【正文】 第 1 頁 畢業(yè)設(shè)計專用紙 目錄 第一章 工件的分析 …………………………………………………………… 1 工件的用途 …………………………………………………………………… 1 沖裁的工序 …………………………………………………………………… 2 彎曲部位 ……………………………………………………………………… 2 沖壓件的精度 ………………………………………………………………… 4 沖壓件尺寸標(biāo)注 ……………………………………………………………… 5 經(jīng)濟(jì)分析 ………………………………………………………………… …… 6 材料的分析 …………………………………………………………………… 6 第 二 章 沖 壓 模 具 選 型 ???? … … … … … … … … … … … … 8 模具的介紹 ………………………………………………………… 8 連 續(xù) 模 ? ? ? ? ? ? ? ? ? … … … … … … … … … … … … … 9 第三章 工件圖的確定排樣圖 ………………………………………… 13 第四章 主要計算與加工工藝設(shè)計 ……………………………………… 16 沖裁間隙 …………………………………………………………………… 16 沖裁模刃口尺寸計 算 ………………………………………………………… 16 沖壓力的計算 ……………………………………………………………… 21 彎曲力的計算 ……………………………………………………………… 22 壓凸力的計算 ……………………………………………………………… 25 第五章 主要零件的確定 ………………………………………………… 26 工件零件和定位零件，緊固零件 ………………………………………… 26 上模座 ………………………………………………… …………………… 36 下模座 ……………………………………………………………………… 36 矩形模板 …………………………………………………………………… 37 壓入式模柄 ………………………………………………………………… 37 浮動模柄 …………………………………………………………………… 38 錐面壓圈 …………………………………………………………………… 39 凸球面墊塊 ………………………………………………………………… 39 導(dǎo)正銷 ……………………………………………………………………… 39 側(cè)刃 ………………………………………………………………………… 40 浮頂削 ……………………………………………………………………… 40 擋料削 ……………………………………………………………………… 40 導(dǎo)料板 ……………………………………………………………………… 40 第 2 頁 畢業(yè)設(shè)計專用紙 卸料板 …………………………………………………………………… 41 導(dǎo)套 ……………………… ……………………………………………… 41 保持圈 ……………………………………………………………………… 41 沖模導(dǎo)向裝置 ……………………………………………………………… 41 開式壓力機(jī)基本參數(shù) ……………………………………………………… 42 凸模固定板 ………………………………………………………………… 43 圓柱螺旋壓縮彈簧 ………………………………………………………… 43 定位削 ………………………………………………………………… …… 44 內(nèi)六角螺釘 ………………………………………………………………… 45 第六章 機(jī)械加工工藝工程 …………………………………………… 47 第七章 數(shù)控編程 …………………………………………………………… 50 第八章 裝配原理圖 …………………………………………………… 51 主視圖 ……………………………………………………………………… 51 俯視圖 ……………………………………………………………………… 52 側(cè)視圖 ……………… ……………………………………………………… 53 級進(jìn)模模具設(shè)計 第一章 工件的分析 .1 工件的用途 第 3 頁 畢業(yè)設(shè)計專用紙 此工件是微型電動機(jī)、電器元件里的一個關(guān)鍵零件，在電器行業(yè)中作為一種連接件使用相當(dāng)普遍，主要用在電動競技玩具、 CPU風(fēng)扇電機(jī)、錄音機(jī)機(jī)芯等機(jī)電傳動和微機(jī)控制中，承受的扭力和轉(zhuǎn)矩大，是磨損最快的部位，成形質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響電器元件的質(zhì)量，其引腳部位與電機(jī)轉(zhuǎn)軸接觸是否良好將嚴(yán)重影響整臺設(shè)備的正常運(yùn)行。 