【正文】 導(dǎo)柱、導(dǎo)套和上、下模座板的配合尺寸： 選擇導(dǎo)柱長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)考慮模具閉合時(shí)，導(dǎo)柱端面和上模座板平面的距離不小于 10～ 15mm,導(dǎo)柱和下模座板平面的距離不小于 2～ 5mm。緊固力大，定位可靠，通用性較強(qiáng)。但有時(shí)為了便于加工，將板料的螺孔加工成通孔。因此要求凸模與鑄鐵模座接觸處的單位壓力不大于 100N/mm2，凸模與鋼模座接觸處的單位壓力不大于 200N/mm2，超過(guò)上述數(shù)值時(shí)，應(yīng)采用墊板。為提高剛性和增加耐磨性，常采用 45鋼或 CrWMn材料制造，淬火硬度最低取 4348HRC，高時(shí)取 5560HRC。 模架的確定 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1234 后側(cè)導(dǎo)柱模架下模座 輪廓尺寸（ GB/），如圖所示，可得： 圖 模架的選擇 上下模座的材料為 HT20，熱處理為調(diào)質(zhì)處理 HRC28～ 32。 所以 mmbbpp )()( ??? ??????? ? mmcdp pd 5 4 82 ????? 尺寸如下圖： 圖 彎曲凸模尺寸圖 凸模材料為 T10A，淬火 硬度 為 HRC5860，尾部回火硬度 HRC4050。 則查模具手冊(cè)取 c= 代人上式得： 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 Z=2+2 = 2. U形件彎曲模的凸、凹模橫向尺寸及公差 確定 U 形件彎曲模的凸、凹模橫向尺寸及公差的原則是：在彎曲件標(biāo)注外形尺寸時(shí)（圖 ）應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上；在彎曲件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)（ ），應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上；基準(zhǔn)凸凹模的尺寸及公差則應(yīng)根據(jù)彎曲件的尺寸、公差、回彈情況以及模具磨損規(guī) 律等因素確定。 彎曲凸凹模的設(shè)計(jì) 凸凹模的圓角半徑 當(dāng) r（ 5~8） t（ t 為板料厚度）時(shí)，工件彎曲半徑變化不大，只考慮角度回彈。 (1) 凸模或凹模磨損后會(huì)增大的尺寸 —— 第一類(lèi)尺寸 A； 落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會(huì)增大的尺寸，相當(dāng)于簡(jiǎn)單形狀的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法的公式如下。另外，凹模的形孔，步距等精度完全靠機(jī)床的坐標(biāo)精度來(lái)保證，無(wú)法通過(guò)調(diào)節(jié)來(lái)提高精度。 沖壓設(shè)備規(guī)格的選擇 沖壓設(shè)備規(guī)格的確定，主要取決于工藝參數(shù)及模具結(jié)構(gòu)尺寸： 壓力機(jī)標(biāo)稱壓力必須大于沖壓的工藝力； 壓力機(jī)的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求； 壓力機(jī)的行程要滿足工件成形的要求，以 便放入毛坯或取出工件； 壓力機(jī)的臺(tái)面尺寸必須大于下模座的外形尺寸，并要留有固定模具的位置，一般每邊應(yīng)大出 50～ 70mm 以上。 模具壓力中心的確定 沖裁模具的壓力中心就是沖裁合力的作用點(diǎn)，沖壓模具的壓力中心一定要與壓力機(jī)的滑塊中心重合，因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)要使模具的壓力中心通過(guò)模柄的軸線，從而保證模具壓力中心和沖床滑塊中心重合 。 L 切 =88 2=176mm。卸料方式采用彈性卸料，以 橡膠 為彈性元件。 第四步：切斷制件。排樣不合理就會(huì)造成浪費(fèi)，衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)準(zhǔn)是材料的利用率。 工序的先后安排 1. 