彎板沖壓成形工藝與模具設計【沖孔、落料復合?！俊緩澢！?/h1>

彎板沖壓成形工藝與模具設計【沖孔、落料復合?！俊緩澢！?沖孔、落料復合模,彎曲模,彎板沖壓成形工藝與模具設計【沖孔、落料復合?！俊緩澢！?沖壓,成形,工藝,模具設計,沖孔,復合,彎曲,曲折 中期檢查表 學生姓名 學 號 指導教師 選題情況 課題名稱 難易程度 工作量 符合規(guī)范化的要求 任務書 開題報告 外文翻譯質量 學習態(tài)度、出勤情況 工作進度 按計劃進行 中期工作匯報及解答問題情況 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 設計任務書 系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設 計 題 目： 彎板沖壓成形工藝與模具設計 起 迄 日 期: 指 導 教 師: 2013年 11 月 2 日 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 1．本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的： 本設計題目為彎板沖壓成形工藝與模具設計，通過設計，應對沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練使用相關設計手冊，獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制。并且能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設計課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 課題資料： 產(chǎn)品名稱：彎板 材料：Q235 厚度均勻：t=1mm 批量：大批量 設計任務： （1）了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀； （2）分析彎板沖壓成形工藝并確定其工藝方案； （3）成形設備的選用及校核； （4）模具的整體設計，繪制模具總裝圖與拆畫非標準件零件圖； （5）編寫設計說明書一份； （6）編制主要零件加工工藝過程卡。 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 目 錄 1 緒 論 .1 1.1 國內(nèi)模具發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 .1 1.2 國外模具發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 .3 2 零件的工藝性分析 .4 2.1 零件圖及零件分析 .4 2.1.1 零件圖如 .4 2.1.2 零件成型工藝圖 .4 2.1.3 方案選擇 .5 2.2 沖裁結構工藝性分析 .6 2.2.1 沖裁件的尺寸與形狀 .6 2.2.2 沖裁件的精度與粗糙度 .7 2.2.3 沖裁件的尺寸基準 .9 2.3 沖裁件凸凹模尺寸的計算 .9 2.3.1 凸凹模尺寸計算原則 .9 2.3.2 凸凹模分開加工時尺寸與公差計算 .9 2.3.3 凸凹模配合加工時尺寸計算 .10 2.4 沖裁板料的計算 .12 2.4.1 調(diào)料寬度的確定 .12 2.4.2 裁板方法 .13 3 彎曲件結構的工藝性分析 .15 3.1 計算毛培的尺寸 .15 3.1.1 最小彎曲半徑 .15 3.1.2 彎曲件的直邊高度 .15 3.1.3 板件的彎曲線與板件的纖維方向關系 .15 3.1.4 板材彎曲件孔與彎曲線的最小距離 .16 3.1.5 板材彎曲件的沖裁零件毛刺面與彎曲方向 .16 3.2 彎曲件回彈值的確定 .16 3.2.1 回彈值得計算 .16 3.2.2 減小回彈的措施 .16 3.3 計算毛培的尺寸 .17 3.3.1 彎曲件展開長度的計算 .17 3.3.2 矯正彎曲力的計算 .17 3.3.3 頂件力與壓力機的確定 .18 3.3.4 頂件力與壓料力的計算 .18 3.3.5 彎曲設備標稱壓力的選擇 .18 4 彎曲模工作部分的設計 .19 4.1 凸凹模的間隙值 .19 4.2 彎曲模工作部分尺寸的設計 .19 4.3 凸凹模的圓角半徑 .20 4.3.1 凸模圓角半徑 .21 4.3.2 凹模圓角半徑 .21 4.4 凹模深度的選取 .21 4.5 凹模的高度及壁厚 .21 5 沖壓設備的選擇 .23 5.1 壓力機的選擇 .23 6 模具結構的設計 .24 6.1 成型零件的結構設計 .24 6.2 成型零件工作尺寸的計算 .24 6.3 材料的送進和定位方式的選擇 .24 6.4 卸料裝置的選擇 .25 6.5 導料裝置的選擇 .25 6.6 導套的結構尺寸 .25 6.7 導柱的結構的尺寸 .26 7 模柄的選用 .27 8 模具的裝配 .28 8.1 導裝配前的準備 .28 8.1.1 通讀設計圖樣、了解正裝復合模的特點 .28 8.1.2 查對個零件已完成前的裝配工序 .28 8.1.3 確定裝配方法和裝配順序 .28 8.2 裝配模具 .28 8.3 裝配凸凹模 .28 8.4 裝配凸模 .29 8.5 裝配下模 .29 8.6 裝配上模 .29 8.7 安裝凹模 .29 8.8 試切 .29 8.9 導柱的結構的尺寸 .29 9 總結 .30 致謝 .31 參考文獻 .32 設計說明書 畢業(yè)設計題目：彎板沖壓成型工藝及模具設計 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2014年 4 月 7 日 彎板沖壓成形工藝與模具設計 1緒論 目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比距離相當大。 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，任務飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具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%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。 