冷沖模雙向加強版設計

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1、摘 要 我國考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就在世界領先。 隨著模具技術的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝裝備。本篇設計說明書就是其中關于一沖裁件的冷沖模設計說明書。 設計題目是關于緊固機構加強板的生產(chǎn)設計，由于該工件適宜采用冷沖模進行生產(chǎn)，所以本篇設計說明書的主要內(nèi)容為與之相關的基本沖壓工藝及其模具設計，具體為落料—沖孔復合模、彎曲—壓筋復合模的設計。 本篇設計說明書中詳細說明了兩套模具的設計過程，各用一個章節(jié)進行闡述。設計過程中查閱了大量的相關

2、書籍、手冊，總結了前人的設計經(jīng)驗，中間還引用了大量的與設計相關的公式，當然也有大量的經(jīng)驗公式，可以了解到模具設計的全過程。 關鍵字：冷沖模、設計 目錄 摘要-------------------------------------------------------------------------------------------------------1 緒論-----------------------------------------------------------------------------------------------------

3、---4 第一章 工藝方案的確定---------------------------------------------------------------------------5 第一節(jié) 工件的工藝分析--------------------------------------------------------------------------5 第二節(jié) 工藝方案的制定-------------------------------------------------------------------------- 緒 論 冷沖壓是一種先進的

4、金屬加工方法，它是建立在金屬塑性變形的基礎上，利用模具和沖壓設備對板料金屬進行加工，以獲得所需要的零件形狀和尺寸。 冷沖壓和切削加工比較，具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡單、容易出現(xiàn)機械化和自動化等一系列優(yōu)點，特別適合于大量生產(chǎn)。 由于板料零件具有重量輕，有足夠的強度和剛度，可以根據(jù)不同用途，采用不同材料加工成各種形狀尺寸的零件，以滿足產(chǎn)品需要。因此，現(xiàn)代汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、和各種民用輕工產(chǎn)品中，都大量使用冷沖壓零件。國防方面，如飛機、導彈、槍彈、炮彈等產(chǎn)品中，采用冷沖壓加工的零件比例也是相當大的。隨著汽車和家用電器等的飛躍發(fā)展，許

5、多先進工業(yè)國家，對發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給與了高度的重視。例如，美、日等國模具工業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)超過機床工業(yè)。美國1982年模具年產(chǎn)值為57.70億美元，機床則為55億美元。日本1982年模具年產(chǎn)值為8600億日元，而機床則只有7842億日元。在模具工業(yè)中冷沖模占的比例很大。 冷沖壓工藝大致可區(qū)分為分離工序與成形工序兩大類。分離工序又分為落料、沖孔和切割等。成形工序則可分為彎曲、拉伸、翻孔、翻邊、脹形、擴口、縮口和旋壓等。根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸精度和其他技術要求，可分別采用各種工序對板料毛坯進行加工，以獲得滿意的零件。 隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，冷沖壓技術也在不斷革新和發(fā)展

6、，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： ① 工藝分析計算方法的現(xiàn)代化。如近幾年來，國外已開始采用有限變形的彈塑性有限元法，對覆蓋件成形過程進行應力應變分析和計算機模擬，以預測某一工藝方案對零件成形的可能性和將會發(fā)生的問題，將計算結果顯示在圖形終端上，供設計人員進行須改和選擇。 ② 模具設計制造技術現(xiàn)代化。為了加快機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短工裝設計、制造周期，許多國家都正在大力開展模具計算機輔助設計和制造的研究。 ③ 冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化。為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設備已由單工位低速壓力機發(fā)展到多工為高速自動壓力機。 ④ 為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批量小的發(fā)展趨勢，發(fā)展了一些新的成形工藝、簡

