和螺釘固定時(shí)要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷(xiāo)孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會(huì)影響模具的壽命。刃口高度h≥6查表2.9.4確定凹模厚度為15mm。 凹模厚度H=15mm，凹模壁厚C=32mm，凹模寬度=100mm，凹模長(zhǎng)度 L =160mm。 確定凹模尺寸為160 mm×100 mm ×15 mm 現(xiàn)繪制草圖如下： 圖6 落料凹模 3.8.2沖孔凸模的設(shè)計(jì) 在本模具中凸模用來(lái)成形?10mm的孔， 圖7 凸模 =22+16+2=40mm 凸模長(zhǎng)度的校核計(jì)算： F≈Lt 式中：F——沖裁力； L——沖裁周邊長(zhǎng)度； t——材料厚度； ——材料抗拉強(qiáng)度。 其中：材料厚度t為1.5mm，為325Mpa， F=2×3.14×5×1.5×325=15.3KN 經(jīng)校核計(jì)算凸模的強(qiáng)度足夠。 3.8.3落料凸模(凸凹模) 結(jié)合工件外形并考慮加工，將落料凸模設(shè)計(jì)成直通式。其總長(zhǎng)L為： L=40mm 圖8 凸凹模 長(zhǎng)度的校核計(jì)算：經(jīng)校核計(jì)算凸模的強(qiáng)度足夠。 3.8.4定位零件的設(shè)計(jì) 在模具中采用的是條料，所以選用導(dǎo)料銷(xiāo)和擋料銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)沖裁條料的定位。導(dǎo)料銷(xiāo)一般設(shè)兩個(gè)，并位于條料的同一側(cè)。從左向右送料時(shí)，導(dǎo)料銷(xiāo)裝在右側(cè)，從前先后送料時(shí)導(dǎo)料銷(xiāo)裝在左側(cè)。導(dǎo)料銷(xiāo)在本模具中直接安裝在凹模板上。在裝配圖中很容易看到。 擋料銷(xiāo)同樣起定位的作用，用它擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料的送進(jìn)距離。在本模具中試用固定擋料銷(xiāo)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，在模具中廣泛應(yīng)用作定距；但其銷(xiāo)孔距離凹模刃壁較近，削弱了凹模的強(qiáng)度。為了不增加模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，所以在本模具中選用固定擋料銷(xiāo)。這種擋料銷(xiāo)在模具中廣泛使用，故也有它的優(yōu)點(diǎn)所在。 3.8.5導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向裝置用來(lái)保證上模相對(duì)于下模正確的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長(zhǎng)的模具，一般都需要采用導(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來(lái)完成導(dǎo)向。 3.8.6打料裝置的設(shè)計(jì) 在本模具中采用打料桿推動(dòng)連接推板推動(dòng)推桿來(lái)完成打料動(dòng)作，打料桿穿過(guò)模柄凸露在模具的外面，當(dāng)完成一次沖裁時(shí)壓力機(jī)滑塊回程，打料桿與壓力機(jī)的打料橫桿相碰，打料桿推動(dòng)連接推板推動(dòng)推桿將卡在凸凹模的凹模孔內(nèi)的圓形廢料打下，應(yīng)注意的是： 第一：需要保證打桿在模柄內(nèi)的順利滑動(dòng)，須間隙配合。 第二：需要保證連接推板在凸凹模內(nèi)的順利滑動(dòng)，須間隙配合。 3.8.7頂件裝置的設(shè)計(jì) 頂件裝置一般是彈性的，在本模具中是由頂桿、頂件塊等組成，這種結(jié)構(gòu)的頂件力容易調(diào)節(jié)，工作可靠。 頂件塊的設(shè)計(jì)：本模具采用頂件塊將制件從卡在凹模內(nèi)小凸模上刮下，頂件塊在沖裁的過(guò)程中是凹模中運(yùn)動(dòng)的零件，對(duì)它有如下的要求：模具處于閉合狀態(tài)時(shí)其背后有一定的空間，以備修磨和調(diào)整的需要；模具處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，必須順利復(fù)位，工作面高出凹模平面，以便繼續(xù)沖裁；它與凹模和凸模的配合應(yīng)保證順利滑動(dòng)，不發(fā)生干涉。為此頂件塊與凹模為間隙配合，其外形尺寸一般按公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)h8制造。頂件塊與凸模的配合一般呈較松的間隙配合。 頂桿的設(shè)計(jì)：在本模具中選用四個(gè)頂桿與彈頂器上的托板相配合，四個(gè)頂桿均勻分布，傳送的橡皮的推件力較為平穩(wěn)，在此需要注意的是：頂桿的直徑不能太小，以免在克服橡皮彈力時(shí)發(fā)生撓曲。還有頂桿與下模上的孔相配合，必需保證其在孔內(nèi)順利的滑動(dòng)，所以頂件塊與凹模為間隙配合，其外形尺寸一般按公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)h8制造。 