【正文】 際的先進(jìn)水平，在機(jī)械制造 行 業(yè)他們更是領(lǐng)先著世界各國。 在國際上，日、美、法、德 等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，他們的模具行業(yè)也高速發(fā)展，他們具備各種先進(jìn)模具的開發(fā)能力。 在國內(nèi)，雖然行業(yè)起步相對于 歐美各國較晚，但發(fā)展的速度十分驚人。我們迎來黃金的發(fā)展時期，因為我們擁有國內(nèi)的廣闊市場。這種模具一般采用自動送料裝置，在檢測安全裝置的檢測中用高速壓力機(jī)實(shí)現(xiàn)高速無人沖壓生產(chǎn)。為此在“十一五”我國把復(fù)雜、高精密、大型多工位級進(jìn)模作為我國重點(diǎn)發(fā)展項目，在“十二五”對此提出更高的要求，為我國的多工位級進(jìn)模的發(fā)展打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。因此，在設(shè)計級進(jìn)模時，必須持慎重的態(tài)度，周密而仔細(xì)地考慮每一個環(huán)節(jié)，將級進(jìn)模設(shè)計好。它利用裝在壓力機(jī)上的模具對原材料施加外力，使金屬產(chǎn)生 塑性變形或者分離而得到一定尺寸和形狀的工件。 （ 3）加工范圍大，可以加工小而薄的零件，也可以加工大面積的覆蓋件。高精密化發(fā)展是必然趨勢，因為現(xiàn)在每個行業(yè)對產(chǎn)品的質(zhì)量的要來都越來越高。 （ 3）模具 CAD/CAE/CAM 正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化服務(wù) 各種 計算機(jī)輔助設(shè)計軟件的出現(xiàn)，為設(shè)計中遇到的問題提供了解決的辦法，這是模具行業(yè)的趨勢，今后更加智能化的軟件將是必然趨勢。如圖 所示 ， 未標(biāo)注公差尺寸， 按 IT14 級精度處理。 方案二，采用 側(cè)刃切邊和 沖孔、 切廢料、 彎曲、空工位 、 側(cè)刃切邊、 沖斷 。因此采用沖孔，彎曲、落料的多工位連續(xù)模來生產(chǎn)彈 簧片零件。彈簧片 屬于 r 的彎曲件 ,這類零件變薄不嚴(yán)重 ， 斷面畸變較輕 ,可以按應(yīng)變中性層長度等于毛坯長度 來計算 .毛坯長度等于零件直線長度和彎曲部分應(yīng)變中性層長度之和 ,即 L=∑ Li+0()180 i i irt? ?? ? ? （ ） 計算 ： 1rt =12/=24 查表 33 得 ： ? =, 計算 ： 2rt ==3； il? =0； 1 122?? ； 2 110? ? 故 ： 排樣及排樣圖設(shè)計 排樣是沖裁件在板料上的布置方式。 多工位級進(jìn)模條料排樣圖對模具設(shè)計的影響非常大，它決定工位是否分布合理，條料是否能在沖壓過程連續(xù)送料，是否便于制造維修和刃磨。 計算 材料利用率 衡量排樣 合理性 、經(jīng)濟(jì)性 的指標(biāo)是材料利用率 。 2r — 工件外圓半徑， 222dr? 。 料寬的確定原則：最小料寬要保證沖裁時足夠的搭邊值，最大 料 寬要能在沖裁時順利的 在 條料之間送進(jìn)，并與條料間有一定的間隙。該模具采用雙側(cè)刃定距，故側(cè)刃數(shù)n=2； 表 得條料與導(dǎo)料板之間的間隙 0 ? 。 本排樣圖的步距 ： A=B+a=+3=. B平行于送料方向制件 件的寬度； a制件 間的搭邊值。 由側(cè)刃初定位，導(dǎo)正銷做精定位 ，采用自動送料機(jī)構(gòu) 進(jìn)行 送料。 查表得材料 錫青銅 抗拉強(qiáng)度為 ： 表 材 料 b? 抗拉強(qiáng)度 對于該零件 ,要求有較高的硬度 ,故材料的抗拉強(qiáng)度選 應(yīng)為 600MPa,材料的 抗拉強(qiáng)度??? ,為計算方便 ,也可用下式計算沖裁 力 F(N)： F=Lt b? （ ） L為沖裁件周邊長度（ mm） ； t材料厚度（ mm）； b? 材料抗拉強(qiáng)度（ MPa）。為了使沖裁 操作方便 ， 過程連續(xù)，就需要把套在凸模上的料卸下，把卡在凹模內(nèi)的 制件和廢料取 出。 用實(shí)際生產(chǎn)中的經(jīng)驗公式計算。 最大自由彎曲力 (N)： （ ） 21 CKBtF rt? ?自黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 C與彎曲有關(guān)的系數(shù) ,對與 V形件 C 取 。 