7、易模具、通用組合模具、數(shù)控沖壓設備和沖壓柔性制造系統(tǒng)等。 ⑤ 不斷改進板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高強度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結構強度。 第一章 工藝方案的確定 第一節(jié) 工件的工藝分析 該零件為雙向加強板，是小型零件，大批量生產(chǎn)。結構為非左右對稱形式；材料為08鋼，為優(yōu)質碳素結構鋼，具有較好的可沖壓性能；厚度為3㎜；成型工藝包括落料沖孔、彎曲兩部分，零件圖如圖所示。 材料厚度t=3mm,零件外形簡單，由圓弧和直線組成另帶2個筋，無尖角、凹陷或者其他形狀突變，采用r>0.5t的圓角（r為圓角半徑），這有利于模具制造和提高模具壽命，系

8、典型的板料沖壓件。 圖1-1（a） 圖1-1（b） 圖1-1（c） 材料厚度t=3mm,零件外形簡單，由圓弧和直線組成另帶2個筋，無尖角、凹陷或者其他形狀突變，采用r>0.5t的圓角（r為圓角半徑），這有利于模具

9、制造和提高模具壽命，系典型的板料沖壓件。 此制件要求精度不高，不需較高的公差等級，屬于一般沖裁彎曲精度。模具為沖裁模具、彎曲模具即可達到之生產(chǎn)要求。 沖裁時，為了防止凸模折斷或壓彎，沖孔尺寸不能太小，所設計的零件滿足《沖壓工藝學》表7-1里所規(guī)定的用一般沖孔?？梢詻_壓的最小孔徑。沖裁件孔與孔、或孔與邊緣的間距b、與模具強度和壽命以及沖裁件的質量有關，其值不宜過小。 在此件設計當中主要解決好以下幾個問題： 1）對沖壓件進行工藝分析，設計出的模具結構能保證工件的正常生產(chǎn)； 2）通過分析比較，確定最佳工藝方案。設計出的沖裁模結構必須有足夠的強度能保證生產(chǎn)的正常運行； 3）解決根據(jù)沖裁力和

10、彎曲力選擇壓力機和根據(jù)模架最大閉合高度選擇壓力機之間的矛盾； 4）合理選擇沖壓設備； 5）表面粗糙度。該件形狀簡單，精度要求不高，所以一般可要求 以上，但是圓角半徑要求高些； 6）彎曲時如何控制回彈的影響； 7）合理排樣，最大限度的提高材料利用率。 模具制造費用很高。因此只有在大批量生產(chǎn)條件下，才能取得明顯的經(jīng)濟效益?？蛇x擇復合模，以降低模具制造費用。通過上述工藝分析，該工件對精度要求不高，主要是輪廓成形、沖孔問題，又屬于大批量生產(chǎn)，可以采用沖壓生產(chǎn)。 第二節(jié)材料的力學性能 工件材料為08鋼，為優(yōu)質碳素結構鋼 材料狀態(tài)：退火 材料的抗

11、拉（抗剪）強度 抗拉強度： 抗剪強度： 08鋼可以用于扎制薄板、深沖制品、油桶。也可制造管子、墊片及氰化零件等 第三節(jié)工藝方案的確定 根據(jù)工件本身的的特點出發(fā)，既然要使用沖孔、落料、彎曲、壓筋這四道工序，那么就要考慮到各工藝所需要的位置、是否可疊用等等?？紤]的工件為類似U型件，且兩有不同等加邊，所以使用一套模具基本不可能實現(xiàn)，則就要分工序加工，于是考慮到以下幾種方案進行逐一選?。? 一、 方案一的分析 第一套方案是采取單工序模制造該工件。由于本件產(chǎn)品的特殊性，將會用到?jīng)_壓工藝中的落料、沖孔、彎曲、壓筋等工序。若采用單工序模，即分布加工的方法，則需要制造四套模具，分別為：

12、落料模，沖孔模，彎曲模，壓筋模，但根據(jù)本產(chǎn)品的工藝參數(shù)來看，不必采用這么繁瑣的加工方法，且如果采用單工序模制造該產(chǎn)品，將有以下幾點缺陷： ① 制造周期長。由于制造四套模具，將需要進行四次模具設計，將大大延長模具投產(chǎn)時間，從而增加制造時間。另外，模具非標準件的制造量將會成倍增加，進而增加制造時間 ② 制造費用高。由多套模具而引起的設計費用將是十分巨大的，同時將必會導致制造材料、制造人員的急增，從而提高模具的制造費用。 ③ 人力、物力的浪費。多一套模具必會增加模板的數(shù)量，增加標準件與非標準件的挑選次數(shù)與籌備，增加制造量，以至于引起不必要人力、物力的浪費。 二、 方案二的分析 第二套方案是