螺釘與銷(xiāo)釘?shù)脑O(shè)計(jì)：螺釘和銷(xiāo)釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷(xiāo)釘起定位作用，常用圓柱銷(xiāo)釘，螺釘、銷(xiāo)釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用M8。 3.8.8 模架及組成零件的確定 模架的選用：本模具選用由上模座、下模座、導(dǎo)柱導(dǎo)套組成導(dǎo)柱模模架及其零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在此選用中間導(dǎo)柱模架。沖壓時(shí)可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜，造成零件畸變。 模座的確定：本模中具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，因在前述中確定了凹模尺寸為：160mm×100mm×15mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為：324mm×160mm×40mm。上模座尺寸為：324mm×160mm×35mm。導(dǎo)柱d/mm×L/mm為?25mm×150mm，導(dǎo)套d/mm×L/mm×Dmm為?25×85×35。 模柄的設(shè)計(jì)：本模具屬于中型模具，采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對(duì)它的基本要求是：一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠；二要與上模正確而可靠的連接。 在本模具中選用壓入式模柄，反嵌在上模座中，通過(guò)螺紋與上模座連接并加螺絲防止轉(zhuǎn)動(dòng)。這種模柄可較好的保證軸線(xiàn)與上模座軸線(xiàn)垂直，適用與各種中、小型模具。 模柄材料通常采用Q235或Q275鋼，在此選用Q235鋼。其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線(xiàn)(垂直度不應(yīng)超過(guò)0.02:100)。 模柄在本模具選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并根據(jù)前文壓力機(jī)的參數(shù)確定模柄的直徑和長(zhǎng)度?，F(xiàn)繪制草圖如下并標(biāo)明其具體尺寸： 圖9 模柄 固定板的設(shè)計(jì)：將凹模按一定相對(duì)的位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在下模座上。在本模具中的凸凹模和凸模都需要由固定板來(lái)固定。 凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同，需考慮緊固螺釘及銷(xiāo)釘?shù)奈恢?。凸模固定板的安裝孔與凸模采用過(guò)渡配合H7/m6或H7/n6，壓裝后將凸模端面和固定板一起磨平?，F(xiàn)選用凸模固定板尺寸為：160mm×100mm×8mm 凸凹模固定板的厚度根據(jù)圖中裝配關(guān)系確定，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同，需考慮緊固螺釘及銷(xiāo)釘?shù)奈恢?。凸凹模固定板的安裝孔與凸凹模采用過(guò)渡配合H7/m6或H7/n6，現(xiàn)選用凸凹模固定板尺寸為：160mm×100mm×16mm 墊板的設(shè)計(jì)：墊板的作用是直接承受凸模和凸凹模的壓力，以降低上下模座承受的單位壓力，防止上下模座被局部壓陷，影響凸模和凸凹模的正常工作。墊板的外形尺寸與凹模板、凸模固定板、凸凹模固定板、卸料板相同，厚度取6mm。 卸料板的設(shè)計(jì)：卸料板的邊界尺寸與凹模板相同，厚度為6mm。 3.9模具工作原理 上模部分通過(guò)模柄安裝在壓力機(jī)的滑塊上，下模部分通過(guò)螺栓、壓板安裝在壓力機(jī)工作臺(tái)面上，導(dǎo)料銷(xiāo)固定在下模部分，下模部分還設(shè)有定位裝置，條料沿導(dǎo)料銷(xiāo)送進(jìn)，由定位裝置控制其送進(jìn)步距，壓力機(jī)滑塊下行，上模隨著下行，開(kāi)始工作，壓力機(jī)行程一次，沖壓一次，沖裁完畢，壓力機(jī)滑塊回程帶動(dòng)上模部分上行，卡在落料凹模洞中的制件由頂件塊頂出，箍在凸凹模上的條料由卸料板卸下，卡在凸凹模中的廢料由打桿推動(dòng)推板在推著推桿推出，完成一次沖壓。然后壓力機(jī)滑塊再下行，進(jìn)行下一次的沖壓。 圖10 落料沖孔復(fù)合模裝配圖 3.10壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力的確定 壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和Fz，由于本模具采用的是彈性卸料裝置和上出料方式： 所以： =121.173+15.3075+4.85+7.27+0.92=149.5205KN 查表1—82開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)參數(shù) 選擇壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力為：250KN 滑塊行程：65mm 滑塊行程次數(shù)：55次/min 最大閉合高度：270 mm 閉合高度調(diào)節(jié)量：55mm 滑塊中心到床身距離：200mm 