r彎曲半徑 (mm)。校正彎曲力計算公式 ： F pA?校 （ ） p單位面積上的校正力（ MPa）； A校正面垂直投影面積（ 2mm ） 查表 315 得： p=60MPa 圓形部分 面積 ： 221 2 1A r r? ? ???? 2 2 2（ 10 5 ） = 伸出部分 面積 ： 2222 1 6 0 12 1 0 5 . 0 9 ( 1 0 5 c o t 3 0 ) 2 8 3 . 6 83 6 0 2A r m m?? ? ? ? ? ? ? ? ? 兩小孔 面積 ： 23 2 2 4 16A m m? ? ? ? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 則 ： 21 2 3 23 2 83 .6 16 31 A A A m m? ? ? ? ? ? ? 校正彎曲力： 31 60 18 79 8 18 .8F Aq N K N? ? ? ? ?校 彎曲回彈量的確定 影響 彎曲回彈 的因 素很多，而且各種因素又相互影響，所以難以進(jìn)行精確的計算或分析。 13sRR REt?? ?凸 （ ） R凸 、 R— 彎曲凸模、彎曲件的圓角半徑（ mm）； s? — 材料屈服點(diǎn)（ MPa）； E— 材料彈性模量（ MPa）； t— 材料厚度（ mm）； 當(dāng) R(5~8)t 時，工件 的彎曲半徑 變化不大，只考慮角度回彈。所以 圓弧形凸模直徑為 ，沖壓回彈后工件的內(nèi)徑為所需要的 12mm。 但是成本低，且有三個方向可操作的特點(diǎn)， 廣泛用于中小型沖裁件、 拉深件 、彎曲件 的生產(chǎn)中。 液壓機(jī)沒有固定 行 程 ， 不 會 因 材料 厚度超 差 過載，全行 程 壓力 恒定， 但壓力機(jī) 速度低 、生產(chǎn)效率低。 肘桿式精壓機(jī)剛度大 、 在行程末端停留時間長 、 滑 決行程小，適用 校正、 校平和整形 等類 工序。 9 7 3 0 6 .1 7 1 3 5 7 .2 2 3 1 .6 6 2 3 1 .6 6 1 8 7 9 8 1 1 8 6 9 6 .8 9F F F F F F N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?壓總 頂總 壓 力 自 校沖壓力與壓力機(jī)力配合關(guān)系，當(dāng)進(jìn)行沖壓加工時，由于 施力行程較小 ，近于 材料的厚度， 可按沖壓過程中 作用在 壓力機(jī) 滑塊上所有力 總和 F總 選 壓力機(jī)。若模具壓力中心和壓力機(jī)滑塊中心不在同一直線上，沖壓時會發(fā)生偏載，導(dǎo)致模具及滑塊與導(dǎo)軌 急劇磨損，降低 壓力機(jī)和模具 的使用壽命。但作圖法受作圖誤差影響較大，因而誤差也大，再考慮模具也不是非常復(fù)雜， 仍采用解析法 行計算。零件 未標(biāo)注精度尺寸 制造精度取 IT14 級。 凹模磨損后尺寸變大，計算公式如下 : 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 0()ddAA ?? ??? （ ） 其中 ： A— 為工件標(biāo)稱尺寸（ mm）。 凸模磨損后，尺寸 1A 、 2A 、 4A 變小 ，由上式得 ： 0 0 01 0 . 0 6 2 5 0 . 0 6 2 5( ) ( 2 0 .5 0 .2 5 ) 2 .1 2 5dA A X ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? 0 0 02 0 . 0 7 5 0 . 0 7 5( ) ( 4 0 .5 0 .3 0 ) 4 .1 5dA A X ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? 0 0 04 0 . 0 9 0 . 0 9( ) ( 1 0 0 .5 0 .3 6 ) 1 0 .1 8dA A X ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? 凸模和凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模設(shè)計 凹模采用整體式 ，彎曲模單獨(dú)設(shè)計，嵌在沖裁凹模上， ， 安裝凹模在模架上時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，讓壓 力中心與模柄中心重合。 