13、采取級進模 、復合模進行逐步加工該工件。即將落料與沖孔設計為級進模，將彎曲與壓筋設計為復合模。從本件產(chǎn)品的工藝角度講，使用一套模具不可能制造出來，這就意味著必須使用兩套或者更多的模具來加工此件產(chǎn)品。第一套模具如果采用級進模進行加工，將必會引起制造困難，由于本件產(chǎn)品的尺寸比較大，根本不利于級進模生產(chǎn)，因為從各種板料到各個凸凹模的制造難度將會大大增加；而且級進模的制造精度很底且不利于大批大量的成品件的生產(chǎn)，所以本件產(chǎn)品不利于采用此種加工方法。 三、 方案三的分析 第三套方案是落料與沖孔、彎曲與壓筋均采用復合模。 既然本產(chǎn)品無法使用一套模具加工出來，那么最好使用最少的模具來加工，而且級進模不利于

14、本產(chǎn)品的加工，則采取復合模的加工方法既制造相對簡單，而且可以保證精度，同時復合模本身就適合于形狀簡單，且可一次成型的產(chǎn)品加工。如果采取兩套復合模來加工次件產(chǎn)品，那么既可以減少板料、凸凹模的制造數(shù)量，而且可以將本繁瑣的工作簡單化，節(jié)省大量的設計、制造人員及制造材料，減少制造費用。所以本方案適合于該沖裁件的生產(chǎn)。 第二章 落料—沖孔復合模的設計 第一節(jié) 總體方案的設計 一、 總體結構的設計 由于工件的展開圖為一類似矩形方板，所以適宜直接沖孔、落料，且孔間距均大于同時沖裁最小經(jīng)驗值4，即可同時沖孔，故運用倒裝復合模的形式，那么可同時完成這兩道工序，這樣既可方便加工，又可

15、節(jié)約設計、制造費用。 二、 凸、凹模的結構形式 由于采用倒裝復合模的形式，即采用上凹模卸料、上凸模沖孔的結構形式。由于凸、凹模采取分離加工，凸模要設計成前小后大的形式，這樣可提高刃口精度的制造難度，凹模刃口設計為與工件相同的形式，凸凹模配合加工而成。 三、 卸料形式 沖裁后的工件停留在凹模中，故采用凹模中放置推件器的形式，由上接的推銷將其頂出。板料的廢料由彈性卸料板頂出。沖孔廢料由凸凹模、墊板、下模座帶有通孔的形式直接將其排除。 四、 導向、定位形式 考慮到該工件為小型工件，故應選用開式壓力機進行工作，既帶有模柄孔的形式，在上模座中設計一模柄，用來帶

16、動模具工作?；诎辶纤腿?，可在卸料板上裝有擋料銷的形式進行定位，同時可據(jù)工件的寬度在卸料板中挖一溝槽的形式完成送料。凸模采用凸模固定板進行定位，凸凹模則可直接通過螺釘、銷釘與下模座進行連接、固定。凹模則采取與凸模固定板、墊板通過螺釘、銷釘相連接的形式。 第二節(jié) 工件展開尺寸的計算 工件的展開的圖形如圖所示1—2 圖 1—2 圖1—3 由于r/ t

17、（r為半徑，t為工件厚度）均大于0.5，故可按中性層原理 L=-(n-1)c=28+103.7+28-25=148.2mm C---彎曲時纖維伸長的修正系數(shù)，見《模具設計手冊》表2-34 L=-(n-1)c=18+93.6+7-25=109.7mm 最后得出如下圖所示的彎曲前毛坯的形狀和尺寸： 如圖1—4所示： 圖1—4 第三節(jié) 工藝與設計計算： 一、 排樣與設計計算 排樣是工