立柱距離：270mm 工作臺(tái)尺寸 (左右×前后)：370×560mm 工作臺(tái)孔尺寸(左右×前后)：200×290mm 工作臺(tái)孔尺寸(直徑) ：260mm 模柄孔尺寸(直徑×深度)：Ф50×60mm 工作臺(tái)板厚度：50mm 3.11模具的裝配 總裝時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要零件的相互依賴(lài)關(guān)系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來(lái)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(jí)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(gè)零件與裝配基準(zhǔn)件的依賴(lài)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(guò)試沖發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)調(diào)整和修理直至模具沖出合格零件為止。 裝配前的準(zhǔn)備通讀設(shè)計(jì)圖樣，了解正裝式復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；本模具的裝配工藝要點(diǎn)是：同時(shí)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(shí)推出工件，查對(duì)各零件已完成裝配前的加工工序，并經(jīng)檢驗(yàn)合格；確定裝配方法和裝配順序：經(jīng)查對(duì)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(diǎn)，對(duì)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；裝配模柄：將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷(xiāo)孔，打入止轉(zhuǎn)銷(xiāo)；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(duì)固定板基準(zhǔn)面的垂直度，并壓入凸模，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；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(duì)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；裝配下模：將組裝好的凸?！潭ò搴拖聣|板，按照設(shè)計(jì)要求位置，安裝在下模座上，緊固螺釘，鉆、鉸銷(xiāo)孔，裝入圓柱銷(xiāo)；裝配上模：將組裝好的凸凹?！潭ò搴蜕蠅|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(xiāo)孔，打入圓銷(xiāo)；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。試切：用紙?jiān)嚊_，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(xiāo)孔，打入圓銷(xiāo)；裝配其他零件并試模：上模安裝頂桿，頂件塊，檢查打料機(jī)構(gòu)工作的可靠性。頂件塊在最低位置時(shí)，應(yīng)突出凸凹模刃口0.2～0.5mm。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(jì)指定的壓力機(jī)上，裝配好的模具進(jìn)行試沖。試模時(shí)重點(diǎn)檢查打料機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是否及時(shí)、可靠。每一次沖壓后，上模隨壓力機(jī)上行到上死點(diǎn)時(shí)，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(shí)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。 4 彎曲模設(shè)計(jì) 4.1零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 圖11 彎曲制件簡(jiǎn)圖 此零件為一個(gè)簡(jiǎn)單的90°形件，其彎曲圓角半徑r為3mm，材料選擇08鋼，板厚為1.5mm。其工藝性主要包括彎曲件的精度、圓角半徑、板料的纖維方向與彎曲線(xiàn)夾角、彎曲的直邊高度、其他工藝性等。 4.2工藝方案的確定 該零件包括兩次彎曲四個(gè)彎曲角，所以由以下三種工藝方案可供選擇： 方案一：彎曲件采用固定凹模一次彎曲四個(gè)角，在彎曲過(guò)程中由于凸模肩部妨礙了坯料的轉(zhuǎn)動(dòng)，加大了坯料通過(guò)凹模圓角的摩擦力，使彎曲件側(cè)壁容易擦傷和變薄，成形后彎曲件兩肩部與底面不易平行。特別是材料厚、彎曲件直壁高、圓角半徑小時(shí)，著以現(xiàn)象更為嚴(yán)重。 方案二：采用兩次彎曲，由于采用兩副模具彎曲，從而避免了上述現(xiàn)象，提高了彎曲件質(zhì)量。但是只有彎曲高度H＞（12～15）t時(shí)，才能凹模保持足夠的強(qiáng)度。 