【正文】 板的厚度比普通模具取得稍厚一些（普通模具的墊板厚一般為 312mm），淬火硬度高時(shí)取5256HRC，一般取 45HRC。在模具中主要起定位的作用，同時(shí)也承受一定的側(cè)向力，常作為定位模具零件并與緊固螺釘配合使用。 螺釘、銷釘材料選用 45鋼，熱處理硬度 HRC43～ 48。 固定零件 模柄的選擇： 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 模柄是連接上模與壓力機(jī)的零件，在本工序中，選用了凸緣模柄（ GB/）。 根據(jù)《 實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡明手冊》中表 85 選擇（ ）滑動(dòng)導(dǎo)柱，導(dǎo)柱直徑偏差為 h6,表面光潔度為 Ra=；導(dǎo)柱尺寸規(guī)格為： 60X320mm。安裝后的銷釘頭部均應(yīng)在上下板平面之間。用于固定凹模或凸模固定板，數(shù)量一般在 4 個(gè)以上，由于凹?；蚬潭ò逋庑味紴榫匦?，所以螺釘孔應(yīng)對稱分布在板件中心兩側(cè)。 結(jié)構(gòu)形式見下圖： 圖 右側(cè) 導(dǎo)料板 擋料塊 為準(zhǔn)確控制條料的前進(jìn)長度（即步進(jìn)距離），在下模板上方左側(cè)固定 2 個(gè)擋料 塊 。凸模固定板幾乎所有沖模都有（對特別大的凸模，可直接固定在上模座上而不用固定板），而凹模固定板不一定每北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 副模具都需要。 圖 膠墊的形狀及特性曲線 確定橡膠 墊壓縮量和厚度 橡膠墊允許最大壓縮量應(yīng)不超過其自由高度 zih 的 45%，否則會(huì)過早失去彈性而損壞。 凸模尺寸寬度應(yīng)為： pbb p ????? ）（ （ ） 式中 b— 彎曲件基本尺寸， [b]為 mm； ? — 彎曲件制造公差； p? 、 d? — 凸、凹模制造公差，按 IT6～ 8公差等級(jí)選取。 間隙過小，會(huì)使彎曲件直邊料厚減薄或出現(xiàn)劃痕，同時(shí)還會(huì)降低凹模壽命，增大彎曲力；間隙過大，則回彈增大，從而降低了彎曲件精度。 凸模形狀如圖 : 圖 剪切凸模 為避免剪切與沖孔在同一瞬時(shí)進(jìn)行，設(shè)計(jì)切斷凸模長于沖孔凸模 1mm，這樣在沖孔之后進(jìn)行切斷，有利于延長模具的工作壽命和設(shè)備的穩(wěn)定。設(shè)計(jì)時(shí)，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實(shí) 際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin”。 多工位級(jí)進(jìn)模的凹模，采用整體式結(jié)構(gòu)，即用一塊整的矩形鋼板制成 ，在工位數(shù)不多的小型級(jí)進(jìn)模中仍為首選的一種結(jié)構(gòu)。 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 XC＝521 521 521 LLL XLXLXL ??? ??? ? ?== YC＝ 44mm 表 相關(guān)計(jì)算結(jié)果 （單位： mm） 編號(hào) 沖裁線長度 力中心到 y 軸的距離 x 力中心到 x軸的距離 y 1 137 0 2 211 0 3 211 44 4 62 214 0 5 245 0 壓力機(jī)的選定 沖壓設(shè)備的選擇原則 沖壓設(shè)備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來確定的。 則計(jì)算出彎曲力為： F自 ＝ 216 2? ???? ＝ 5460N = 總沖裁力的計(jì)算 F沖 ＝ F 落 + F自 +F孔 +F 切 +F 側(cè) ＝ ++++＝ 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 F 推 =K 推 F沖 = = F卸 = K卸 F沖 = = F? =F沖 +F 推 +F卸 =++= 選擇壓力機(jī)時(shí)，再將 總的沖裁力乘以安全系數(shù)（其值一般取 ）即為需要的壓力機(jī)的壓力。 L 側(cè) =2 62 =。 ? mmB 39。 第二步：落料。設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。 方案三：多工位級(jí)進(jìn)模能相應(yīng)地降低生產(chǎn)成本和加工難度，提高加工精度，提高生產(chǎn)效率 ，縮短生產(chǎn)周期，占用的操作人員少，適合大批量生產(chǎn)，因此如果可行，選擇方案三相對合理。 本設(shè)計(jì)工件結(jié)構(gòu)如圖所示，工件形狀較簡單，要求精度較高，主要工序有 落料， 沖孔，成形彎曲，考慮到條料的連續(xù)加工，還需要有切斷的工序。 影響沖壓件工藝性的因素很多，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮，主要因素： 1）沖壓件形狀和尺寸 不同的形狀和尺寸的沖壓件，有不同的工藝要求。 （ 3）頂件系統(tǒng)與卸料裝置的設(shè)計(jì)。凸模間的高度差取決于材料厚度。排樣圖、變形過程圖及沖模結(jié)構(gòu)選型是否先進(jìn)、恰當(dāng)、經(jīng)濟(jì)合理。 3）級(jí)進(jìn)（連續(xù)）模（亦稱多工序級(jí)進(jìn)模）這種模具是在壓力機(jī)一次行程中，在模具的不同工位上，能同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序。 