【正文】 而后在坐標(biāo)鏜床、坐標(biāo)銑床或雙軸錢孔機(jī)上加工導(dǎo)柱孔(下模座)和導(dǎo)套孔(上模座)，最后加工定位銷孔及螺釘孔等。非標(biāo)準(zhǔn)的模架才要求自己設(shè)計(jì)和制造。熱處理前可采用鉆、鉸（鏜）等方法進(jìn)行粗加工和半精加工。根據(jù)沖壓力F=，由于旋切部分豎直高度較大，所以選定JFC21系列開式高速高精密壓力機(jī)。浮動(dòng)式模柄：主要特點(diǎn)是壓力機(jī)通過凹模面模柄和凸球面墊塊傳遞到上模，以消除壓力機(jī)導(dǎo)向誤差對模具導(dǎo)向精度的影響，主要用于硬質(zhì)合金模等精密導(dǎo)柱模。根據(jù)之前選用的凹模周界710160mm,閉合高度最小Hmin =275mm，最大閉合高度Hmax =320mm。由于本次設(shè)計(jì)的零件條料長度方向遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其寬度方向，而且工位并不是很多，所以選擇后側(cè)導(dǎo)柱窄形模架，為了有利于提高沖壓速度和保證制件的質(zhì)量，采用滾動(dòng)導(dǎo)向型。 最常用的導(dǎo)向裝置時(shí)導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式，導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)又分為光滑的圓柱導(dǎo)向和滾珠導(dǎo)向裝置兩種，導(dǎo)柱和導(dǎo)套目前已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化（GB/T2861—1990），在使用時(shí)可以根據(jù)需要選取。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)計(jì)制造的彈簧性能最好。一般取F工作 =t（料厚）+（1～2）mm； F預(yù)彈簧的預(yù)壓縮量，mm； h修磨凸模的修磨量或調(diào)整量，mm。它們的材料多為65Mn或60Si2Mn鋼繞制而成，經(jīng)熱處理淬硬為40～48HRC。 單個(gè)沖件的沖壓一般采用定位銷結(jié)果來對外輪廓或內(nèi)孔定位，以保證前后工序相對位置的精度要求。由文獻(xiàn)【8】彎曲件間隙系數(shù)如下表11所示：表11 彎曲件間隙系數(shù)彎曲件高度H板料厚度t/mm＜～2 2～4＜～22～410203550由該制件板料厚度=2mm，彎曲件的寬度=30mm，彎曲件的高度=6mm，可以確定彎曲件間隙系數(shù)=，代入公式得：mm。1）凹模半徑凹模圓角半徑不能過小，否則彎矩的力臂減小，坯料沿凹模圓角滑進(jìn)時(shí)阻力增加，從而增加彎曲力，并使坯料表面擦傷，對稱彎曲件兩邊應(yīng)一致，否則會(huì)產(chǎn)生偏移。材料選用Cr12，熱處理：62～64HRC。在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，因此沒有必要作強(qiáng)度的校核。：凸模以過渡配合H7/m6固緊在凸模固定板上，頂端形成臺(tái)肩，以便固定，并保證在工作時(shí)不被拉出，安全可靠。由于是沖孔落料復(fù)合模沖裁，所以采用單配加工法計(jì)算沖孔凸模、落料凹模。（1）理論計(jì)算法理論計(jì)算法確定沖裁間隙的依據(jù)是：在合理間隙情況下，沖裁時(shí)板料在凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋成直線會(huì)合，由文獻(xiàn)【8】計(jì)算合理間隙的公式為：式中：—合理沖裁間隙值；—板料厚度；—凸模切入深度；—裂紋方向角；由上式可知，合理沖裁間隙取決于板料厚度、相對切入深度、裂紋方向角三個(gè)因素。NKN總彎曲力為： NKN 沖裁時(shí)的合力作用點(diǎn)或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心（x0, y0）。代入公式得：NKN查文獻(xiàn)【8】頂件力計(jì)算公式： 式中： —頂件力（N）；—頂件力系數(shù)。但是在手工送料時(shí)，橫裁的材料利用率明顯高于縱裁時(shí)，所以采用橫裁的方法下料。為了準(zhǔn)確送進(jìn)，模具上一般設(shè)有導(dǎo)向裝置。搭邊的合理數(shù)值主要取決于板料的厚度t、材料種類、沖裁件大小以及沖裁件的輪廓形狀等。