方案三：采用轉(zhuǎn)動(dòng)凹模一次完成彎曲四個(gè)彎曲角，這樣既減少了模具的設(shè)計(jì)于制造，也滿(mǎn)足了經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的需要。 通過(guò)以上三種方案的分析比較，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定該工件的彎曲生產(chǎn)采用方案三為最佳， 4.3主要工藝參數(shù)計(jì)算 4.3.1彎曲力的計(jì)算 自由彎曲時(shí)的彎曲力 U形件彎曲力 式中：——自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力； B——彎曲件寬度； T——彎曲材料厚度； r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑； K——安全系數(shù)，一般取K=1.3； ——材料的抗拉強(qiáng)度。 經(jīng)計(jì)算得： 4.3.2頂件力的計(jì)算 彎曲模所設(shè)的頂件裝置和壓料裝置所需的頂件力和壓料力可近似取彎曲力的30%～80%，即： =（0.3×6.7～0.8×6.7）=（2.01～5.36）KN 4.3.3 壓力機(jī)的壓力確定 對(duì)于有壓料裝置的自由彎曲 4.4回彈量的確定 彎曲回彈的表現(xiàn)形式有以下兩個(gè)方面：1.曲率減??；2.彎曲中心角減小。大變形程度（r/t<5）自由彎曲時(shí)的回彈值，卸載后彎曲件圓角半徑的變化很小，可以不予考慮。而僅考慮彎曲中心角的變化。 4.5彎曲模工作部分設(shè)計(jì) 4.5.1凸、凹模間隙的確定 U形件彎曲模的凸、凹模單邊間隙一般可按下式計(jì)算： 式中：——彎曲模凸、凹模單邊間隙； t——工件材料厚度； C——間隙系數(shù)，可查表3.9.4 4.5.2凸、凹模橫向尺寸及公差的計(jì)算 本彎曲件與U形彎曲件相似，故按U形彎曲件凸、凹模尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計(jì)，其原則：工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模位基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，而凸、凹模的尺寸及公差則應(yīng)根據(jù)工件的尺寸公差回彈情況以及模具磨損規(guī)律而定。查書(shū)3.9.2 式中：、——凸凹模橫向尺寸； ——彎曲件橫向的最小極限尺寸； ——彎曲件橫向尺寸公差； 、——凸凹模制造公差，可采用IT7～I(xiàn)T9級(jí)精度，一般取凸模的精度比凹模的精度高一級(jí)。 4.5.3凸、凹模的圓角半徑以及凹模的深度 當(dāng)工件的相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí)，凸模圓角半徑取等于工件的彎曲半徑，但不小于表3.2.2①所列的最小彎曲半徑值。 凹模圓角半徑不能過(guò)小，以免擦傷工件表面，影響沖模壽命。凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時(shí)坯料會(huì)發(fā)生偏移。通常根據(jù)材料厚度取為：t≤2mm，，所以，凹模圓角半徑取6mm。 4.6模具總體設(shè)計(jì) 4.6.1模具類(lèi)型的選擇 由沖壓工藝性可知，采用單工序沖壓模，模具類(lèi)型為單工序模。 圖12彎曲模 4.6.2定位方式的選擇 為保證坯料在彎曲模內(nèi)準(zhǔn)確定位，也為在彎曲過(guò)程中坯料的偏移，提高定位精度，采用轉(zhuǎn)動(dòng)凹模和導(dǎo)尺定位。 4.6.3卸料出件方式的選擇 此工件為等于的形件，成形后留在凹模上，隨凸模上行底部受壓的彈簧彈性恢復(fù)推動(dòng)頂桿而頂出轉(zhuǎn)動(dòng)凹模將制件頂出。 4.6.4導(dǎo)向方式 模具屬于單工序沖模，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，導(dǎo)向精度通過(guò)凸、凹模和導(dǎo)尺可以保證，所以采用導(dǎo)尺導(dǎo)向裝置。 綜上可設(shè)計(jì)此模具主要由帶矩形上模座的模柄、凸模、轉(zhuǎn)動(dòng)凹模、凹模支架、底座及頂出裝置等組成。 初步計(jì)算模具閉合高度。 根據(jù)上述公稱(chēng)壓力的計(jì)算，選用公稱(chēng)壓力是40KN的壓力機(jī)就行了。但該工件凸、凹模長(zhǎng)度較大，為了滿(mǎn)足閉合高度的要求選擇350KN的JC23-35壓力機(jī)。 4.6.5連接與固定零件 本模具采用了銷(xiāo)釘定位，螺釘連接，螺釘、銷(xiāo)釘都是標(biāo)準(zhǔn)件。 4.7模具主要零部件的設(shè)計(jì) 彎曲模沒(méi)有固定的結(jié)構(gòu)形式，此工件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求不高，所以可以設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單一些，根據(jù)制件形狀可以將凸模設(shè)計(jì)為帶上模座模柄。 圖13 彎曲模模柄 圖 14 轉(zhuǎn)動(dòng)凹模 4.8壓力機(jī)公稱(chēng)壓力的確定 查表1—82 開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)參數(shù) 選擇壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力為：350KN。 