對(duì)帶孔的沖裁件：一般先沖孔后落料，若孔到邊緣距離較小而孔精度高時(shí)，排樣應(yīng)考慮先沖外形，再在導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正的情況下沖孔，以避免先沖孔后落料時(shí)，造成孔變形，達(dá)不到孔的精度要求。 圖 零件圖 此零件的材料是彈簧鋼 Q235，其有關(guān)參數(shù)查《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》知 ： 抗剪強(qiáng)度： τ＝ 310— 380MPa 抗拉強(qiáng)度： σ b＝ 440— 470 MPa 延伸率： δ＝ 21— 25％ 屈服點(diǎn) ： s? ＝ 240MPa 沖壓工藝方案的擬定 選定設(shè)計(jì)方案 假設(shè)給出三個(gè)備選方案： 方案一：落料，沖孔，彎曲單工序模； 方案二：沖孔、落料復(fù)合模 ,彎曲單工序模； 方案三：沖孔、落料、彎曲級(jí)進(jìn)模； 一般來(lái)說(shuō)，小批量生產(chǎn)，常選用單工序簡(jiǎn)單模。 一般情況下，沖裁件外形不能有尖角，應(yīng)采用 r＞ 2t 有圓角，這有利于模具制造和提高模具壽命。根據(jù)排樣圖確定擋料銷(xiāo)的位置及尺寸。若將尺平面做成與軸線成一個(gè)角度，沖裁時(shí)刃口就不是同時(shí)切入，而是逐步?jīng)_切材料，這就等于減少了剪切斷面面積，因而能降低沖裁力 。根據(jù)計(jì)算總壓力選用設(shè)備的合理性、沖模裝夾是否困難，壓力機(jī)的形程、閉合高度、壓力行程曲線能否滿足工藝施工要求，排樣圖中搭邊與沿邊值以及排樣方法是否合理， 工步順序及工位布置是否合適等。連續(xù)模只有沖裁工位的，即只進(jìn)行沖孔、切口、沖槽、落料等屬于沖裁作業(yè)的工位，稱為多工位級(jí)進(jìn)（連續(xù)）沖裁模。根據(jù)擋料形式，可分為因定擋料釘、活動(dòng)擋料釘、活動(dòng)擋料銷(xiāo)、導(dǎo)正銷(xiāo)和側(cè)刃定距沖模。 9) 編寫(xiě) 15000 字以上的畢業(yè)設(shè)計(jì)的說(shuō)明書(shū)。相對(duì)彎曲半徑 r/t 愈小，最外層纖維的切向拉裂的可能性 課題研究的主要內(nèi)容 1）查閱相關(guān)資料，進(jìn)行調(diào)研，熟悉課題。 彎曲時(shí)的厚度變薄會(huì)影響零件的質(zhì)量。而毛坯截面上的應(yīng)力，在外層的拉應(yīng)力過(guò)度到內(nèi)層壓應(yīng)力時(shí)，發(fā)生突然變化或應(yīng)力不連續(xù)的纖維層，稱為應(yīng)力中性層。這種差異，將影響板料的彎曲質(zhì)量。生產(chǎn)過(guò)程中通常選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶蜑楹侠淼拈g隙。增加光亮帶高度的關(guān)鍵是延長(zhǎng)塑性變形階段，推遲裂紋的產(chǎn)生。當(dāng)凸模下降接觸板料，板料即受到凸、凹 模壓力而產(chǎn)生彈性變形，由于力矩的存在，使板料產(chǎn)生彎曲，即從模具表面上翹起。根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸精度和其他技術(shù)要求，可分別采用各種工序?qū)Π辶厦鬟M(jìn)行加工。統(tǒng)計(jì)顯示， 1996 至 2021 年，我國(guó)模具制造業(yè)的產(chǎn)值年均增長(zhǎng) 14%到 15%。 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家 產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。 改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化。雖然我國(guó)模具總量已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模，模具水平也有很大的提高，但與需求相比，還供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具領(lǐng)域，主要原因是中國(guó)在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面 ，與國(guó)際平均水平和北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 發(fā)達(dá)國(guó)家相比較仍有較大差距。 