【正文】 課題的意義和研究的必要性本次畢業(yè)設計所選課題為夾線卡沖壓工藝與沖裁復合模、彎曲模設計及三維造型。模具作為主要的成形工具，已成為一種重要的加工裝備。20 世紀 80 年代以來，日本、美國、德國等工業(yè)發(fā)達國家，模具工業(yè)的產值超過機床工業(yè)的產值。模具制造要求越來越高，制造工藝越來越復雜。盡管模具材料品種繁多，但是模具鋼在模具制造業(yè)中使用最多，是模具工業(yè)最重要的技術和物質基礎。例如：屬于高新技術領域的集成電路的設計與制造，不能沒有做引線框架的精密級進沖模和精密的集成電路塑封模；計算機的機殼、接插件和許多元器件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具；數字化電子產品(包括通訊產品)的發(fā)展，沒有精密模具也不行。有些生產高精度模具的企業(yè)，已經被命名為“高新技術企業(yè)”。模具的開發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數控精密高效加工設備。1998 年 11 月召開的中央經濟工作會議，首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開發(fā)力度，推進關鍵設備的國產化?！　〉谒?，模具工業(yè)地位之重要，還在于國民經濟的五大支柱產業(yè)——機械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應。生產建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具。國務院與 1989 年 3 月頒布的《關于當前國家產業(yè)政策要點的決定》中，就把模具技術的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務。 近年來，我國模具技術的進步主要表現在： 1）研究開發(fā)了幾十種模具新鋼種及硬質合金、鋼結硬質合金等新材料，并采用了一些熱處理新工藝，使模具使用壽命得到延長。 5）模具計算機輔助設計和輔助制造（模具 CAD/CAM）已在國內數十個單位得到開發(fā)應用。 4）模具壽命短，新材料使用量不到 10%。 3）大力開發(fā)和推廣應用模具 CAD/CAM 技術，提高模具制造過程和自動化程度。適合沖裁。由此，通過普通沖裁可以達到零件的精度要求。例如，為了達到高質量、高效率和自動化或機械化進出件；中小批量生產時應采用通用壓力機、較簡單的模具和手工或機械化進出件；為了降低成本；在小批量生產時，多采用簡易模具或組合模具、通用模具。方案三：先采用沖孔落料級進模，然后彎曲，由兩套模具完成。單工序模特點： （1）沖裁精度低（2）沖壓生產率低，壓力機一次行程只能完成一個工序（3）較易實現操作機械化、自動化，尤其適合多工位壓力機上實現自動化（4）生產通用性好，適合中、小批量生產（5）結構簡單、制造周期短、價格低復合模特點：（1）沖壓精度較高（2）沖壓生產率較高，壓力機一次行程可以完成至少兩個工序（3）較難實現機械化、自動化，制品和廢物料排除較復雜，可實現部分機械化（4）生產通用性差，適合于大批量生產（5）模具結構復雜、價格較高 畢 業(yè) (設 計) 論 文 用 紙7級進模特點：（1）沖壓精度一般（2）沖壓生產率高，壓力機在一次行程里能完成多個工序（3）易于實現機械化、自動化，尤其適合單機上的自動化（4）生產通用性較差，適合于中、小零件的大批量生產（5）價格低于復合模通過以上特點比較，再結合現實條件，該工件最適合用復合模生產，復合模又分倒裝和正裝復合模。3 廢料不會在凸凹?？變确e聚，每次由打棒打出，可減少孔內廢料的漲力，有利于凸凹模減少最小壁厚。該零件材料為 Q235，板厚為 ，不屬軟、薄材料，且倒裝復合模的廢料可直接從壓力機臺面漏下，沖裁件由推件裝置從模上推下，比較容易取出，操作安全方便，生產效率高，故采用倒裝復合模，并采用后側導柱導套導向，彈性卸料。常用的排樣方式有直排、斜排、對排。?為設備安全起見，常取 倍左右的安全系數 F=?材料為 Q235，由文獻 查出抗剪強度 =304~373Mpa。因為在本次設計中，沖裁件為一個形狀對稱的中間有圓孔矩形，所以它的壓力中心在圓心處。 