少、無廢料排樣法材料利用率高，且模具結(jié)構(gòu)簡單，所需沖裁力小，但是應(yīng)用范圍具有很大定位局限性，模具刃口單面受力，磨損較快，斷面質(zhì)量下降。沖裁中的廢料可以分為結(jié)構(gòu)廢料和工藝廢料兩種，結(jié)構(gòu)廢料是由制件的形狀尺寸而決定的，工藝廢料則是由沖裁排樣方式?jīng)Q定。表2 中性層系數(shù)χ的值r/t χ該彎曲件的彎曲半徑r=，坯料厚度t=，可知r/t=，； 2D圖，可知=19=6929=40mm，==10mm。其工序性質(zhì)為彎曲，根據(jù)彎曲件的尺寸形狀，采用的模具類型為單工序彎曲模，方式和彈性頂件的出料方式。由于確定沖壓工藝方案時(shí)已經(jīng)考慮了確定模具類型所需要的因素，因此模具類型確定只需與沖壓工藝方案相適應(yīng)就可以了。沖壓件的厚度為2mm，其工序性質(zhì)為沖孔、落料，采用的模具類型為倒裝式復(fù)合模，故采用彈性卸料方式和剛性推件的出料方式。由于確定沖壓工藝方案時(shí)已經(jīng)考慮了確定模具類型所需要的因素，因此模具類型確定只需與沖壓工藝方案相適應(yīng)就可以了。方案三采用沖孔、落料、彎曲級(jí)進(jìn)模，生產(chǎn)效率高，但是材料利用率低，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，修模困難，模具制造成本高，且安裝調(diào)試周期長。通過對沖壓件的工藝分析，確定了工件的沖壓加工的工序種類和工序數(shù)目。滿足h＞r+2t的工藝要求。ψ8177。該材料具有較高的彈性和良好的塑性，其可成形性性能較好。該制件的材料選用Q235，是一種鋼材的材質(zhì)。用網(wǎng)格法分析彎曲變形的特點(diǎn)，彎曲變形前后：（1）圓角部分的正方形網(wǎng)格變成扇形，而遠(yuǎn)離圓角的兩直邊處的網(wǎng)格沒有變化，緊鄰區(qū)域略受影響，彎曲變形主要發(fā)生在彎曲角中心ψ范圍內(nèi)。（4）生產(chǎn)率高。在實(shí)際生產(chǎn)中,常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。汽車零部件產(chǎn)業(yè)集群化，使信息更精細(xì)、更專業(yè)化、更容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。國內(nèi)一批科技含量高、效益好、規(guī)模大的汽車及零部件企業(yè)逐步成長起來。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在尺寸精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上，這幾項(xiàng)指標(biāo)與國外先進(jìn)水平相比差距十分明顯。模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，能掌握和運(yùn)用新技術(shù)的人異常短缺。自二十世紀(jì)以來，我國模具工業(yè)已經(jīng)走過了半個(gè)多世紀(jì)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品零件廣泛采用沖壓、鍛壓成形、壓鑄成形、擠壓成形，塑料注射或其它成形加工方法，與成形模具相配套，是坯料成形加工成符合產(chǎn)品要求的零件，如汽車覆蓋件、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、洗衣機(jī)內(nèi)桶的制造，都離不開模具。如在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。多工位級(jí)進(jìn)模在不同的工位可以連續(xù)完成復(fù)雜零件的沖裁、彎曲、拉深、翻孔、翻邊及其它成形等工序。理論研究 168。沖壓模具技術(shù)水平的高低，發(fā)展前景的好壞直接影響到整個(gè)制造業(yè)的發(fā)展。重點(diǎn)分析了彎曲結(jié)構(gòu)的工作原理和旋切過程。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)效率和低消耗，是其他加工方法所不能比擬的。經(jīng)過多年的努力,在冷沖壓模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、冷沖壓模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型冷沖壓模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步，在提高冷沖壓模具質(zhì)量和縮短冷沖壓模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。