該工件由圓弧與直線對稱組成，尺寸精度要求較高。如果尺寸滿足不了產(chǎn)品設(shè)計要求，將對產(chǎn)品整個傳動機(jī)構(gòu)造成 嚴(yán)重影響可能使傳動機(jī)構(gòu)接觸不良，不能正常工作。其次本身的形狀較為復(fù)雜，多種不同性質(zhì)的沖壓工藝為一身，因此形成具有一定難度。其厚度很薄，體積小，全長只有 15mm。將外形視為沖孔，則其他需要沖的孔有 4 個，其中兩個 ? 的球形盲孔因材質(zhì)薄可在沖 U形槽時直接用球頭凸模局部脹形將板料拉伸成凸起或凹進(jìn)形狀，起伏成形（又名壓肋、壓凸包、球包成形 ）。 要求沖裁件形狀盡可能簡單、對稱、避免復(fù)雜形狀的曲線，并在許可情況下，把沖裁件設(shè)計成少、無廢料排樣的形狀以減少 廢料。由上圖可知，總長 4mm的矩形孔兩端用圓弧連接，有利于模具加工。若工件的轉(zhuǎn)角處 R 小于 或以尖角過渡時，不僅會使凹模熱處理時發(fā)生淬裂，而且沖壓時，在凸凹模尖角處也容易磨損，影響沖裁件的加工精度。該產(chǎn)品樣圖各直線或曲線連接處已盡量避免銳角和尖角，采用很多 45176。倒角，若采用鑲拼?？刹挥脠A角相連以免除其后附加工序，滿足圖紙要求并節(jié)省材料。為利于模具制造，提高模具壽命，在沖裁件未標(biāo)注倒角的四周，線段夾角a=90176。時落料模最小圓角半徑取 ，沖孔模最小圓角半徑取 ； a=90176。 時落料模最小圓角半徑取 ，沖孔模最小圓角半徑取 。 另外，沖裁件的孔徑因受沖孔凸模強(qiáng)度和剛度的限制，不宜太小，否則，容易折斷或壓彎，沖孔的最小尺寸取決于沖壓材料的力學(xué)性能，凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)。如果采用帶保護(hù)套的凸模，穩(wěn)定性高，凸模不易折斷，最小沖孔尺寸可以減小。由表 1 及參考資料《沖壓工藝與模具設(shè)計》表 21 219 知 d=1≥ 179。 ， b=≥ 179。 ，因此孔能用無保護(hù)套的凸模沖出。 第 4 頁 畢業(yè)設(shè)計專用紙 沖孔件上孔與孔、孔與邊緣之間的距離不能過小，以避免工件變形、模壁過薄或因材料易被拉入凹 模而影響模具壽命。由《沖壓工藝與模具設(shè)計》表 220 最小圓孔間距為 =179。 ＜ (2－ )/2,方孔為 =179。 ＜ ,所以孔的結(jié)構(gòu)是合理的。 3. 彎曲部位 1）彎曲的圓角半徑 材料產(chǎn)生塑性變形才能形成所須的形狀，為了實現(xiàn)彎曲件的形狀，彎曲圓角半徑最大值是沒有限制的。例如，可以將 ? 300mm 的圓桶，只需計算或試驗出其回彈量，就可制出所需的形狀。 板料彎曲的最小半徑是有限制的，如果彎曲半徑過小，彎 曲時外層材料拉伸變形量過大，而使拉應(yīng)力達(dá)到或超過抗拉強(qiáng)度 b? , 則板料外層將出現(xiàn)斷裂，至使工件報廢。因此，板料彎曲存在一個最小圓角半徑允許值，板料彎曲圓角半徑不應(yīng)小于此值。最小彎曲半徑值可按下表 2 選用。 當(dāng)彎曲件有特殊要求，其圓角半徑必須小于最小彎曲圓角半徑時，可設(shè)法提高材料的塑性，例如將材料退火或再加熱狀態(tài)下彎曲。在沖壓工藝安排和模具設(shè)計上也可采取一些方法，如厚板彎曲時要求半徑小，可采用預(yù)先開槽或壓槽的方法，使彎曲部位的板料變薄，能防止彎曲部位開裂，如《沖模 設(shè)計應(yīng)用實例》圖 34 所示。 第 5 頁 畢業(yè)設(shè)計專用紙 2）板料的纖維方向與彎曲線夾角 表 1 列出了彎曲線與纖維線之間的角度關(guān)系。用于冷沖壓的材料大都屬于軋制板材，軋制的板材在彎曲時各方向的性能是有差別的，纖維紋的方向就是軋制的方向。對于卷料或長的板料，纖維線與長邊方向平行。作為彎曲用的板料，材料沿纖維方向塑性姣好，所以 彎曲線最好與纖維線垂直 。這樣，彎曲時不易開裂，如圖 35 所示。 如果在同一零件上具有不同方向的彎曲，在考慮彎曲件排樣經(jīng)濟(jì)性的同時，應(yīng)盡可能使彎曲件與纖維方向夾角 ? 不小于 30186。，如圖 36 所示。 3）最小彎曲高度 在進(jìn)行直角彎曲時，如果彎曲的直立部分過小，將產(chǎn)生不規(guī)則變形，或稱為穩(wěn)定性不好，如圖 37b 所示。為了避免這種情況，應(yīng)當(dāng)如圖 37a 所示，使直立部分的高度H。當(dāng) H 時，則應(yīng)在彎曲部位加工出槽，使之便于彎曲，或者加大此處的彎邊高度 H，在彎曲后再截去加高的部分。 4）工藝孔、槽及缺口 在一些彎曲工件的工藝設(shè)計中，為了防止材料在彎曲出受力不均勻而產(chǎn)生裂紋、角部畸變等缺陷，應(yīng)預(yù)先在工件上設(shè)置彎曲工藝所要求的孔、槽或缺口，即所謂工藝孔、工藝槽或工藝缺口。