壓力機規(guī)格的選擇：壓力機規(guī)格的選擇主要依據沖壓件尺寸、變形力大小及模具尺寸等，初選壓力機規(guī)格時主要選擇壓力機的公稱壓力、行程次數等參數，閉合高度要在模具零件設計完成后，進行必要的校核再確定具體尺寸。將連桿調到最長時，閉合高度最小，稱為最小閉合高度。所以所選的壓力機符合工作要求。偏差值可能是正的，也可能是負的。它對沖裁力的影響就是隨著間隙的增大，材料所受的拉應力增大，材料容易斷裂分離，因此沖裁力減小。但間隙繼續(xù)增大，因為毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力迅速增大?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產中通常只選擇一個適當的范圍作為合理間隙，只要 畢 業(yè) (設 計) 論 文 用 紙14間隙在這個范圍內，就可沖出良好的制件，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙Zmin ，最大值稱為最大合理間隙 Zmax 。電子、電器行業(yè)對制件斷面質量和尺寸精度要求較高，一般選用較小間隙值。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。以保證凸模磨損至一定尺寸范圍內，也能沖出合格制件。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。根據課題的要求，模具為一沖一件。（三）卸料、出件方式的選擇因為沖壓件料厚為 t=，相對比較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。（五）沖裁模主要零件的設計計算 畢 業(yè) (設 計) 論 文 用 紙171．凹模設計在設計凹模時一般按經驗公式計算。本設計中凸模的長度計算式為：L= =12+16=28mm12H?凸模固定板厚度，mm；1H凹模厚度，mm；2凸模的強度校核：壓應力校核，對于圓形凸模： ??0min4atd???式中 凸模沖裁刃口部分的最小直徑， mm；mind t材料厚度，mm；材料的抗剪強度，Mpa ；0?凸模材料的許用壓應力，Mpa；，取 =1500Mpa??a? ??a?d=?該凸模符合強度要求，其結構如下圖所示： 畢 業(yè) (設 計) 論 文 用 紙19 圖 32 3．凸模固定板的設計凸模固定板就是用于凸模的固定安裝板，是用來固定凸模的，它有幾個作用，一是固定凸模保證其能垂直于模具的平面，保證在工作時能夠垂直的用于沖壓、沖孔、沖裁、落料。一般情況下凸模固定板的外形尺寸與凹模（或凹模固定板）或卸料板的尺寸相同。固定卸料板與凸模的間隙一般為~，沖裁的料厚一般大于 。由于沖裁件料厚為 ，故采用彈壓卸料板。刃口尺寸如上面計算。凸凹模結構如下所示：圖 356．彈性元件的設計（1）所選橡膠必須滿足壓力的要求，即 148yXFN??式中 —橡膠在預壓縮狀態(tài)時的預壓力，N；yF —卸料力，N。（4）橡膠的計算及選用步驟① 確定橡膠的自由高度 0H0(~4)()????， ，實取 ，?10xhm5x?則 mm，實取 mm。④ 校核橡膠彈簧的自由高度 。?7．卸料螺釘的選取由模具的設計布局，考慮到工作平面比較小，則根據 選取四枚M860 的開槽圓柱頭卸料螺釘，每個卸料螺釘所承受的力為，由資料 查得此種卸料螺釘的許用載荷為 5700N，?[9]卸料螺釘的強度滿足工作的要求。根據裝配所需選取內六角螺釘 M860mm 上模四枚，M8 45mm 下模四枚，圓柱銷 Ф655mm 上模兩枚，Ф650mm 下模兩枚，材料均為 45 鋼。其中一個擋料銷用來保證條料的送進步距，其裝置位于凹?？籽厮土戏较虻闹行木€上，另外兩個用于條料側面的定位,也叫做導料銷。根據凹模周界結合設計需要，選用標準模架 LxB=200x100(mmxmm)因沖壓件精度要求不高，故選用后側導柱模架，根據計算結果，查 ，得，模架的規(guī)格如下：上模座： 20225sLxBHx?下模座： 4模柄選用：根據所選壓力機的型號再參照資料 —81 選用 A30 50 JB/23[9] ?25 型壓入式的模柄。 