2012年，我國模具銷售額720億元。國內(nèi)模具總量中，屬大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例只有30%左右。按地區(qū)劃分，現(xiàn)已基本形成東北、京津、華中、西南、長三角、珠三角六大零部件產(chǎn)業(yè)集群。行業(yè)面臨的主要問題上下游兩頭受擠，行業(yè)面臨雙重壓力零部件行業(yè)是兩頭受擠的行業(yè)，對上下游缺乏議價(jià)能力。2 產(chǎn)品分析 沖壓成形沖壓是利用沖模在沖壓設(shè)備上對板料施加壓力或拉力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的制件的加工方法。由于沖壓加工是靠模具完成，模具制造精度高、使用壽命長，故沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，制件互換性好。（6）操作簡單，便于組織管理。（5）坯料的彎曲變形程度可以用相對彎曲半徑r/t來表示，相對彎曲半徑越小，表明彎曲變形程度越大。沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)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(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。查文獻(xiàn)【2】彎曲件長度尺寸公差如下表1所示：表1 彎曲件尺寸公差表板料厚度t(mm)制件尺寸(mm)≤33～1010～2525～6363～160160～400≤～11～33～6—﹥6——由分析Z形彎曲件的厚度為2mm，總體尺寸長度為105mm，孔中心距為70mm，孔徑ψ8mm。經(jīng)查表，材料Q235最小相對彎曲半徑rmin/t=，Z形彎曲件r/t=，所以，彎曲件滿足r/t＞rmin/t的工藝要求。 （5）工藝分析分析工件的結(jié)構(gòu)形狀，該Z形件結(jié)構(gòu)形狀簡單，且屬于對稱形狀，豎直邊高度h≤3t，可以一次彎曲成形。第二種方案，把零件困難的部分與簡單部分分開加工，從而簡化了模具的結(jié)構(gòu)，方便制造模具，而且加工時(shí)模具沖壓機(jī)的沖壓力也較小。通常要求低成本的模具這樣才會(huì)獲得更大的效益。坯料的定位方式采用定位銷來定位。后側(cè)導(dǎo)柱模具與其他導(dǎo)柱模具相比較，具有送料和出料方便的優(yōu)點(diǎn)，所以該倒裝式?jīng)_孔落料復(fù)合模結(jié)構(gòu)選用后側(cè)導(dǎo)柱模。根據(jù)材料厚度、沖壓件尺寸與質(zhì)量要求、沖裁工序性質(zhì)及模具類型等，確定采用哪種出件方式。后側(cè)導(dǎo)柱模具與其他導(dǎo)柱模具相比較，具有送料和出料方便的優(yōu)點(diǎn)，所以該Z形件彎曲模結(jié)構(gòu)選用后側(cè)導(dǎo)柱模。排樣設(shè)計(jì)工作的主要內(nèi)容包括選擇排樣方法、確定搭邊數(shù)值、計(jì)算條料寬度及步距、畫出排樣圖。 沖裁件的排樣方法主要有兩種類型：有廢料排樣，少、無廢料排樣。排樣時(shí)沖裁件與沖裁件之間（）以及沖裁件與條料之間（）留下的工藝余料稱為搭邊。送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個(gè)對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點(diǎn)之間的距離。一張完整的排樣圖應(yīng)反映出條料的寬度及公差、送料步距及搭邊及值、沖裁時(shí)各工步先后順序與位置等。（1）沖孔落料復(fù)合工序查文獻(xiàn)【8】落料力的計(jì)算公式為： 式中： —落料沖裁力（N）； —沖裁件受剪切周邊長度（mm）；—沖裁件的料厚（mm）；—材料抗剪切強(qiáng)度（MPa），在一般情況下，材料。在實(shí)際生產(chǎn)中常用經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算彎曲力。故在此坐標(biāo)系中模具壓力中心坐標(biāo)為（0，0）。