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)結構調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(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，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(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，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎薄弱，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方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，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)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(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)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設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、標準化、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，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，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質量、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技術落后．模具材料性能、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，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)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 1） 模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；?? ? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；??? ? 4）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；??? 5）發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術；??? 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）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；?? 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)關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、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，是其它加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、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)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。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。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結構設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．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)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。  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，本次設計中需要二套模具來完成，故需設計沖孔、落料復合模和一次彎曲模。由落料，彎曲共兩道工序，本設計中只需要設計一次彎曲模。 1.2 沖裁件工藝結構的工藝性 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﹑材料的機械性能﹑材 料的厚度等有關.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. d≧1.3t d≧1.0t d≧0.8t a≧1.2t a≧0.9t a≧0.7t a≧0.9t a≧0.7t a≧0.5t a≧1.0t a≧0.8t a≧0.6t 表2.2-2采用精密導向凸模沖孔的最小尺寸 硬鋼 軟鋼及黃銅 鋁鋅. 圓形孔d 0.5t 0.35t 0.3t 方形孔a 0.4t 0.3t 0.28t (3) 沖裁件的孔與孔之間,孔與邊緣之間的距離不應過小.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2.2-2 1.2.2沖裁件精度和粗糙度 (1) 沖裁件的內(nèi)外形經(jīng)濟精度不高于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 0.2~0.5 0.5~1.0 1.0~2.0 2.0~4.0 4.0~6.0 普 通 沖 裁 模 <10 0.08/0.05 0.12/0.08 0.18/0.10 0.24/0.012 0.30/0.15 10~50 0.10/0.08 0.22/0.12 0.28/0.15 0.35/0.20 50~150 0.14/0.12 0.30/0.16 0.40/0.20 0.50/0.25 150~300 0.20 0.50 0.70 1.00 高 級 沖 裁模 <10 0.025/0.02 0.04/0.03 0.06/0.04 0.10/0.06 10~50 0.03/0.03 0.06/0.06 0.08/0.08 0.12/0.10 50~150 0.05/0.05 0.08/0.06 0.10/0.08 0.15/0.12 150~300 0.08 0.10 0.12 0.15 0.20 注: 1.