滑塊固定行程：80mm 滑塊行程次數(shù)：50次/min 最大閉合高度：280 mm 閉合高度調(diào)節(jié)量：60mm 滑塊中心到床身距離：205mm 立柱距離：300mm 工作臺(tái)尺寸 (左右×前后)：380×610mm 工作臺(tái)孔尺寸(左右×前后)：200×290mm 工作臺(tái)孔尺寸(直徑)：260mm 模柄孔尺寸(直徑×深度)：Ф50×70mm 工作臺(tái)墊板厚度：60mm 根據(jù)模具閉合高度，彎曲力，外廓尺寸等數(shù)據(jù)選定此設(shè)備是合適的。 4.9模具裝配圖 由以上設(shè)計(jì)，可得到如下圖所示的模具總裝圖： 圖15彎曲模裝配圖 模具工作過(guò)程：上模部分通過(guò)模柄安裝在壓力機(jī)的滑塊上，下模部分通過(guò)螺栓、壓板安裝在壓力機(jī)工作臺(tái)面上，導(dǎo)尺固定在下模部分坯料由定位板固定在凹模面上，壓力機(jī)滑塊下行，上模隨著下行，開(kāi)始工作，凸模下表面先接觸毛坯料，壓力機(jī)行程一次，沖壓一次，當(dāng)工件底部接觸到頂桿，使底部彈簧受壓。沖裁完畢，壓力機(jī)滑塊回程帶動(dòng)上模部分上行，卡在凹模洞中的料依靠彈簧的彈性恢復(fù)使頂桿復(fù)位頂桿頂著轉(zhuǎn)動(dòng)凹模頂出，完成一次沖壓，工件被頂出。 5 單工序沖孔模設(shè)計(jì) 圖16 制件圖 該制件采用前兩道工序生產(chǎn)出來(lái)的半成品作為原材料，為了保證最終制件的精度在落料沖孔復(fù)合模和彎曲模后沖彎曲變形區(qū)內(nèi)的小孔，屬于半成品加工，所以制件圖與設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中的制件圖一致，但考慮到使單工序沖孔模的設(shè)計(jì)在閱讀和查看時(shí)一目了然，所以在此重復(fù)畫(huà)出制件圖是很有必要的。至于結(jié)構(gòu)分析與材料的選用在此不再做說(shuō)明，僅對(duì)沖小孔的局部結(jié)構(gòu)加以詳細(xì)說(shuō)明：沖小孔采用四個(gè)小凸模安裝在一個(gè)凸模固定板上進(jìn)行沖裁，而不采用整體凸模沖裁，以免造成凸模加工費(fèi)用高而不利于經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。 5.1沖4個(gè)ф5mm小孔制件的工藝分析 5.1.1沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 1. 沖裁件的形狀：沖裁件的形狀較為簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，有利于材料的合理利用。 2. 沖裁件的內(nèi)外形：沖裁件的內(nèi)外形無(wú)尖銳角，圓弧半徑位R2，此圓角過(guò)度有利于模具加工，不會(huì)引起熱處理開(kāi)裂和沖裁時(shí)尖角處的崩刃和過(guò)快磨損的現(xiàn)象。 3. 沖裁件的孔邊距與孔間距：為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度，孔邊距和孔間距不能過(guò)小，工件的尺寸符合上述要求。 4. 沖孔時(shí)因受凸模強(qiáng)度限制孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷或壓彎，查表2.7.3而知工件上孔的直徑當(dāng)大于或等于0.35倍的料厚，即d≥0.35t，由任務(wù)書(shū)零件圖易于看出工件尺寸符合要求。 5.1.2沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度 沖裁件的精度一般可以分為精密級(jí)和經(jīng)濟(jì)級(jí)兩大類(lèi)。精密是指沖壓工藝在技術(shù)上所允許的最高精度，而經(jīng)濟(jì)級(jí)是指模具達(dá)到最大許可磨損時(shí)，其所完成的沖壓加工在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)而在經(jīng)濟(jì)上又最合理的精度，即所謂經(jīng)濟(jì)精度。位降低沖壓成本，獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，在不影響沖裁件使用要求的前提下，應(yīng)盡可能采用經(jīng)濟(jì)精度。 1. 沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT11級(jí)，一般要求落料件公差等級(jí)最好低于IT10級(jí)，沖孔件最好低于IT9級(jí)。查表2.7.4和2.7.5得圖17制件圖，沖裁件上的未注公差等級(jí)定為IT14級(jí)。 2. 沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性、厚度、沖裁間隙、刃口銳鈍及沖模結(jié)構(gòu)相關(guān)，當(dāng)工件厚度為2mm以下的金屬板料時(shí)，其斷面粗糙度值Ra一般可達(dá)12.5～3.2μm。 5.2工藝方案的確定 該零件是在沖孔落料復(fù)合模和彎曲模前兩道基本工序之后的沖小孔工序，可以采用四個(gè)小凸模安裝固定在凸模固定板上沖裁，將凸模分開(kāi)加工但稍微增加了模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。