2) 按沖壓工序的組合方式分，有 單工序的簡單模和多工序的復(fù)合模，連續(xù)模等 3) 按模具的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)上、下模導(dǎo)向方式，有無導(dǎo)向模和導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模等。 7) 合理選擇沖壓設(shè)備確定壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)。 板料橫截面的畸變、翹曲和拉裂 相對寬度較小（ b/t≦ 3）的板料彎曲時(shí)，外層受拉，引起板料寬度和厚度的收縮；內(nèi) 層受壓，使板寬和厚度增加，所以彎曲結(jié)果，板料橫截面變?yōu)樘菪?，同時(shí)內(nèi)外層發(fā)北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 生微小的翹曲。在 r/t≦ 4 的塑性彎曲時(shí)，中性層位置向內(nèi)移動(dòng)。 減小彈性回跳的措施有很多，主要有： (1)改進(jìn)北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 彎曲件局部結(jié)構(gòu)和選用合適材料 ,(2)補(bǔ)償法 ,(3)校正法 ,(4)拉彎法。當(dāng)凸模上行后，總希望 V形件的彎曲半徑 r 和彎曲角 a 與模具形狀保持一致，但是，由于彎曲變形過程的復(fù)雜性往往會(huì)伴隨產(chǎn)生以下現(xiàn)象。為此設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，便沖裁件的斷面質(zhì)量較好、所需沖裁力小，模具壽命高。 剪切斷面分析 由于沖裁件的變形特點(diǎn)，使沖出的工件斷面明顯地分成三個(gè)特征區(qū)，即圓角帶、光亮帶、斷裂帶。沖才時(shí)，由于板料彎曲的影響，其剪切區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)是復(fù)雜的，且與變形過程有關(guān)。分離工序又可分為落料、沖孔切割等。模具又是 “效益放大器 ”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是 模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。 模具被稱為工業(yè)產(chǎn)品之母，所有工業(yè)產(chǎn)品莫不依賴模具才得以規(guī)模生產(chǎn)、快速擴(kuò)張，被歐美等發(fā)達(dá)國家譽(yù)為 “磁力工業(yè) ”。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。 沖壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 目前，我國沖壓及模具制造業(yè)已駛?cè)氚l(fā)展的快車道。模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。本課題旨在鍛煉畢業(yè)生的思維，熟練掌握和運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)，能夠進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計(jì)作業(yè)。尤其是近幾年，隨著國民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，推動(dòng)了中國模具工業(yè)的發(fā)展。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。由于模具對社會(huì)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)的巨大推動(dòng)作用和自身的高附加值，世界模具市場發(fā)展較快，當(dāng)前全球模具工業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到600 億 650 億美元，是機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值的兩倍。因此，在我國工業(yè)化快速推進(jìn)的同時(shí)，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位的模具工業(yè)也得到了迅速發(fā)展。成形工序則可分為彎曲、拉深、脹形、擴(kuò)口、等。 沖裁過程 沖裁即是分離工序， 沖裁即是分離工序，工件受力時(shí)必須從彈、塑性變形開始，以斷裂告終 [2]。要想提高沖裁件切斷面的光潔度與尺寸精度，可通過增加光亮帶的北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 高度或采用整個(gè)工序來實(shí)現(xiàn)。但分別從質(zhì)量、精度、沖裁力等方面的要求各自確定的合理間隙值不相同。 彎曲件的彈性回跳 彈性回跳是彎曲成形時(shí)常見的現(xiàn)象，彎曲件彈性回跳的結(jié)果，其彎曲半徑 r 和彎曲角與模具發(fā)生差異，與彎曲件要求的形狀和角度不一致。 中性層位置的內(nèi)移 板料彎曲時(shí)，外層纖維受拉，內(nèi)層纖維受壓，在拉伸與壓縮之間存在著一個(gè)既不伸長、也不 壓縮的纖維層，稱為應(yīng)變中性層。內(nèi)移結(jié)果：外層拉伸變薄區(qū)范圍逐步擴(kuò)大，內(nèi)層壓縮增厚區(qū)范圍不斷減小，外層的減薄量會(huì)大于內(nèi)層增厚量，從而使彎曲板料厚度變薄。相對寬度較大（ b/t﹥ 3）的板料彎曲，寬度方向的伸長和壓縮受到限制，材料不易流動(dòng)，因此，橫截面形狀變化不大，仍為矩形，僅在端部可能出現(xiàn)翹曲和不平，此外，塑性彎曲時(shí)，外緣表層的切向拉應(yīng)力最大，當(dāng)外層的合成力超過板料抗拉強(qiáng) σb 度時(shí)，就會(huì)沿著板料折彎線方向。 