（2）經(jīng)驗(yàn)記憶法 經(jīng)驗(yàn)記憶法是一比較實(shí)用、易于記憶的確定合理沖裁間隙的方法，其值用下式表達(dá)：式中：—合理沖裁間隙；—板料厚度；—記憶系數(shù)，參考數(shù)據(jù)如下：軟態(tài)有色金屬 ～硬態(tài)有色金屬、低碳鋼、純鐵 ～ 中碳鋼、不銹鋼 ～剛碳鋼、彈簧鋼 ～硅鋼 ～（3）查表法 在生產(chǎn)實(shí)際中，合理沖裁間隙是通過查表法來確定的，所以本設(shè)計(jì)中，選用查表法來選擇合理沖裁間隙。主要的固定方式有：臺(tái)肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定以及粘結(jié)劑澆注法固定等。： 沖裁時(shí)凸模因承受了全部的壓力，所以它承受了相當(dāng)大的壓應(yīng)力?，F(xiàn)今對最小凸模直徑ψ8mm進(jìn)行校核計(jì)算，將各數(shù)據(jù)代入式中得： 所以遠(yuǎn)大于凸模長度100mm要求。由于推件裝置的推件力較大，工作可靠，所以應(yīng)用十分廣泛，不但用于倒裝式?jīng)_裁模，也應(yīng)用于正裝式?jīng)_裁模。 彎曲U型件凹模深度L值彎曲件邊長 l 材料厚度t 1 1~2 2~4 4~6 6~1050152025303550~75202530354075~1002530354040100~1503035405050150~2004045556565根據(jù)表格可知彎曲件凹模深度L值為20mm。，代入公式得：mm 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及固定方式凹模與下模座采用由凹模固定板及緊定螺釘固定，安裝在模架上的位置時(shí)，依據(jù)壓力中心計(jì)算的數(shù)據(jù)，將壓力中心和模柄中心重合。由于浮動(dòng)導(dǎo)料板和頂件塊處所受要求彈力不大，采用圓鋼絲圓柱螺旋彈簧。壓縮量要足夠。要做到力的平衡。7 模具總體設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 在本設(shè)計(jì)中，Z形件的沖壓加工過程中采用沖孔落料復(fù)合模具和彎曲模具完成彎曲件的沖壓。為了縮短模具制造周期，降低成本，我國已制定出模架標(biāo)準(zhǔn)，并有商品模架出售。為保證模架強(qiáng)度，其上下模板的厚度要足夠，通常比普通沖模模座厚約30%。帶臺(tái)階的壓入式模柄：它與模座安裝孔用H7/n6配合，并加銷釘以防止轉(zhuǎn)動(dòng)，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于上模座較厚而又沒有開設(shè)推板孔或上模比較重的場合。2. 應(yīng)考慮必要的工序數(shù)和壓力機(jī)臺(tái)數(shù)與布置的關(guān)系。這種加工方法凸、凹模的間隙易于保證，因而模具制造的公差可以適當(dāng)放大。上模座通過模柄安裝在沖床滑塊上作上下往復(fù)的沖壓運(yùn)動(dòng)，下模座通過壓板和螺栓固定在工作臺(tái)上。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的間隙一般采用H7/h6,導(dǎo)套與上模座采用H7/r6過盈配合，導(dǎo)柱與下模座也采用H7/r6過盈配合。（2）準(zhǔn)備好安裝緊固螺栓、螺母、壓板、墊塊、墊板及模具上的附件（3）測量沖。（2）模座上安排導(dǎo)柱、導(dǎo)套的型孔，安裝孔距應(yīng)一致，導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔的軸線與基準(zhǔn)面的垂直度：。(也可線切割加工等。凹模加工工藝過程凸模、凹模的加工方法可以按凸、凹模的各自選用的加工工藝加工，保證凸模、凹模的尺寸精度、形位公差及配合間隙，也可凸摸、凹模配合加工。具體應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1. 根據(jù)控件的尺寸形狀和壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)，考慮沖壓時(shí)需要的沖壓力、控件的拉深深度和行程。 （2）模柄的選用模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。對于生產(chǎn)批量大，要求模具壽命高，工件精度高的沖模，一般采用導(dǎo)套和導(dǎo)柱來保證上下模的精確導(dǎo)向。架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。初步選擇彈簧的規(guī)格