生產(chǎn)效率不會(huì)受到影響，能夠滿(mǎn)足該零件的年產(chǎn)量要求，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定該工件的沖壓選擇單工序沖孔模生產(chǎn)。 5.3主要工藝參數(shù)計(jì)算 沖裁的工藝計(jì)算：制件尺寸的確定，從制件圖上可以看出，必須先通過(guò)落料沖工藝孔，然后再進(jìn)行彎曲，最后沖小孔，需要三套模具，其具體尺寸在前面已經(jīng)做出了詳細(xì)分析與計(jì)算，在此不必詳細(xì)說(shuō)明，其圖見(jiàn)圖16制件圖。 5.4沖壓力的計(jì)算 5.4.1沖裁力的計(jì)算 沖裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化，本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力F按下式計(jì)算： 式中：F——沖裁力； L——沖裁周邊長(zhǎng)度； t——材料厚度； ——材料抗剪強(qiáng)度； K——系數(shù)。 系數(shù)K是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙的波動(dòng)和不均勻、刃口磨損、板料的力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)。取K=1.3。 為計(jì)算方便，也可以按下式計(jì)算沖裁力： 式中：F——沖裁力； L——沖裁周邊長(zhǎng)度; t——材料厚度 ——材料抗拉強(qiáng)度。 其中：材料厚度t為1.5㎜，為325MPa , 沖裁周邊長(zhǎng)度 所以沖裁力 5.4.2卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算 卸料力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力。而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需的力。頂件力是沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力。卸料力、推件力和頂件力是由壓力機(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的，所以在選擇設(shè)備公稱(chēng)壓力或設(shè)計(jì)沖裁的時(shí)候應(yīng)分別予以考慮，影響這些力的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、厚度、模具間隙、凹模洞口結(jié)構(gòu)、搭邊大小、潤(rùn)滑情況、制件的形狀和尺寸等?，F(xiàn)在按照下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 查表2.6.1①而卸料力、推件力和頂件力系數(shù)分別為 則：卸料力： h：凹模洞口的直刃壁高度 取h=6mm頂件力： 5.4.3壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力的確定 壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和Fz，由于本模具采用的是彈性卸料裝置和下出料方式： 所以： 5.5工作部分的尺寸計(jì)算 該零件在彎曲前屬于無(wú)特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，而中間的Ф10mm的孔尺寸則是由沖孔得到，彎曲后四個(gè)Φ5mm的孔有單工序沖孔獲得。 查表2.3.3而知：Zmin = 0.132， Zmax = 0.240 Zmax –Zmin = 0.108mm 因?yàn)槟＞叩木鹊燃?jí)為IT14級(jí) 取△X = 0.75 設(shè)凸、凹模分別按IT9、IT12級(jí)精度制造查表2.2.2，分別計(jì)算凸模、凹模尺寸，如下： 校核：|δT|+|δA|≤Zmax-Zmin 0.043+0.065≤0.108 滿(mǎn)足公差間隙條件 5.6模具總體設(shè)計(jì) 5.6.1模具類(lèi)型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用單工序沖孔模沖壓，所以模具類(lèi)型為單工序模。 5.6.2定位方式的選擇 在本模具中采用的是半成品作為原料，所以選用導(dǎo)尺和擋料銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)沖裁條料的定位。 5.6.3導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)套的導(dǎo)向方式。 5.7模具主要零部件的設(shè)計(jì) 5.7.1凸、凹模的設(shè)計(jì) 凹模的設(shè)計(jì)：在本模具中采用螺釘和銷(xiāo)釘將凹模直接固定在支撐件上,凹模刃口為直壁式 ,凹模采用銷(xiāo)釘和螺釘固定時(shí)要保證螺釘(或沉孔)間、螺孔與銷(xiāo)孔間及螺孔與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會(huì)影響模具的壽命。 