【正文】 ................ 32 ......................................................................................... 32 ......................................................................................... 33 ............................................................................................ 34 、凹模刃口尺寸的計(jì)算 ................................................................................... 35 ............................................................................................. 36 七、致 謝 .................................................................................................................... 40 八、參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 40 重慶理工大學(xué)論文 支撐連接板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) I 摘 要 模具是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。因此，從技術(shù)綜合方面對(duì) 單工序 模進(jìn)行研究是十分有意義的 。沖壓利用沖壓模具對(duì)板料進(jìn)行加工。用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制鋼板或鋼帶為坯料，且在生產(chǎn)中不需加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列的優(yōu)點(diǎn)，是其它加工方法所不能比擬的，使用模具已成為工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表等產(chǎn)品；有 60%左右的零件是用模具加工出來(lái)的；而自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱及電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品，有 90%左右的零件是用模具加工出來(lái)的。進(jìn)入 20世紀(jì) 70年代，不斷涌現(xiàn)出各種高效率、高精度、高壽命的多功能自動(dòng)模具。計(jì)算機(jī)輔助工藝（ CAE）和計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM）的發(fā)展趨勢(shì)是：繼續(xù)發(fā)展幾何圖形系統(tǒng)，以滿足復(fù)雜零件和模具的要求；在 CAD和 CAM 的基礎(chǔ)上建立生產(chǎn)集成系統(tǒng)（ CIMS）；開展塑性成形模擬技術(shù) CAE（包括物理模擬和數(shù)學(xué)模擬）的研究，以提高工藝分析和模具 CAD 的理論水平和實(shí)用性；開發(fā)智能數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)展專家系統(tǒng)和智能 CAD 等。目前，三維 CAD 技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)，縮短了新產(chǎn)重慶理工大學(xué)論文 支撐連接板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 2 品的開發(fā)周期和產(chǎn)品的更新期，使得開發(fā)的新產(chǎn)品達(dá)到“高質(zhì)量、低成本、上市快”的目標(biāo)成為可能。 ③掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本知識(shí)。 模具設(shè)計(jì)的基本作用 在現(xiàn)代化的大生產(chǎn)中，模具對(duì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)沖壓過(guò)程有著十分重要的意義。 同時(shí)模具作為中心議題，可以細(xì)分成模具設(shè)計(jì)、制造、材料、成本、精度、壽命、安裝、使用，以及標(biāo)準(zhǔn)化等各方面問(wèn)題。 確定坯料的尺寸、重量及備料方法等。一般來(lái)講，在滿足工件使用要求的條件 下，能以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來(lái)，就說(shuō)明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。 2 零件結(jié)構(gòu)：該沖裁件結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜，比較適合沖裁。 模具類型分為三種，分別是：?jiǎn)喂ば蚰?、?fù)合模和級(jí)進(jìn)模。 由于該工件需要大批量生產(chǎn)，并且材料厚度 t=5mm，采用復(fù)合膜不能保證模具的強(qiáng)度要求，并容易損壞模具，所以由沖壓工藝分析可知，該工件采用單工序生產(chǎn)，所以模具類型為單工序模。單工序模生產(chǎn)，需要 4 副模具。所以選擇方案 2。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用），與沖件的外形有很大關(guān)系。本工件可直接購(gòu)買 5mm 166mm2444mm 的板料。 搭邊數(shù)值取決于以下因素： （ 1）工件的尺寸和形狀。 （ 5）擋料裝置的形式（包括擋料銷、導(dǎo)料銷和定距側(cè)刃等的形式） 。選取的沖裁方式不同時(shí)，出件、卸料及排除廢料的形式也就不同。 由沖壓手冊(cè)查的 ? 值取 350MPa。 壓力機(jī)的主要參數(shù)為 公稱壓力： 1600KN； 重慶理工大學(xué)論文 支撐連接板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 10 滑塊行程： 160mm； 壓 力機(jī)工作臺(tái)面尺寸： 710mm1120mm（前后 左右）； 工作臺(tái)孔尺寸： 300mm530mm（前后 左右），臺(tái)孔直徑 ? 400mm； 滑塊模柄孔尺寸： ? 70mm80mm； 壓力機(jī)最大閉合高度： 450mm； 封閉高度調(diào)節(jié)量： 130mm。 x 值在 ~1 之間，與工件制造精度有關(guān)，或按下列關(guān)系?。? 工件精度 IT10 以上， x=1； 工件精度 IT11~IT13， x=； 工件精度 IT14， x=?？