【正文】 各方案 12 操作方式選擇 12 定位方式的選擇 12 導向方式的選擇 14 排樣方式的確定及其計算 17 總的工作力的計算 18 壓力設備的初步確定 19 沖裁凸凹模刃口尺寸及公差 28 凸模的長度 29 凹模的結構設計 35 卸料板的結構設計 以沖壓產品為龍頭，以模具為中心，結合現(xiàn)代先進技術的應用，在產品的巨大市場需求刺激和推動下，沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產各種 板料零件，具有很大獨特的優(yōu)勢。級進沖模是實現(xiàn)自動化、半自動化生產，確保沖壓加工質量穩(wěn)定的一種模具結構形式。為了能夠更好的掌握相關知識及培養(yǎng)創(chuàng)新思維，現(xiàn)通過該設計來加以鍛煉和提高。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素 ，只有它們相互結合才能得出沖壓件。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產品。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當?shù)拇?，少則 60%以上，多遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 3 則 90%以上。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 復合沖壓 ——在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。通常按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。 范思民：側彎件模具設計 4 沖壓技術的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產的迅速發(fā)展，許多新技術、新工藝、新設備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進了沖壓技術的不斷革新和發(fā)展 ]4[ 。特別是隨著計算機技術的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內外已開始應用塑性成形過程的計算機模擬技術，即利用有限元（ FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結果，設計人員可預測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質量問題，并通過在計算機上選擇修改相關參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設計。其中，精密沖裁是提高沖裁件質量的有效方法，它擴大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達 25mm，精度可達 IT16~17 級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に?，能加工出用普通加工方 法難以加工的材料和復雜形狀的零件，在特定生產條件下具有明顯的經(jīng)濟效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點成形工序是用高度可調的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行板料曲面成形的一種先進技術，我國已自主設計制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備，解決了多點壓機成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了 材料的成形極限，同時利用反復成形技術可消除材料內殘余應力，實現(xiàn)無回彈成形。目前， 50 個工位以上的級進模進距精度可達到 2 微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統(tǒng)制造技術滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術。精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設備和技術 。如清華大學開發(fā)研制的 ―MRPMSⅡ 型多功能快速原型制造系統(tǒng) ‖是我國自主知識產權的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造SSM 和熔融擠壓成形 MEM）的系統(tǒng)，它基于 ―模塊化技術集成 ‖之概念而設計和制造，具有較好的價格性能比。如在數(shù)控四邊折彎機中送入板料毛坯后，在計算 機程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產率；在高速自動壓力機上沖壓電機定轉子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉子鐵芯，生產效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率高達 97%；公稱壓力為 250KN 的高速壓力機的滑塊行程次數(shù)已達 2021 次 /min 以上。其中，無需設計專用模具、性能先進的轉塔數(shù)控多工位壓力機、激光切割和成形機、 CNC 萬能折彎機等新設備已投入使用。 （ 4）沖壓標準化及專業(yè)化生產方面： 模具的標準化及專業(yè)化生產，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產品的沖裁?