凹模壁厚C=（1.5～2），H=15mm～20mm，但由于本工件的特殊要求取凹模厚H=40 mm，凹模壁厚C=5 mm，凹模寬度取標(biāo)準(zhǔn)值B=100 mm， 凹模長(zhǎng)度L取125mm，確定凹模尺寸為125mm×100 mm ×40 mm 凸模的設(shè)計(jì)：在本模具中凸模用來(lái)成形四個(gè)?5的小孔， 5.7.2定位零件的設(shè)計(jì) 在本模具中采用的是半成品，所以選用導(dǎo)尺來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)沖裁原料的定位。導(dǎo)料尺一般設(shè)兩個(gè)，并位于半成品的兩側(cè)。銷(xiāo)裝在右側(cè)，從前向后送進(jìn)導(dǎo)料尺在本模具中直接安裝在凹模上。在裝配圖中很容易看到。 5.7.3導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向裝置用來(lái)保證上模相對(duì)于下模正確的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于生產(chǎn)批量較大，零件的要求較高，壽命要求較長(zhǎng)的模具，一般都需要采用導(dǎo)向裝置，本模具中應(yīng)用導(dǎo)柱導(dǎo)套裝置來(lái)完成導(dǎo)向。 5.7.4連接裝置的設(shè)計(jì) 螺釘與銷(xiāo)釘?shù)脑O(shè)計(jì)：螺釘和銷(xiāo)釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷(xiāo)釘起定位作用，常用圓柱銷(xiāo)釘，螺釘、銷(xiāo)釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。所以螺釘?shù)囊?guī)格選用M8。 5.7.5模架及組成零件的確定 模架的選用：本模具選用由上模座、下模座、導(dǎo)柱導(dǎo)套組成導(dǎo)柱模模架及其零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在此選用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 模座的確定：本模中具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，因在前述中確定了凹模尺寸為：125mm×100mm ×20mm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定下模座尺寸為：200mm×173mm×35mm。 上模座尺寸為：200mm×173mm×35mm。導(dǎo)柱d/mm×L/mm分別為：?35mm×175mm，導(dǎo)套d/mm×L/mm×Dmm分別為?35mm×85mm。 模柄的設(shè)計(jì)：本模具屬于中型模具，采用模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。模柄是作為上模與壓力機(jī)滑塊連接的零件。對(duì)它的基本要求是：一要與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠；二要與上模正確而可靠的連接。在本模具中選用旋入式模柄，通過(guò)螺紋與上模座連接并加螺絲防止轉(zhuǎn)動(dòng)。這種模柄可較好的保證軸線(xiàn)與上模座軸線(xiàn)垂直,適用與各種中、小型模具。模柄材料通常采用Q235或Q275鋼，在此選用Q235鋼。其支撐面應(yīng)垂直于模柄的軸線(xiàn)。模柄在本模具選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并根據(jù)前文壓力機(jī)的參數(shù)確定模柄的直徑和長(zhǎng)度。 固定板的設(shè)計(jì)：將凸模按一定相對(duì)的位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上。在本模具中只有凸凹模需要由固定板來(lái)固定，其平面尺寸可與凹模相同,需考慮緊固螺釘及銷(xiāo)釘?shù)奈恢谩９潭ò宓陌惭b孔與凸模采用過(guò)渡配合H7/m6或H7/n6，壓裝后將凸模端面和固定板一起磨平?，F(xiàn)選用標(biāo)準(zhǔn)凸凹模固定板尺寸為：125mm×100mm×12mm。 墊板的設(shè)計(jì)：墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取8mm。 卸料板的設(shè)計(jì)：卸料板的邊界尺寸和固定板相同，厚度為6.5mm。 5.8模具工作原理 原材料送進(jìn)時(shí)采用導(dǎo)尺進(jìn)行定位，而有導(dǎo)尺保證送料沿正確的方向送進(jìn)。當(dāng)半成品送到指定位置時(shí)，上模在壓力機(jī)的作用下進(jìn)行沖壓。當(dāng)沖壓完成時(shí)，上模上行回程，箍在凸模上的料由彈性卸料板卸下，沖孔廢料從凹模洞中落下，然后，再開(kāi)始下一個(gè)行程。 