針對(duì)題目使學(xué)生得到機(jī)械原理、機(jī)械零件設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)及模具設(shè)計(jì)與制造的綜合 訓(xùn)練。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。因而，設(shè)計(jì)制造出高質(zhì)量的模具已勢(shì)在必行。 1999 年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245 億元人民幣 (表 1)。例如，江蘇無(wú)錫的微研有限公司為一日本獨(dú)資企業(yè)，員工有 200 余人，擁有精密數(shù)控模具加工設(shè)備 60 余臺(tái)， 1998 年其模具產(chǎn)值超過(guò) 2 億元。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。 課題研究的理論依據(jù) 沖壓大致可分為分離工序與成形工序兩個(gè)類(lèi)。因此，凸、凹模作用于板料的垂直壓力呈不均勻分布，隨著向模具刃口靠近而極具增大。當(dāng)切刃附近材料各層中達(dá)到極限應(yīng)變與應(yīng)力值時(shí)，便產(chǎn)生微裂，裂紋產(chǎn)生后，沿著大剪應(yīng)變速度方向發(fā)展，直至上、下裂紋會(huì)合，板料就完全分離。凸、凹模間隙對(duì)沖裁件的質(zhì)量、沖裁力、模具壽命都有很大影響。在彎曲過(guò)程中，板料的彎曲半徑 r 與支點(diǎn)距離 s 隨凸模下行逐漸減小，而在彎曲終了時(shí)，板料與凸、凹模完全貼合?？梢?jiàn)，板料彎曲后的彈性回跳現(xiàn)象總是存在的，只能采取措施盡量減少回跳量，提高彎曲件的質(zhì)量。 彎曲區(qū)板料厚度的變薄 板料彎曲時(shí)，以中性層為界，外層纖維受拉使厚度減薄，內(nèi)層纖維受壓使板料增厚。因此，對(duì)于 r/t 值較小的彎曲件，在計(jì)算彎曲件的毛坯長(zhǎng)度時(shí)，必須考慮彎曲后的板料增長(zhǎng)，并通過(guò)幾次試驗(yàn)，才能得出合理的毛坯展開(kāi)尺寸。 6) 具體結(jié)構(gòu)及零部件的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。 沖模的結(jié)構(gòu)形式很多，可以根據(jù)以下特征進(jìn)行分類(lèi)： 1) 按沖壓的性質(zhì)分，有落料模、沖孔模、切邊模、彎曲模、成形模和翻邊模等。如果連續(xù)模諸工位中 ,除了沖裁作業(yè)外，還有拉伸或彎曲、成形任意一個(gè)或一個(gè)以上變形工步的復(fù)合模，通稱其為綜合式復(fù)合模、多工位連續(xù)式復(fù)合模。 3）分析沖壓工藝的合理性。特別是在幾個(gè)凸模直徑相差懸殊、彼此距離又很近的情況下，采用階梯形布置還能避免小直徑凸模由于承受材料流動(dòng)的擠壓力而產(chǎn) 生折斷或傾斜的。 （ 2）壓料與卸料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此工藝分析，主要是討論在不影響零件使用的前擔(dān)下，能否以最簡(jiǎn)單最經(jīng)濟(jì)的方法沖壓出來(lái)。一般來(lái)說(shuō)，大 批量生產(chǎn)時(shí)，可選用連續(xù)和高效沖壓設(shè)備，以提高生產(chǎn)效率；中小批量生產(chǎn)時(shí)，常采用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模，以北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 降低模具制造費(fèi)用。因此： 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 方案一和方案二：復(fù)合模極大地增加了制造加工難度，增加生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)加工周期，在實(shí)際生產(chǎn)中是不經(jīng)濟(jì)的。） R——彎曲半徑（ mm） t——板料 厚度 （ mm） x——系數(shù)，查《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》知，此處取 所以，毛坯件的尺寸為： L＝ 112++2π （ 16+2） 2 ＝ 112++ ＝ 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 排樣圖設(shè)計(jì)及材料的利用率 在沖壓零件的成本中，材料的費(fèi)用占 60％以上，因此材料的有效利用是一個(gè)重要的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)排樣如下： 圖 排樣圖 第一步：側(cè)刃沖裁→沖導(dǎo)正銷(xiāo)孔。