便于導(dǎo)尺發(fā)揮作用，保證送料初定位精度。 根據(jù)凹模孔型及參數(shù)，查得 h? 5mm，故在該模具 h 取 5mm。 即 : 0 ( 4 5 8 2 2 1 8 .6 4 2 0 4 2 2 3 0 5 0 ) 2 1 9 .6 4H m m m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 所選壓力機(jī)的閉合高度 max 270H mm? ， m in ( 2 7 0 7 5 ) 1 9 5H m m m m? ? ?。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 凸模由固定板固定，取其厚度為 22mm，彈性元件的安裝高度為 ，卸料板厚度為 20mm，導(dǎo)料板厚度為 4mm，考慮凸模修模余量 5mm，故凸模全長( 22 18 .6 4 20 4 5 ) 69 .4l m m? ? ? ? ? ?mm 圖 凸模裝配高度圖 根據(jù)以上計算和分析 設(shè)計的各凸模 結(jié)構(gòu) 如下： 圖 切廢料 凸模 圖 方孔凸模 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 圖 切載體 凸模 圖 彎曲凹模 圖 圓凸模 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 max 380 IL F?2max 85 dL f? 圖 彎曲凸模 校核 凸模強(qiáng)度 對于較為 細(xì)長 的凸模，需進(jìn)行壓應(yīng)力和彎曲力校核，檢查斷面尺寸和自由長度能否滿足強(qiáng)度要求。 兩個 方孔的凸模 ： 圖 219 慣性矩計算圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 25 331 2 1 2ZY hb bhI I I? ? ? ?3 3 3 34 2 2 4 4 01 2 1 2 1 2 1 2 3ZY h b b hI I I ??? ? ? ? ? ? ?3 3 3 31 0 2 2 1 0 5 2 01 2 1 2 1 2 1 2 3ZY h b b hI I I ??? ? ? ? ? ? ?m a x 5 2 0 32 8 .6 4 3 8 0 1 1 7 .9 21800m m L m m? ? ?3 3 3 34 3 3 4 251 2 1 2 1 2 1 2ZY h b b hI I I ??? ? ? ? ? ? ?min 4td ???????壓m a x 4 0 32 8 . 6 4 3 8 0 3 0 . 1 33600m m L m m? ? ?min PF ??????壓慣性矩公式如下 ： （ ） 方孔的 h=4， b=2 帶入得： ，滿足要求。 選擇沖方孔最大沖裁力，計算 凸模的最小斷面， 沖廢料的窄凸模的沖裁力為 12KN。 計算 凸模墊板承壓 圓形凸模承壓面的壓應(yīng)力 ?壓 按 式（ ） 計算： （ ） P— 沖裁力， N F— 承壓面積， 2mm D— 凸模承壓面積的直徑， mm ?壓 — 許用壓應(yīng)力， MPa 凸模墊板采用 HT2527，許用壓應(yīng)力 90? ?????壓 ～ 140MPa。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 按 GB/ 選 d=40mm， 導(dǎo)柱長度 180～ 260mm， 模具閉合高度0 mm? ，選導(dǎo)柱 210mm。 沖壓時進(jìn)入上一個工位沖好的孔，進(jìn)行精確定位。 圖 221 導(dǎo)正銷 模柄 由所選壓力機(jī) 的模柄孔尺寸，直徑為 50mm，深度為 80mm。 圓鋼絲螺旋壓縮彈簧 模具設(shè)計彈簧一般按照標(biāo)準(zhǔn)選用。 選擇彈簧的步驟 ： a) 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初步確定彈簧的根數(shù) n，計算出每根彈簧分擔(dān)的 力 Fn卸 。 選擇圓柱螺旋壓縮彈簧 (GB/— 2020),其參數(shù)表 表 彈簧的參數(shù) 材料直徑d(mm) 彈簧中徑2D (mm) 工作極限負(fù)荷 jF (N) 自由高度0h (mm) 彈簧圈數(shù)為 n 展開長度L(mm) 工作極限負(fù)荷下的變形量 jh (mm) 4 14 680 25 3 346 橡膠允許承受的 最大 負(fù)荷比彈簧大，且安裝調(diào)整方便，