即為：A25h5x180（六）模具的閉合高度計算H=上模座厚度+ 上墊板厚度+凸模固定板厚度+凹模厚度+卸料板厚度+ 橡膠高度+凸凹模固定板厚度+ 下墊板厚度 +下模座厚度=35+20+12+16+16+31+12+8+40 =190mm壓力機工作臺沒加墊塊時 190mmH245mm,在工作臺上加一個厚度為 30mm的墊塊，則190mm30mm H245mm30mm即 160mmH215mmH=190mm 在 160mmH215mm 的范圍內，滿足裝模條件。自由彎曲和校正彎曲的區(qū)別校正彎曲是在自由彎曲的基礎上繼續(xù)施加壓力，進一步彎曲。（五）彎曲變形時的應力應變狀態(tài)彎曲變形時的應力應變狀態(tài)如下表所示： 表 41（六）最小相對彎曲半徑 rmin/t最小相對彎曲半徑概念 最小彎曲半徑：在保證彎曲變形區(qū)材料外表面不發(fā)生破壞的條件下，彎曲件內表面所能形成的最小圓角半徑。② 清除沖裁毛刺。（七）彎裂 當外緣材料的伸長率達到并超過材料的延伸率厚，就會導致彎裂。2）相對彎曲半徑：相對彎曲半徑越大回彈值越大。 圖 44（九）彎曲件的工序安排原則 1．對于形狀簡單的彎曲件，可以采用一次彎曲成形； 畢 業(yè) (設 計) 論 文 用 紙31 2．對于批量大而尺寸較小的彎曲件，應盡可能采用連續(xù)模和復合模；3．需多次彎曲時，彎曲 次序一般是先彎兩端，后彎中間部分； 4．對稱彎曲原則：當彎曲件形狀不對稱時，應盡量采用成對彎曲；二、彎曲模設計（一）沖裁彎曲件的工藝分析彎曲件零件圖如下所示： 圖 45生產批量：大批量材料：Q235：材料厚度：該彎曲件名為夾線卡，材料 Q235，為軟材料，采用復合模沖壓成形，其需要經過三道工序完成。（二）彎曲件坯料展開尺寸的計算毛坯展開尺寸已經在前面計算出 ，L= 。 t彎曲件的厚度，mm。b?b?k安全系數，一般取 ；頂件力： ??壓力機的選用總原則：壓力機的公稱壓力必須大于彎曲時的所有工藝力之和。防止毛坯滑移。當彎曲件的相對彎曲半徑 r/t 較小時，去凸模圓角半徑等于或略小于工件內側圓角半徑 r，但不能小于材料所允許的最小彎曲半徑 ，有前面所述，該工件的minr相對彎曲半徑等于最小相對彎曲半徑，故凸模的圓角半徑等于工件內側圓角半徑。凸、凹模的常用材料及熱處理要求選取 Cr12 為凸凹、模的材料，熱處理硬度 HRC5862；（六）模具零件的設計 畢 業(yè) (設 計) 論 文 用 紙35座架分為兩部分，一部分是坡形的，作為成形滑塊的導軌，使成形滑塊在上面滑動擠壓工件成形，另一部分是直壁矩形腔，用于托板托住彎曲件上下滑動，其結構如下圖所示： 圖 46底座設計為臺階形，兩端可通過螺釘固定在設備上，由于底座上面放的是座架，所以其表面粗糙度精度等級要高，保證座架放置平穩(wěn)，從而保證彎曲件成形質量， 畢 業(yè) (設 計) 論 文 用 紙36其結構如下所示： 圖 47工件初始是 畢 業(yè) (設 計) 論 文 用 紙37放在壓板上面的，通過定位板定位，凸模將工件壓平于壓板上表面，所以壓板粗糙度要求也很高，另外，壓板上下表面也有平行度要求，其結構如下圖所示： 圖 48由模具的設計布局，考慮到工作平面比較小，則根據 選取四枚M545 的開槽圓柱頭卸料螺釘，每個卸料螺釘所承受的力為，由資料 查得此種卸料螺釘的許用載荷為 5700N，所以卸0139862FNn?[10]料螺釘的強度滿足工作的要求。根據裝配所需選取選取 6 枚圓柱銷 Ф535mm 上模 2 枚，下模 4 枚)，1 枚定位銷 Ф38mm。，U 形件向下運動，同時在壓柱的作用下，成形滑塊在座架的坡形軌道上滑行剛好和 U 形件接觸。②在彎曲時，應使坯料的沖裁斷裂處于彎曲件的內側。②彎曲過程中應盡量采用內孔定位，使毛坯無法移動。第五章 工藝文件 畢 業(yè) (設 計) 論 文 用 紙41一、沖壓零件機械加工工藝過程卡（見附表一）二、沖壓工藝卡（見附表二）三、沖壓模具工序裝配卡（見附表三）模具名稱沖孔落料復合模 共 3 頁武漢工業(yè)學院 模具零件機械加工工藝 過程卡 零件名稱凸模 第 1 頁名稱冷作模具鋼毛坯種類毛坯尺寸 零件質量 件數材料牌號 Cr12鍛件 123xm?1更改內容序號工序名稱工序內容加工車間 設備名稱工藝裝備工時定額1 備料鍛件（退火狀態(tài)） 153xm?備料車間 鋸床2 鍛造 鍛打保證毛坯尺寸 2鍛造車 間 鍛壓機3 退火 將毛坯進行退火處理 熱處理車間SX410箱式電爐4 車削 車端面；鉆中心孔；車外圓 模具車 間 車床5 精車 精車外部輪廓尺寸至圖紙給 模具車 車床 畢 業(yè) (