18、件之間以及工件與條料側邊之間留下的余料叫做搭邊。其作用是補償誤差，保證沖出合格的工件，搭邊還可以使條料有一定的剛度。搭邊數(shù)值要合理確定。搭邊值過大，材料利用率底。從節(jié)省材料的角度出發(fā)，材料的搭邊值越小越好，但搭邊小于一定的數(shù)值后，對模具的壽命和剪切表面質量不利。在搭邊值過小時作用在凸模側面上的法向力應沿著落料毛坯周長的分布將不均勻。為了使作用在毛坯側表面上的應力沿切離毛坯周長的變化不大，必須使搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，而塑性變形區(qū)寬度與材料性質和材料厚度有關，一般約等于0.5t。所以搭邊的最小寬度可取大約等于毛坯厚度。搭邊值還與材料的機械性能，工件的尺寸與形狀，材料的厚度及擋料等因素

19、有關。 搭邊的作用是補償定位誤差，防止由于條料的寬度無茶、送料步進誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。此外，還應保持條料與一定的強度和剛度，保證送料的順利進行，從而提高制件質量，使凸、凹模刃口沿整個封閉輪廓線進行，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質量。 搭邊值要合理選擇，其過大，材料利用率低，過小，利用率雖高，卻很難起到搭邊的作用，在沖裁中會被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時還會被拉入模具間隙中，損毀模具刃口，降低模具壽命。 影響搭邊值大小的因素主要有：材料的力學性能，材料的厚度，工件形狀和尺寸，排樣的方式以及送料和擋料方式。 由于本件產(chǎn)品為近似矩形件，故采取直排的

20、形式。這樣既可方便取料，也可方便成型的沖裁。查表取得最小搭邊（排樣時零件與零件之間以及零件與條料側邊間留下的余料）值a= 2.8，側邊值a = 3.2；（模具技術問答 第二版P93） 材料厚度 矩形件邊長l>50或圓角r<2t 2.5~3.0 2.5 2.8 3.0~3.5 2.8 3.2 3.5~4.0 3.2 3.5 4.0~4.5 4.0 4.5 查表取條料寬度偏差，取整a= 3，側邊值a = 3；由于B = 149 + 2a = 155，所以取△=1.2。根據(jù)該件的特殊性，采用卸料板帶有內(nèi)槽而不使用倒料板的形式。所以查表取得槽壁與條料之間的最小間隙：Zmi

21、n = 8。條料寬度B= ，卸料板內(nèi)槽間距離為：B = B + Z = 163 進距為：S = a+Lz = 112.7。 由于零件圖近似算得一個零件的面積為 148.2109.7-32.212.3 4- =14532 所用材料的面積：A=163115=18745 因此材料利用率為： = 100% = 78% 二、計算沖壓力與壓力中心、初選壓力機 ① 沖裁力：根據(jù)零件圖可算得一個零件內(nèi)外周邊之和L= L+ L 所以L = 474.7+ 37.68 = 512.38mm即為總沖裁長度。 又 = 295MPa 落料力： 將毛坯的周長L=

22、407.6mm,厚度t=4.5mm以及08鋼材料的抗剪強度=260MPa代入上式，得： =1.3407.63260=413306.4N=413.3KN 式中 t —— 材料厚度； —— 材料抗剪強度； L —— 沖裁周長； 沖孔力：=1.3Lt=1.3263260=38207.52N=38.2KN 沖裁力的大小主要與材料力學性能、厚度和沖裁件的輪廓長度有關。 頂件力：=F =0.05413.3 =20.66KN 卸料力： =0.035413.3 =14.16KN 推件力：

23、 =60.045413.3 =111.59KN 其中：F —— 沖裁力； n —— 同時梗塞在凹模內(nèi)的零件(或廢料)數(shù)； K、K—— 卸料力、推件力系數(shù)。 總沖才力F＝ F＋F＋F＋F=603.91KN ② 計算壓力中心 根據(jù)力學原理，諸分力對某力矩之和等于其合力對同軸之矩，沖裁時的合力作用點或 多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具的壓力中心。設計時模具壓力中心應與壓力機滑塊中心一致，如果不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏載，導致模具以及滑塊與導軌的急劇磨損，減低模具與壓力機的使用壽命。所以在落料模、多凸模沖孔模和多工位連續(xù)