表中“/”前為外形公差值,后為內(nèi)孔公差 2.一般沖裁為導向部分零件按IT8級精度制造. 3.高級沖裁為導向部分零件按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) ≦1 1~2 2~4 4~6 一般沖模 <50 ±0.10 ±0.12 ±0.15 ±0.20 50~150 ±0.15 ±0.20 ±0.25 ±0.30 150~300 ±0.20 ±0.30 ±0.35 ±0.40 高級沖模 <50 ±0.03 ±0.04 ±0.06 ±0.08 50~150 ±0.05 ±0.06 ±0.08 ±0.10 150~300 ±0.08 ±0.10 ±0.12 ±0.15 表2.2-5沖裁件的自由角度公差 例如:沖制左圖零件,短邊長度左邊為8,則查下表:3級精度,α偏差±2°30',右邊為6,則查下表:3級精度,α1偏差±3°.(左圖單位:mm) 精度 等級 短邊長度(mm) 1~3 3~6 6~10 10~18 18~ 30 30~ 50 50~ 80 80~ 120 120~ 180 180~ 260 260~ 360 360~ 500 >500 2 2°30' 2° 1°30' 1°15' 1° 50' 40' 30' 25' 20' 15' 12' 10' 3 4° 3° 2°30' 2° 1°30' 1°15' 1° 50' 40' 30' 25' 20' 15' 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IT14~IT15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系 材料厚度t(mm) ≦1 >1~2 >2~3 >3~4 >4~5 粗糙度(Ra) 3.2 6.3 12.5 25 50 1.2.3沖裁件的尺寸基準 零件結構尺寸的基準應盡可能與制造時的定位基準重合,這樣可 以避免尺寸基準不相符而產(chǎn)生的誤差. 沖孔件的孔位尺寸基準應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計的基準;沖孔時取凸模 作為設計的基準.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、 凹模要分別標注公差,而且要求有較高的制造精度,以滿足如下條件: δ凸+δ凹≦Cmax-Cmazx δ凸≦δ凹 式中, δ凸、δ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:設制件外形尺寸為D-△,則 D凹=(D-X-△,)+ δ凹 D凸= (D凹 -Cmin)- δ凸=(D- X-△,- Cmin)- δ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); δ凸、δ凹,分別為凸、 凹制件公差(mm),一般按IT6~IT7級精度,也可以取δ凸 =(0.20~0.25) △、δ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IT11~13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) <1 1~2 2~4 >4 <0.16 <0.20 <0.24 <0.3 0.16~0.36 0.2~0.42 0.24~0.5 0.30~0.6 >0.36 >0.42 >0.50 >0.60 <0.16 <0.20 <0.24 <0.3 >0.16 >0.20 >0.24 >0.30 系數(shù)X 1 0.75 0.5 0.75 0.5 沖孔: 設制件孔尺寸為d+△,則 d凸=(d-X-△,) +δ凸 d凹= (d凸-Cmin) -δ凹=(D- X-△, - Cmin) -δ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 當制件形狀復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 料一般應以凹模為準,然后配做凸模,落料凹模磨損后,因其刃口復 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. 沖孔一般應以凸模為準,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,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 Ⅰ 凹模 增大 D-△ 按凹模尺寸配加工,保證雙面間隙C D凸=(D-X-△,)+δ凸 Ⅱ 減小 d+△ Ⅲ 不變 L±△/2 D凹=(d+X-△,)-δ凹 沖孔 Ⅳ 凸模 減小 d+△ Ⅴ 增大 D-△ L凹=L±δ凹/2 Ⅵ 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 往復送料 a b a b a b a b ~1 大于1~2 大于2~3 大于3~4 大于4~5 大于5~6 大于6~8 8以上 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 1.5 1.5 2 2.5 3 4 5 6 2 2.5 3 3.5 5 6 7 8 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 3 3.5 4 5 6 7 8 9 2 2.5 3.5 4 5 6 7 8 3 4 5 6 7 8 2 3 4 5 6 7 注:沖非金屬材料(皮革,紙板,石棉等)時,搭邊值應乘1.5~2. 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,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) ~1 1~2 2~3 3~5 ~50 -0.4 -0.5 -0.7 -0.9 50~10 -0.5 -0.6 -0.8 -1.0 100~150 -0.6 -0.7 -0.9 -1.1 150~220 -0.7 -0.8 -1.0 -1.2 220~300 -0.8 -0.9 -1.1 -1.3 1.4.2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彎曲件的結構工藝性 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，使拉應力達到或超過抗拉強度，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 0.1t 0.5t 0.5t 1.0t 2.1.2彎曲件的直邊高度 在進行直角彎曲時，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，很難得到形狀準確的零件。