；驈澢＃@樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。簡單模是在模具上只有一個加工工位，而且在沖床的一次行程中只完成一類沖壓加工工藝。不必集中在一個工位，不存在復合模中的 ―最小壁厚 ‖問題。因為級進沖模是將工件的內、外形逐次沖出的，每次沖壓都有定位誤差，較難穩(wěn)定保持工件內、外形相對位置的一次性。 零件結構分析 該零件外形不規(guī)則，整體為一叉形的彎曲件，有 4 處需彎曲，既有沖裁也有彎曲，所以應分別對其結構進行工藝分析并綜合考慮。此零件圓角半徑 R=2=，均滿足彎曲時的工藝性要求 ]7[ 。年產量： 100 萬件／年，屬于大批量生產。此零件精度要求較高，工位多，生產批量大。 方案 2：落料 —沖裁 —然后再完成兩次 U 彎曲和兩次向下彎曲，采用復合模生產。方案三，也只需一副模具， 操作方便，工件的精度也能滿足要求。 定位方式的選擇 工序件的定位分縱向和橫向，因為該模具采用的是條料，無側壓裝置。 范思民：側彎件模具設計 14 5 模具工藝與設計計算 排樣方式的確定及其計算 設計級進模，首先要設計條料的排樣圖。根據(jù)料厚 t=1mm，查劉建超所編的《沖壓模具設計與制造》 65P ，表 ，可知最小搭邊值分別為垂直 a=，水平 1a =，取 上 a =5mm， 下a =2mm，中間a = 這樣可節(jié)省點材料。 根據(jù)零件展開圖的尺寸可以計算出排樣圖的尺寸如下圖： 圖 52排樣圖尺寸 Layout diagram in figure 52 size 各工位的沖裁力計算如下： 范思民：側彎件模具設計 16 表 51 各沖裁力的計算 Table 51 the blanking force calculation 部位 L/mm F/n 部位 L/mm F/n 沖導正孔4mm? 沖切分離 D 區(qū) 50 19500 A 區(qū)側刃切除 52 20280 切舌沖裁 E 區(qū) B區(qū)異型沖裁 切斷沖裁 F 區(qū) 16 6240 B區(qū)異型沖裁 切斷沖裁 F 區(qū) 16 6240 C區(qū)異型沖裁 總計 由計算可知總的沖裁力為 。 （ 2）選擇壓力機的閉合高度與模具匹配。 查《沖壓工藝及模具設計手冊》得選用開式可傾臺壓力機，壓力機型號為 J23在壓力中心處的合力矩應該為零，如果計算 結果不為零，則移動坐標原點的位置，使最終的合力矩值為零。以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。 12345678yX0A BCDEFGHIJK范思民：側彎件模具設計 20 凸凹模刃口尺寸計算方法 由于沖模加工方法不同，沖裁刃口尺寸的計算方法也不同，基本上可分為兩類。 0m in )(Txdd T ????? AZdd TA ???? 0m in)( （ 3）孔心距 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。設計時，基準件的刃口尺寸及制造公差應詳細標注，而配作件上只標注公稱尺寸，不標注公差，但在圖紙上注明： ―凸（凹）模刃口按凹（凸）遼寧工程技術 大學畢業(yè)設計（論文） 21 模實際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值 minZ ‖。??C ??? d 沖孔 0??A ????? )( xAA p 按凸模尺寸配制，其雙面間隙為： maxmin zz ?? ??0B 0 )( ????? xBB p C ??0C ????? )(CC p 0??C ????? )(CC p 39。 m inm a ZZdp ?????? ?? ，滿足要求。屬沖孔件，選凸模為設計基準，只需計算沖孔凸模刃口尺寸及公差，凹模刃口尺寸由凸模實際尺寸按間隙要求配作，凸模刃口尺寸計算如下： 001 0 . 0 4(1 0 0 . 7 5 0 . . 3 6 ) 1 0 . 2 7a ???? ? ? ? 001 0 . 0 4( 5 . 7 4 0 . 7 5 0 . 0 . 3 ) 5 . 9 7b ???? ? ? ? )( ??? ????c 001 0 . 0 90 . 3 64( 8 0 . 7 5 0 . 3 6 ) 8 . 2 7d ???? ? ? ? 范思民：側彎件模具設計 26 所以與之配合的凹模尺寸為： ? ； .?? ； ? ? 彎曲凸凹模刃口尺寸及公差 圖 57 工位 5 上端 U 形彎 曲的尺寸 Figure 57 station 5 top ushaped bending of the size 此零件在彎曲 U 形時，尺寸是標注在內形上的，所以可根據(jù)前面凸、凹模計算方法時的計算公式計算該 U 形彎曲的凸、凹模尺寸及公差 168P ： 凸模尺寸為： 0 0 0m in 0 . 0 2 1( 0 .7 5 ) ( 2 7 .5 4 0 .7 5 0 .2 1 ) 2 7 .5 9TTALL ??? ? ?? ? ? ? ? ? ? 由于凸凹模配合加工，其單邊間隙 Z= t ct??? 系數(shù) c 可查得為 ? 為坯料厚度正偏差取 ，所以 Z 為 。凸模的固定方法有臺階固定、鉚接、螺釘和銷釘固定等 ]13[ 。 由于制件有多處彎曲，為便于凹模制造、調整和 保證凹模強度，對制件采取向上彎曲，彎曲凹模采用鑲拼結構。 圓形凸模其工作部分的尺寸由計算而得；與凸模固定板配合部分按過渡配合（ H7/h6）制造；利用臺階固定。常用Cr12WV、 Cr1 Cr12MoV等材料。粘接的方法有低熔點合金澆注法 、環(huán)氧樹脂澆注法等。應留有修磨的余量，并且模具在閉合狀態(tài)下，卸料板至凸模固定板間留有避免壓手的安全距離。 整個凹模采用 整體式結構，局部采用鑲塊結構。在這里取沖大孔的沖裁力、卸料力、推件力的總和