24、模等模具設計時，必須確定模具壓力中心。通常利用求平行力系合力作用點的方法來確定模具的壓力中心。則有壓力中心為 =73.8 =54.9 ③ 壓力機的選取: 根據(jù)這一工序的總壓力為 603.91KN，故本工序選用J21-100A開式雙柱固定臺壓力機,相關參數(shù)如下 公稱壓力 1000KN 滑塊行程 120mm 滑塊行程次數(shù) 75次/min 最大封閉高度

25、 400mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 85mm 工作臺尺寸（前后左右） 600mm1000mm 模柄孔（直徑深度） 60mm80mm 三、計算凸、凹模及凸凹模刃口尺寸和公差 沖裁件的尺寸精度是影響沖裁件模具刃口的尺寸精度，模具的合理間隙的數(shù)值也必須靠模具刃口尺寸及其公差來保證，因此，正確確定模具刃口尺寸及公差，是設計沖裁的主要任務之一。 選用凸凹模配合加工的方法制造模具，采用配合加工方法時，先按照零件的尺寸和公差

26、，計算出沖孔凸?；蛘呤锹淞习寄５某叽?，并制造出來，然后以此為基準件，配制沖孔凹?；蚵淞贤鼓＃恍枰ＷC最小的間隙就可以。 ①落料 設零件的尺寸為,則計算公式為：（沖壓工藝與模具P57） 式中——落料凹模的刃口尺寸（mm）; ——凸模刃口尺寸（mm）,按凹模實際尺寸配制，留雙邊間隙； ——落料凹模制造尺寸公差，取值; ——零件公差（mm）； ——磨損系數(shù)，取值同前。 沖孔 設零件的尺寸為,則計算公式為：（沖壓工藝與模具P57） 式中——沖孔凸模的刃口尺寸（mm）;  ——沖孔凹模刃口尺寸（mm）,按凸模實際尺寸配制，留雙邊間隙； ——落料凸模制造尺寸公差，取值

27、; ——零件公差（mm）； ——磨損系數(shù)，取值同前。 1、凹模 根據(jù)《模具設計與制造簡明手冊》表查得本工序所采用倒裝式復合模的凸凹模最小壁厚。 從凹模刃口到凹模外邊緣的最短距離稱為凹模的壁厚。凹模壁厚直接影響凹模板的外形尺寸。 由于毛坯件的尺寸為148.2mm,因此初步設計凹模尺寸長度為148.2mm.寬度為109.7mm，因為是淺拉深，按此選擇的凹模外形尺寸，可以保證凹模具有足夠的剛度和強度。所以一般不做強度校核。其具體形狀如圖5.1 材料選用CrWMn。熱處理硬度HRc5862。 2、凸模 為保證凸模能夠正常工作，設計任何結構形式的凸模都必須滿足如下三個原則： 精確定位

28、：安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位，否則造成工件的尺寸發(fā)生偏移，降低模具壽命。 防止拔出：回程時，卸料離對凸模產(chǎn)生拉深作用。凸模的結構應防止凸模從固定板中拔出來。 防止轉動：對于工件段截面為圓形的凸模，當然不存在防轉問題。本設計的凸模非圓形，為了使凸模固定板上安裝凸模的型孔加工容易，在設計時常常把凸模固定段簡化為圓形。這時，就必須保證凸模在工作過程中不發(fā)生轉動，否則將啃模。 凸模的具體結構形式如圖5.2 3、凸凹模 凸凹模的形狀與毛坯展開形狀相同，落料制件尺寸由凹模尺寸決定，故設計落料時以凹模為基準，凸凹模外形刃口尺寸按凹模內(nèi)形尺寸配作，并保證雙面