為了保證 工件的彎曲質量，必須滿足彎曲件的直邊高度：H>2t。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，應當盡量使孔遠離彎曲線?？椎倪吘壘鄰澢€的距離l應滿足下列關系： 當時， 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。彎曲件應使其毛刺面作為彎曲件內(nèi)側。 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屈服強度為：250MPa屬中強度鋼。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，利用壓力機機身發(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。在模具結構上也應采取措施，使校正力集中于彎角處，增加校正應力，迫使彎曲處內(nèi)層的金屬產(chǎn)生切向拉伸應變，以達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，進行計算。計算公式如下： L===49mm 2.3.2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頂件力和壓力機的確定 2.3.4頂件力和壓料力的計算 對于設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30～80%， 即公式： 式中 Q——頂件力或壓料力，N; P——自由彎曲力，N。 2.3.5彎曲設備標稱壓力的選擇 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備就可以了。即： 式中 ——校正彎曲力，N； ——彎曲用壓力機標稱壓力, N。 3彎曲模工作部分的設計 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計來保證，間隙大小對彎曲件的變 形抗力、回彈、質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 10 0.05 0.05 0.04 0.10 0.10 0.08 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注有關，彎曲件的尺寸標注根據(jù) 裝配要求有兩類標注方式，相應地凸凹模尺寸計算也有兩類。 ① 尺寸標注在工件外形式 ② 標注雙向偏差時，凹模尺寸為 標注單向偏差時，凹模尺寸為 凸模尺寸按凹模配制，保證單面間隙值Z或標注雙向偏差時，凸模尺寸為 標注單向偏差時，凸模尺寸為 ②尺寸標注在工件內(nèi)形上標注雙向偏差時，凸模尺寸為 標注單向偏差時，凸模尺寸為 凹模尺寸按凸模配制，保證單面間隙值Z或 標注雙向偏差時，凹模尺寸為 標注單向偏差時，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，可按表3.2選取。 表3.2 彎曲凹模圓角半徑 料厚t 邊長L 10 3 3 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 =17.22~22.96mm 所以，取凹模壁厚C=22.96mm 式中——凹?？椎淖畲髮挾龋琺m，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/mm 0.5 1 2 3 >3 <50 0.30 0.35 0.42 0.50 0.60 4沖壓設備的選擇 4.1壓力機的選擇 由于以上算出,故可選取壓力機為開式雙柱可傾壓力機，J23—16。 其參數(shù)如表4.1所示： 表4.1 開式雙柱可傾壓力機的主要參數(shù) 標稱壓力 /kN 160 滑塊行程/mm 55 滑塊行程次數(shù)/min 120 最大封閉高度/mm 220 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm 45 滑塊中心至床身距離/mm 160 工作臺尺寸/mm 左右/mm 450 前后/mm 300 工作臺孔尺寸/mm 左右/mm 240 前后/mm 160 直徑/mm 210 立柱間距離/mm 220 模柄孔尺寸（直徑深度）/mm 墊板尺寸/mm 40 床身最大可傾斜角度/（°） 35 5模具的結構件設計 5.1模架 模架包括上模座、下模座、導柱和導套。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準，并有商品模架 出售。在這里我們選取滑動導向型后側導柱式標準模架，方便進料，可以從左、 右、前三個方向進料。 (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 H S R D L B 160 125 40 170 170 85 150 38 80 38 (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 H S R D h L B 160 125 50 170 170 85 150 38 80 25 30 5.2操作方式選擇 采用手工操作方式 5.3材料送進和定位方式選擇 (1) 材料送進方式選擇 采用手工送進方式，從模具前方將材料送進。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,送進方向在凸模的頂部設有兩個限 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導向裝置的選擇 選用滑動導柱、導套。 5.6導套結構尺寸 導套結構尺寸如下圖4.4所示： 圖5.1 導套的結構形式 主要參數(shù)如下表4.5所示： 表5.3 導套的主要參數(shù) 參數(shù) d D L H l 油槽數(shù) 數(shù)值 25 35 85 30 15mm 2 5.7導柱的結構尺寸 導柱結構形式如下圖5.2所示： 主要參數(shù)如下： d=25；L=170 圖5.2 導柱的結構形式 6模柄的選用 選用凸緣式模柄，其結構如下圖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 /mm h /mm d1 /mm D1 /mm d3 /mm d2 /mm h1 /mm 基本尺寸 /mm 極限偏差 /mm 基本尺寸 /mm 極限偏差/mm 40 85 78 18 13 62 11 18 11 7 模具的裝配 總裝時，首先應根據(jù)主要零件的相互依賴關系，以及裝配方便和易于保證 裝配精度要求來確定裝配基準件，例如復合模一般以凸凹模作為裝配基準件，級 進模以凹模作為裝配基準件；其次，應確定裝配順序，根據(jù)各個零件與裝配基準 件的依賴關系和遠近程度確定裝配順序。