8) 繪制裝配圖及零件圖，并對關(guān)鍵零件進(jìn)行必要的剛度和強(qiáng)度校核。根據(jù)卸料裝置，可分為固定卸料板和彈性卸料板沖模 [15]。根據(jù)連續(xù)完成的沖壓工序的工藝作業(yè)類別又將級(jí)進(jìn)（連續(xù)）模分為：多工位級(jí)進(jìn)（連續(xù)）沖裁模、多工位 復(fù)合式級(jí)進(jìn)（連續(xù)）模兩種。 4）核算沖壓力，含沖壓附加壓力，諸如：卸料力、頂件力、卸件力、廢料切斷刀、拉深壓邊力、彈壓卸料板壓料力、彈性元件的彈力等。 （ 3） 用斜刃口模具沖裁 用普通的平刃口模具沖裁時(shí)，其整個(gè)刃口平面都同時(shí)接觸板料，幫在沖裁大型或厚板工件時(shí)，沖裁力往往很大。 （ 4）進(jìn)位限位裝置設(shè)計(jì)。對于沖裁件，要求外形簡單對稱，應(yīng)該避免沖裁件上過長的懸臂，其寬度要大 于料厚的兩倍。若采用單工序模，工序很多，工件小，手工操作，定位難達(dá)到精度，質(zhì)量難保證；若設(shè)計(jì)成復(fù)合模，模具制造難度大，且該工件批量生產(chǎn)，因此，采用多工位級(jí)進(jìn)模制造更為合理。 多工位級(jí)進(jìn)模是指模具上沿被沖原材料的直線送進(jìn)方向，具有至少兩個(gè)或兩個(gè)以上工位，并在壓力機(jī)的一次行程中在不同的工位上完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序的沖模。 沖裁件在條料或板料上的布置方法叫做排樣。 第三步：彎曲。1 ? 單步距材料利用率 ? 的計(jì)算：經(jīng)軟件計(jì)算零件展開面積 20 mms ? % ??????? SB sn? 擬定模具的總體結(jié)構(gòu) 由零件的結(jié)構(gòu)和以上的計(jì)算，估計(jì)整體模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是：模具采用后側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)柱模架，模具上模部 分主要由上模板，墊板，凸模固定板，擋料板等組成 ,下模部分主要由下模板，凹模等裝置組成。 L 落 = 2=。所以 壓力機(jī)的公稱壓力 應(yīng)該大于 ＝ 。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè) 備種類很多，選擇沖壓設(shè)備時(shí)主要考慮下述因素： 1）沖壓設(shè)備的類型和工作方式是否適用于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求； 2）沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的需要； 3）沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)面尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具； 4）沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。因?yàn)樗腥缦碌膬?yōu)點(diǎn)：凹模只是一塊板狀零件，較完整，使模具結(jié)構(gòu)較緊湊，設(shè)計(jì)和加工簡單，制造裝配比較方便，成本低；缺點(diǎn)是局部損壞后，不便于修理，對大一些的級(jí)進(jìn)模不利于加工，因此只適用于外形尺寸不大的場合。 采用配作法，計(jì)算凸?；虬寄Ｈ锌诔叽纾紫仁歉鶕?jù)凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大，變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計(jì)算。 凸模的刃口尺寸計(jì)算： 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 圖 剪切 異形孔尺寸 mmA )( ??? ???? mmA )( ??? ???? 材料為 Cr12MoV， 淬火硬度 為 HRC5860，尾部回火硬度 HRC4050。生產(chǎn)中， U形件彎曲模的凸、凹模單邊間隙一般可按如下公式確定： 彎曲有色金屬時(shí) Z=tmin+ct （ ） 式中 Z― 彎曲凸、凹模的單邊間隙； t― 彎曲件的材料厚度（基本尺寸）； tmin― 彎曲件材料的最小厚度； c― 間隙系數(shù)，可查模具手冊。 彎曲凸、凹模長度，凹模深度等工作部分尺寸，可根據(jù)彎曲件邊長、壓力機(jī)行程等條件，合理選取。一般總壓縮量取： ziz hh )~(? （ ） 橡膠墊的預(yù)壓縮量 zh 一般取其自由度高度 zih 的 10%~15%，即： ziy hh )~(? （ ） 故橡膠墊工作行程： ? ? ziyzg hhhh ~??? （ ） 根據(jù)所需工作行程，可求出橡膠墊自由高度 （ ） )~(gzi hh ?北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 經(jīng)分析計(jì)算本課題采用直徑為 40，高度為 40 的橡膠墊塊。 多工位級(jí) 進(jìn)模的凸模固定板一般結(jié)構(gòu)上都是必要的，它不僅要安裝許多凸模，還要安裝一些其他零件，所以，對多工位級(jí)進(jìn)模的固定板要求剛性和強(qiáng)度方面更要高一些，對固定板的厚度要求比普通沖模厚。 其具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下： 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 圖 擋料板 墊板 墊板主要用來承受凸模傳來的壓力，防止與模座接觸面受過大的沖壓力而出現(xiàn)凹坑，影響模具的正常工作。螺孔深度原則上比螺釘?shù)男M(jìn)的最小深