29、間隙值Zmin-Zma=0.36mm-0.45mm,H=55mm,材料選用CrWMn.熱處理后硬度HRC58-62。 凸凹模的具體結構形式如圖5.3 4、凸模、凹模緊固定位的基本方式 螺釘緊固，銷釘定位。緊固力大，定位可靠，通用性較強。裝拆方便，適用于各種類型的模具。 螺釘、銷釘材料選用45鋼，熱處理硬度HRC4348。 凹模、凸模與凸凹模固定板之間螺釘、銷釘?shù)倪x擇： 圓柱銷：GB119-86 1280 內(nèi)六角圓柱螺釘：GB70-85-M1280 GB70-85-M1280 5.5.2上下模座及模具閉合高度的確定 根據(jù)《模具設計與制造簡明手冊》表1-234后

30、冊導柱模架下模座輪廓尺寸（GB2855.6-81），可得： 上模座板高度：=55mm 下模座板高度：=70mm 上下模座板材料為：HT20，熱處理為調(diào)質處理HRC28-32。 模具的閉合高度是指模具在最后工作位置時，上、下模座板之間的距離。因此，為使模具正常工作，模具閉合高度必須在與壓力機的閉合高度相適應，應介于壓力機最大和最小閉合高度之間，一般可按如下關系確定： 通過選用模件以及模具閉合高大的范圍值，最后定出模具的閉合高度H=249mm。在實際生產(chǎn)中安裝模具時，需要加墊塊，最終使模具閉合高度達到即可。 5.5.3定位零件 定位方向和位置選擇：送料是從前之后，

31、導向點設在左側。 胚件定位根據(jù)《模具設計與制造簡明手冊》表1-183選用固定擋料銷GB2899.11-81 材料選用45鋼。 5.5.4卸料零件 卸料板：其內(nèi)形與凸凹模應有適合的間隙。卸料板外形尺寸為 LBH＝248mm208mm13mm 卸料螺釘：1、螺紋長度雖然短但與光桿有臺階，保證旋入后不易松動。 2、材料為45鋼，且要求熱處理硬度為HRC43-48。 普通螺釘不具備要求，因此選用標準卸料螺釘。《模具設計與制造簡明手冊》表1-202圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘（GB2867.6-81）為M12 5.5.5導向零件 根據(jù)沖壓工序性質、沖件精度以及模具工作壽命要

32、求，導柱和導套的配合精度和分為或。 本設計中，導柱，導套配合精度選用H7/h6. 導柱和導套為間隙配合，要求配合表面堅硬和耐磨，具有一定的強韌性，常用20鋼制作，表面經(jīng)過滲碳淬火處理，硬度為HRC58-62,滲碳層深度0.8-1.2mm。 根據(jù)《實用模具設計簡明手冊》中表-5選擇（GB2861.1-1990 ）滑動導柱。 導柱直徑偏差為h6,表面光潔度為Ra=0.2。 導柱尺寸規(guī)格為：40250mm 選擇導柱長度時，應考慮模具閉合時，導柱端面和上模座板平面的距離不 小于10-15mm,導柱和下模座板平面的距離不小于2-5mm。導套與上模座板上平面的距離應大于3mm,用以排氣和排油。

33、 5.5.6固定零件 1.模柄的選擇 模柄是連接上模與壓力機的零件，在本工序中，選用了凸緣模柄，用螺釘與上模板緊固在一起，適用于固定較大的模具。 固定段與上模座孔采用H7/h6過渡配合，裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄好。 2.凸模固定板 凸模固定板的外形尺寸：24820526mm，材料選用45鋼，熱處理后硬度HRC43-48。其結構見零件圖。 3.墊板 在凸模固定板與上模座之間加一塊淬硬的墊板，可避免硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖擊力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動。有些模具在凹模與下模座之間也加墊板，目的是為了提高模具的壽命。 5.5.7彈簧的選用 采用橡膠作為