如圖 38a 所示，壓彎后難以形成理想的直角，甚至將產(chǎn)生裂紋或使支架在 H 處變寬，若如圖所示在該處彎曲前加工出 M? N 的缺口，則能得到較好的彎曲成形。圖 38b 所示為在彎曲處 K 預(yù)沖工藝孔可以防止偏移，得到正確的形狀和尺寸。 對于需經(jīng)過多次彎曲才能成形的工件，如圖 38c 所示，可以在圖中 D 位置增加定位工藝孔，作為壓彎工序的定位基準(zhǔn)，這樣雖然經(jīng)過多次彎曲工序，仍能保證其對稱性和尺寸要求。 為防止毛坯的偏移，在設(shè)計模具時應(yīng)該考慮增加壓料板、定位銷等定位元件。 引腳處可以以 ? 的球形凹包為定位工藝孔來保證左、右引腳形狀與尺寸的對稱性要求。因為直立部分寬度為（ ） /2=＞ 179。 不需開工藝槽，且 45176。的倒角也有利于底側(cè)邊作 75176。 /2 彎曲時的穩(wěn)定性。 5）孔與彎曲處的最小距離 工件在彎曲線附近有預(yù)先沖處的孔，在彎曲后由于彎曲時材料的流動，會使原有的孔變形。為了避免這種情況，必須使這些孔分布在變形區(qū)外的部位。如圖 39所示，設(shè)孔的邊緣至彎曲半徑 R 中心的距離為 L，則應(yīng)滿足下列關(guān)系： 當(dāng) t2mm 時， L? t。 當(dāng) t2mm 時， L? t。 該工件 t=＜＜ 2mm，盲孔到彎曲半徑中心的距離為 － ＞ ，彎曲后不會使原有的盲孔變形，滿足工藝要求 工件不能滿足上述要求時，可采用《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》圖 310 所示的方法，以保證孔的正確性。 第 6 頁 畢業(yè)設(shè)計專用紙 6）沖裁毛刺與彎曲方向 彎曲件的毛坯往往是經(jīng)沖裁落料而成的。其沖裁的斷面以面是光滑的，另一面是有刺的。彎曲件 應(yīng)盡量使有毛刺的一面作為彎曲件的內(nèi)側(cè)，如圖 311a所示，當(dāng)彎曲方向必須將毛刺面置于外側(cè)時，應(yīng)盡量加大彎曲半徑，如圖 311b 所示。 參考《沖模設(shè)計手冊》圖 422，由《沖模設(shè)計應(yīng)用實例》表 32 中性層位置因數(shù) K與 R/t 比值的關(guān)系 105176。處折彎處 垂直于纖維方向 R=1t=， K=。對 V 形件，由表 34V 形彎曲回彈值，根據(jù)力學(xué)性能以 30CrMnSiA近似計算。彎曲角度為 105176。時，回彈角度為 1176。30′ 75176。處折邊處 平行于纖維方向 R=3t=， K= 對兩個管腳的 U 形件，參照《 沖模設(shè)計手冊》圖 413 鈍角 U 形彎曲模的尺寸差， R= 與折邊的圓角過渡可以有效的防止拉裂和截面畸變。為防翹曲可以采用帶側(cè)板的彎曲模，阻止材料沿彎曲線側(cè)向流動。 沖壓加工與任何機(jī)械加工一樣，也有其自身的加工精度范圍。在實際生產(chǎn)中，由于影響加工精度的因素太多，因此對沖壓件的精度要求不宜太高。若精度要求過高勢必給工藝設(shè)計，模具設(shè)計和制造都帶來困難，有時則需增加整形，整修等沖壓工序，甚至機(jī)加工等工序才能達(dá)到工件的要求。 對沖壓件進(jìn)行設(shè)計要根據(jù)其功用和要求標(biāo)注尺寸公差、形位公差等質(zhì)量指標(biāo)；在對沖 壓件進(jìn)行工藝過程設(shè)計時，必須考慮這些質(zhì)量指標(biāo)。 沖壓件的精度主要從其尺寸精度，沖截斷面粗糙度，毛刺高度三個方面的指標(biāo)來衡量，在不影響沖壓件使用要求的前提下，應(yīng)采用經(jīng)濟(jì)級尺寸精度，以便簡化模具結(jié)構(gòu)，方便模具制造與維修，從而降低生產(chǎn)成本。 錫青銅帶的厚度偏差由《沖模設(shè)計手冊》表 D19,厚度＞ ~ 時普通級偏差為177。 ,基本尺寸為 2 的寬邊 ,公差為 =20um,查《機(jī)械設(shè)計手冊178。軟件版 》精度高于 IT8,為精密級要求 錫青銅線的抗拉極限強(qiáng)度據(jù) GB/T 直徑 (mm)=＞ ～ b=550 ,精度很高的異形件 ,級進(jìn)沖裁可達(dá)到 IT5~8 級精度，可以滿足上述要求 圓球凹進(jìn)部位尺寸 ? 在材料厚度 ＜ 1，零件尺寸介于 10~50 之間時偏差在 IT10 級以上。對于普通沖裁件，其經(jīng)濟(jì)精度不高于 IT11級，沖孔件比落料件高一級，如果工件精度高于上述要求，則需要在沖裁后整修或采用精密沖裁 錫青銅帶的長度 177。 ,基本尺寸大于 10 至 18mm,IT10 級精度 .折彎部位處 177。 為 IT10級 , 其它尺寸精度均未作要求，可采用普通經(jīng)濟(jì)沖裁。對于沖壓件中未注公差的尺寸，可有兩種方法確定其公差等級：按國標(biāo)（ GB） IT12～ IT