1B — 導(dǎo)尺間側(cè)刃沖裁后距離； 本設(shè)計(jì)中取 n=2 b= y= a=2 z= 經(jīng)計(jì)算得： B= mmB 39。 用一般平刃口的凸模和凹模進(jìn)行沖孔時(shí)，其沖裁力按下式計(jì)算： 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 F沖 ＝ （ ） 式中 F沖 —— 沖裁力（ N） t—— 板料的厚度 （ mm） τ——材料的抗剪強(qiáng)度（ MPa） L—— 沖壓件的輪廓尺寸（ mm） 對(duì)于此零件，查《金屬牌號(hào)性能手冊(cè)》知τ =320MPa,板料厚度已知 t＝ 2mm，經(jīng) 計(jì) 算 得出 L 孔 ＝ πd 2 ＝ 2 16 ＝ 。 彎曲力的計(jì)算 此處的彎曲屬于自由彎曲，彎曲力用下式計(jì)算： F自 ＝ trKbt b? ? （ ） 式中 F自 ——最大自由彎曲力（ N） σb——材料的抗拉強(qiáng)度，即屈服極限（ MPa） K——安全系數(shù)，一般 K 取 b——彎曲件的板料寬度（ mm） r——圓角半徑（ mm） 對(duì)于此零件，查《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》知 σ b＝ 450MPa，安全系數(shù) K＝ ，圓角半徑 r＝ 16mm，板料寬度 b＝ 60mm，板料 厚度 t＝ 2mm。故只需計(jì)算 x 方向的壓力中心?，F(xiàn)分別設(shè)計(jì)說(shuō)明如下： 沖孔凸凹模的設(shè)計(jì) 參照《沖壓工藝學(xué)》凸凹模刃口尺寸的計(jì)算公式： 沖孔： dp＝ (d+xΔ)0δ p （ ） dd＝ (dp+Zmin)+δ d0=(d+xΔ+Zmin)+δ d0 （ ） 式中 dp、 dd——沖孔凸凹模直徑（ mm） δp、 δd——凸凹模的制造公差（ mm） Δ——工件的制造公差（ mm） Zmin——最小合理間隙（雙面）（ mm） xΔ——磨損量 首先確定工件的公差等級(jí)為 IT12，查表知： δp＝ δd＝ Zmin＝ Zmax＝ 所以 dp＝（ 16+） ＝ dd＝（ +） +＝ + 此凸模做成 無(wú) 導(dǎo)向凸模，如圖所示： 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 圖 沖孔 凸模 材料為 Cr12MoV 淬火硬度為 HRC5860,尾部回 火硬度 為 HRC4050。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡(jiǎn)單，并且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。 mmA )( ??? ???? mmA )( ??? ???? mmA 44)( ??? ???? mmA )( ??? ???? mmA )( ??? ???? 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 mmB 0 0 )( ??? ???? mmC )(1 ?????? mmC 0 6 2 )(2 ?????? mmC )(3 ?????? mmC 0 7 )(4 ?????? 切斷凸凹模設(shè)計(jì) 為順利完成連續(xù)模的工作過(guò)程，切斷過(guò)程安排在彎曲之 后， 由于切斷工序與沖 異形 孔的目的相近，因此，計(jì)算凸凹模間隙時(shí)可以用沖 異形 孔時(shí) 刃口尺寸 的公式。 凸凹模的間隙 1. U形件彎曲模的凸、凹模單邊間隙 對(duì)于 U形件彎曲， 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)當(dāng)確定合適的間隙值 。查得 45最小相對(duì)彎曲半徑 16min ?tr 。 橡膠墊所產(chǎn)生的工作壓力計(jì)算 由公式： F=AP （ ） 式中 : F— 橡膠墊工作壓力 A— 橡膠墊橫