34、彈性元件。使條料在落料、沖孔過程中始終處于在一個穩(wěn)定的壓力下，從而改善毛坯的穩(wěn)定性。 橡膠的高度：H=（3.5-4）S=27mm H-橡膠的自由高度 S-工作行程與模具修磨量或調(diào)整量。 第三章 彎曲壓筋復合模的設計 第一節(jié) 總體方案的設計 一． 總體結構的設計 由于工件于本工序主要為彎曲，而且壓筋是在彎曲的那部分工件上進行的，所以可采取正裝復合模的結構形式。即由上凸模、下凹模直接來進行彎曲，且由凸模的形狀作出與筋類似的結構，由下凹模底部的頂件塊來進行壓筋。 二、 凸、凹模的結構形式

35、凸模設計成彎曲所需形狀，同時保證彎曲凸模的對稱性，在壓筋部分設計為與頂件塊相符的結構。由于凹模實際上只用于彎曲工藝，所以凹模設計成內(nèi)部有矩形孔，且有階梯槽的形式。 三、 卸料形式 由于工件加工后的位置不定，所以沖裁后的工件若停留在凹模中，則采取凹模中放置頂件塊的形式，由下接的頂桿將其頂出。沖裁后的工件若停留在凸模上，則采取凸模中放置推桿的結構，利用上推板，將工件頂出。 四、 導向、定位形式 在凹模內(nèi)挖出與工件形狀類似的矩形槽來保證工件的定位。又根據(jù)工件中間有孔結構，所以在凸模上裝有導正銷，通過兩個圓孔下降時來保證工件的穩(wěn)定，且在頂件塊中設計兩孔槽來完成配合。凸模

36、利用凸模固定板固定，且與上墊板、上模座通過螺釘、銷釘連接、固定。凹模利用下墊板、下模座直接通過螺釘、銷釘連接、固定。 第二節(jié) 工藝與設計計算 一彎曲力的計算 在使用模具彎曲時，凸模對板料的作用力稱為彎曲力。為了選擇彎曲加工用的壓力機和設計模具，必須計算彎曲變形力的大小。彎曲力受材料力學性能、零件形狀與尺寸、彎曲方式、模具結構形狀與尺寸等多種因素的影響，很難用理論分析方法進行準確計算。因此，在生產(chǎn)中均采用經(jīng)驗公式估算彎曲力。 該工序沖壓力包括自由彎曲力，校正彎曲力。 1.自由彎曲力 所設計零件屬于U行件，由《塑性成形工藝與模具設計》公式可知： 上式中，安全系數(shù)K=1.

37、3,寬度b=73.6,t=3,彎曲半徑r=0.2。08鋼的抗拉強度=400MPa,將這些數(shù)值帶入得： 2.校正彎曲力 板料經(jīng)自由彎曲階段后，開始與凸凹模表面接觸，此時，如果凸模繼續(xù)下行，零件受到模具擠壓繼續(xù)彎曲，彎曲力急劇增大，稱為校正彎曲。校正彎曲的目的在于減少回彈，提高彎曲質量。 沖壓件在行程終了時，受到的校正彎曲力，可按近似計算。 彎曲的投影面積 查表得，單位校正力P=40MPa,帶入上式： 3.沖壓設備的選擇 公稱壓力 1000KN 滑塊行程

38、 120mm 滑塊行程次數(shù) 75次/min 最大封閉高度 400mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 85mm 工作臺尺寸（前后左右） 600mm1000mm 模柄孔（直徑深度） 60mm80mm 4. 模架的選擇 根據(jù)《模具設計與制造簡明手冊》表1-232模具結構選用中間導柱滑動導向模架GB2855.5-90

39、從前向后手動送料，操作方便。 應用特點： 1.兩導柱、導套分別裝在上、下模座后側，凹模面積是導套前的有效區(qū)域。 2.可用于沖壓較寬的條料，且可用邊角料。 3.導柱分別不對稱，受力不平衡，拔模不方便。 4.可從三個方向送料，操作方便。 二．主要零部件的結構和設計 1凸模、凹模及其緊固定位方式 1、凸模 凸模尺寸：93.6103.760mm，材料選用T10A，熱處理后硬度：HRC58-62 2、凹模 凹模1尺寸：6093.682mm，材料選用T10A，熱處理后硬度：HRC58-62 凹模2尺寸：818582mm，材料選用T10A，熱處理后硬度：HRC58-62 凹模3