紤]到模具刃磨并參考標(biāo)準(zhǔn)矩形模板尺寸，對(duì)以上尺寸適當(dāng)放大、取整可確定凹模長(zhǎng)、寬、高尺寸為； 250mm220mm70mm。 重慶理工大學(xué)論文 支撐連接板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 12 圖 凹模圖 導(dǎo)料板與擋料銷的設(shè)計(jì) 導(dǎo)料板。倒料板長(zhǎng)度應(yīng)不小于凹模長(zhǎng)度。 卸料板的設(shè)計(jì) 卸料板厚度為 20?？纱_定凸模墊板的長(zhǎng)、寬、高尺寸為： 250mm220mm10mm。所以取凸模的長(zhǎng)度為 65mm即可。 因?yàn)閴毫C(jī)的最大閉合高度為 450mm，封閉高度調(diào)節(jié)量為 120，因此需要在模座下面加一成墊板才能滿足模具閉合高度。 導(dǎo)料板：螺釘 6M12100，銷釘 4? 10115mm。其分布也是按幾何中心對(duì)稱分布的。工件形狀如圖 所示 重慶理工大學(xué)論文 支撐連接板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 17 圖 沖孔工件圖 沖裁件材料性能 工件材料為 20 鋼，抗剪強(qiáng)度由上章落料模設(shè)計(jì)已確定為 ? =350MPa，具有良好的沖壓性能，滿足沖壓工藝要求。 重慶理工大學(xué)論文 支撐連接板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 18 方案二與方案一相比，模具精度高，使用壽命高長(zhǎng)，但模具制造復(fù)雜，沖裁時(shí)視線不好，且不適合單個(gè)毛坯的送料、沖裁。 工件沖孔模結(jié)構(gòu)形式的確定 操作方式選擇：采用手工送料（單個(gè)毛坯）操作方式。根據(jù)孔的尺寸計(jì)算沖裁力可按（ 31）式計(jì)算 沖壓力： F=? KLt = 350 5 =701296N 式 中 L—— 所有沖裁孔周長(zhǎng)， mm； t—— 材料厚度， mm； ?—— 材料抗剪強(qiáng)度， MPa； K—— 系數(shù)。 壓力機(jī)的選擇 所選壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力應(yīng)大于總沖壓力，查《沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 388頁(yè)，表 ，初步選擇型號(hào)為 JB23— 80 的開式壓力機(jī)。凸模制造偏差取負(fù)偏差，凹模取正偏差。 凹模的設(shè)計(jì) 根據(jù)材料的厚度為 5mm，選取凹模刃口高度為 13mm。其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 所示 重慶理工大學(xué)論文 支撐連接板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 21 圖 沖孔凹模 定位零件的設(shè)計(jì) 對(duì)單個(gè)毛坯的定位，采用定位板外緣定位，定位板的外輪廓尺寸根據(jù)凹模的外輪廓尺寸而定。 彈性卸料裝置的設(shè)計(jì) 同理，彈性卸料板的輪廓尺寸與凸模固定板的輪廓尺寸相同就行。 凸模的設(shè)計(jì) 由于不規(guī)則的那個(gè)圓的凸模按常規(guī)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)成階梯型，固定在凸模板上，它的加工工非常難，加工費(fèi)用也高，比利于模具的設(shè)計(jì)要求和工藝方案。查《最新模具應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》 ，選取材料為鑄鐵，滑動(dòng)導(dǎo)向，凹模周界為 L=250mm、 B=200mm，下模座厚度為 H=60，上模座厚度 H=50 的中間導(dǎo)柱模架。 螺釘、銷釘?shù)倪x取 根據(jù)模板厚度及輪廓尺寸，還有實(shí)際裝配情況的問(wèn)題可確定螺釘及銷釘?shù)膫€(gè)數(shù)、直徑及長(zhǎng)度。 根據(jù)具體的設(shè)計(jì)確定的零部件結(jié)構(gòu)和參數(shù)繪制模具裝 備圖，在繪制過(guò)程中要注意檢查各個(gè)零件的配合尺寸是否正確，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)重新修改零件圖。彎曲時(shí)材料塑性變形是從板料是上、下兩個(gè)表面開始，并隨著彎曲力的不斷增加，塑性變形去 從兩個(gè)便面逐漸向中間擴(kuò)展，使坯料彎成一定形狀，完成彎曲過(guò)程。 2) 彎曲變形區(qū)內(nèi)，在板料的外層（靠凹模一側(cè)）切向纖維受拉伸長(zhǎng)；在內(nèi)層（靠凸模一側(cè)）切向纖維受壓而縮短。 精度分析 一般彎曲件可達(dá)到 IT10 級(jí)，該零件未注尺寸公差按 IT10 級(jí)處理，因此，本工件可以采用彎曲工藝生產(chǎn)。 方案一的無(wú)導(dǎo)向單工序彎曲模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、質(zhì)量效應(yīng)、模具制造容易、成本低，它適合于精度要求不高的 V形工件的彎曲。 定位方式的選擇：此沖裁選擇定位板定位?；貜椫禐?0. 彎曲件的回彈 經(jīng)查表知， t=5mm，彎曲角 r=90，彎曲的回彈為 0。凸模的尺寸形狀如圖 所示 圖 彎曲凸 凹模圓角半徑 rd 根據(jù)公式 rd=（ 3~6） t=15~30mm，取凹模圓角半徑為 12mm。 當(dāng)料板 重慶理工大學(xué)論文 支撐連接板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 31 當(dāng)料板的基本尺寸為 180mm7mm。兩空的孔心距分 86mm。 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，質(zhì)量輕，模具制造容易，成本低，但沖裁在使用安裝時(shí)麻煩，需要調(diào)試間隙的均勻性，沖裁精度低且壽命短。 綜上所述，本沖裁采用方案三。 沖孔工藝參數(shù)計(jì)算 沖壓力的計(jì)算 計(jì)算沖裁力的目的是為了確定壓力機(jī)的額定壓力，因此要計(jì)算最大沖裁力。 卸料 力按式（ 32）計(jì)算： F1=K1F = 122850 =5528N 頂件力按式（ 33）計(jì)算： F2=K3F = 122850 =4914N 式中 K K3卸料力、頂件力系數(shù)，其值見《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》 31重慶理工大學(xué)論文 支撐連接板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 35 頁(yè)，表 23. 采用彈性卸料裝置的總沖裁力為： F0=F+F1+F2 =122850+5528+4914 =133292N 壓力中心選擇 本零件屬于規(guī)則圖形，壓力中心為幾何中心。凸模制造偏差取負(fù)偏差，凹模取正偏差。只是為了沖孔的完成，曾加了凹模墊板，已達(dá)到足夠的高度，讓工件完成沖孔。