圖17 模具總裝圖 5.9壓力機(jī)公稱(chēng)壓力的確定 查表1—82 開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)參數(shù) 選擇壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力為：250KN 滑塊行程：65mm 滑塊行程次數(shù)：55次/min 最大閉合高度：270 mm 閉合高度調(diào)節(jié)量：55mm 滑塊中心到床身距離：200mm 立柱距離：270mm 工作臺(tái)尺寸 (左右×前后)：370×560mm 工作臺(tái)孔尺寸(左右×前后)：200×290mm 工作臺(tái)孔尺寸(直徑)：260mm 模柄孔尺寸(直徑×深度) ：Ф50×60mm 工作臺(tái)板厚度：50mm 5.10模具的裝配 總裝時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要零件的相互依賴(lài)關(guān)系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來(lái)確定裝配基準(zhǔn)件，例如沖孔模一般以凸模作為裝配基準(zhǔn)件，級(jí)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(gè)零件與裝配基準(zhǔn)件的依賴(lài)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(guò)試沖發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并及時(shí)調(diào)整和修理直至模具沖出合格零件為止；裝配前的準(zhǔn)備： 通讀設(shè)計(jì)圖樣，了解正裝式復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 經(jīng)查對(duì)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(diǎn)，對(duì)凹模、凸模先進(jìn)行分組裝配，再進(jìn)行總裝配。選用以凸模為基準(zhǔn)件，先裝配上模，再裝配下模及輔助零件；裝配模柄：將模柄壓入上模座后，鉆、鉸銷(xiāo)孔，打入止轉(zhuǎn)銷(xiāo)；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(duì)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。裝配下模：將組裝好的凸?！潭ò搴拖聣|板，按照設(shè)計(jì)要求位置，安裝在下模座上，緊固螺釘，鉆、鉸銷(xiāo)孔，裝入圓柱銷(xiāo)；裝配上模：將組裝好的凸凹?！潭ò搴蜕蠅|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(xiāo)孔，打入圓銷(xiāo)；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；試切：用紙?jiān)嚊_，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(xiāo)孔，打入圓銷(xiāo)；試模時(shí)重點(diǎn)檢查打料機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是否及時(shí)、可靠。每一次沖壓后，上模隨壓力機(jī)上行到上死點(diǎn)時(shí)，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(shí)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。  結(jié)束語(yǔ) 38 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我在掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課方面的知識(shí)基礎(chǔ)之上，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、在洛陽(yáng)中國(guó)一拖的參觀實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠(chǎng)師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過(guò)這些實(shí)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(guò)在圖書(shū)館借閱相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問(wèn)題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。 參考文獻(xiàn) [1] 劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.高等教育出版社.2004.6 [2] 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè).1998 [3] 高軍、李熹平、修大鵬等編著.沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2007.7 [4] 陳于平、高曉康編著.高等教育出版社.2002.7 目 錄 1 緒論 1 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 1.2國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 2 制件的工藝性分析 2 2.1制件的總體分析 3 2.2零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 3 2.2.1彎曲的直邊高度 3 2.2.2孔邊距 3 2.2.3最小彎曲半徑 4 2.3工藝方案的確定 4 3 沖孔落料復(fù)合模設(shè)計(jì) 5 3.1沖裁制件的