40、尺寸：678582mm，材料選用T10A，熱處理后硬度：HRC58-62 3、凸模、凹模緊固定位的基本方式 螺釘緊固，銷釘定位。緊固力大，定位可靠，通用性較強。裝拆方便，適用于各種類型的模具。 螺釘、銷釘材料選用45#鋼，熱處理硬度HRC4348。 6.3.2上下模座及模具閉合高度的確定 制件彎曲前l(fā)b=148.2mm109.7mm 制件彎曲后lb=103.7mm93.6mm 在保證具有一定凹模壁后的情況下，在經(jīng)過分析《模具設計與制造簡明手冊》表1-234后側導柱模架下模座輪廓尺寸 （GB2855.6-81）中，選取lb=250mm250mm的模架結構比較合理。 上模座板高

41、度: 下模座板高度： 上下模座板材料為HT20，熱處理為調(diào)質處理HRC28-32。 模具的閉合高度是指模具在最后工作位置時，上、下模座板之間的距離。因此，為使模具正常工作，模具閉合高度必須在與壓力機的閉合高度相適應，應介于壓力機最大和最小閉合高度之間，一般可按如下關系確定： 通過選用模件以及模具閉合高大的范圍值，最后定出模具的閉合高度H=190mm。在實際生產(chǎn)中安裝模具時，需要加墊塊，最終使模具閉合高度達到即可。 6.3.3定位零件 在第一套模具中已經(jīng)沖出了定位的工藝孔，是為了在彎曲工序中防止彎曲件發(fā)生移動產(chǎn)生變形，因此，在本套模具中選

42、用了一個定位銷作為毛坯件的定位裝置。 d=12mm，材料選用45鋼，熱處理硬度HRC43-48。 6.3.4卸料零件 根據(jù)《模具設計與制造簡明手冊》表1-205選用（GB2867.3-81）,材料選用45鋼，熱處理后硬度HRC43-48。d=24mm,L=135mm。 彎曲時，凸模與頂桿將板料壓住，防止板料走動，壓彎后，頂桿在橡膠作用下，向上復位頂出零件。 其作用和結構在裝配圖2中能體現(xiàn)。材料選用CrWMn,熱處理后硬度：HRC60-64 6.3.5導向零件 根據(jù)沖壓工序性質、沖件精度以及模具工作壽命要求，導柱和導套的配合精度和分為或。 本設計中，導柱，導套配合精度選用

43、H7/h6. 導柱和導套為間隙配合，要求配合表面堅硬和耐磨，具有一定的強韌性，常用20鋼制作，表面經(jīng)過滲碳淬火處理，硬度為HRC58-62,滲碳層深度0.8-1.2mm。 根據(jù)《實用模具設計簡明手冊》中表-5選擇（GB2861.1-1990 ）滑動導柱。 導柱直徑偏差為h6,表面光潔度為Ra=0.2 導柱尺寸規(guī)格為：40280mm 根據(jù)《實用模具設計簡明手冊》中表-5選擇（GB2861.1-1990 ）滑動導套。 導套尺寸規(guī)格為：58140mm 選擇導柱長度時，應考慮模具閉合時，導柱端面和上模座板平面的距離不 小于10-15mm,導柱和下模座板平面的距離不小于2-5mm。導套與上

44、模座板上平面的距離應大于3mm,用以排氣和排油。 6.3.6固定零件 1.模柄的選擇 模柄是連接上模與壓力機的零件，在本工序中，選用了凸緣模柄，用螺釘與上模板緊固在一起，適用于固定較大的模具。 固定段與上模座孔采用H7/h6過渡配合，裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄好。 2.墊板 在凸模與上模座之間加一塊淬硬的墊板，可避免一股硬度較低的模座因局部受凸模較大的沖擊壓力而出現(xiàn)凹陷，致使凸模松動。有些模具在凹模與下模座之間也加墊板，目的是為了提高模具的壽命。 參考文獻 1.謝