裝配結束后，要進行試沖，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裝配前的準備 7.1.1通讀設計圖樣，了解正裝式復合模的結構特點。 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； 打料機構工作可靠，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)查對認定模具零件已加工完成，可采用直接裝配方法。 結合模具結構特點，對凸凹模、凸模先進行分組裝配，再進行總裝配。選用以凸 凹模為基準件，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，檢查其相對固定板基準面的垂直 度認定合格后，磨平固定板支撐面和刃口面。 7.5裝配下模 將組裝好的凸?！潭ò搴拖聣|板，按照設計要求位置，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?！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。認定均勻后，在上模相應部位鉆、 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，檢查打料機構工作的可靠性。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.在設計指定的壓力機上， 裝配好的模具進行試沖。 試模時重點檢查打料機構和頂出機構的動作是否及時、可靠。每一次沖壓 后，上模隨壓力機上行到上死點時，條料和頂出的工件都應該出現(xiàn)在下模凹模工 作面上，以便及時清除。 裝配后應保證間隙均勻，落料凹模刃口面應高出沖孔凸模工作端面2mm. 8總結 本次設計是在校模具設計，也是畢業(yè)之前最后一次設計，各項要求都比較嚴格，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)上查閱了大量的關于沖壓模具的設計資料，這位我在后來的畢業(yè)設計實施過程中減去了不少麻煩。也更通過這次畢業(yè)設計我系統(tǒng)的翻閱了三年時間以來所學的專業(yè)知識，重現(xiàn)的學習和掌握，讓自己發(fā)現(xiàn)到更多的不足之處。 在這次的畢業(yè)設計中，我綜合了三年多來所學的所有專業(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，也加強了在大學階段所學專業(yè)理論知識的鞏固。 在做這次課程設計的過程中，在設計和繪圖都遇到方面遇到了一些實際問題，經(jīng)過老師和同學的指導幫助，再加上自身不懈的努力，問題得到了及時解決。這次的設計使我對冷沖壓模具設計有了一定的認識，在模具設計過程中，不僅把大學所學到知識加深了，還學會了查閱有關書籍和資料，能夠把各科靈活的運用到設計中去。更是鍛煉了自己的查閱資料的能力。 這次的畢業(yè)設計不僅是對自己學習模具專業(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。設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)設計使我在溫習學過的知識的同時又學習了許多新知識，對一些原來一知半解的理論也有了進一步的的認識。特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課：如機械制圖、模具材料、公差配合與技術測量、沖壓模具設計與制造等有了更深刻的理解，使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設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)濟性，加工工藝的合理 在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經(jīng)驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。 通過對彎板件復合模的設計，我對沖裁模、彎曲模有了更為深刻的認識，特別是這種沖孔落料模具的設計。彎曲模的主要零件的加工一般比較復雜，多采用線切割進行加工，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行調(diào)整。在模具的設計過程中也遇到了一些難以處理的問題，雖然設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、卸件機構選用、工作零件距離的調(diào)整，都可以進行進一步的完善，使生產(chǎn)效率提高。 歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設計即將結束，敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教各位老師有關模具方面的問題，并且和同學的探討，模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質的飛躍。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學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。 在這次設計過程中得到了老師以及許多同學的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導老師于智宏老師在這一段時間給予無私的幫助和指導，并向他們致于深深的敬意，對關心和指導過我各位老師表示衷心的感謝! 參考文獻 [1] 劉建超，張寶忠主編.沖壓模具設計與制造.北京：高等出版社，2004.6 [2] 中國模具設計大典編委員會.中國模具設計大典3.南昌：江西科學出版社，2003.1 [3] 任嘉卉主編.公差與配合手冊. 北京：機械出版社，2000.4 [4] 馮炳光主編.模具設計與制造簡明手冊.上海：上海科學技術出版社，1998.5 [5] 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