【正文】 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不超過其自由高度 zih 的 45%，否則會過早失去彈性而損壞。 結(jié)構(gòu)形式見下圖： 圖 右側(cè) 導料板 擋料塊 為準確控制條料的前進長度（即步進距離），在下模板上方左側(cè)固定 2 個擋料 塊 。安裝后的銷釘頭部均應在上下板平面之間。 固定零件 模柄的選擇： 北華大學學士學位論文 31 模柄是連接上模與壓力機的零件，在本工序中，選用了凸緣模柄（ GB/）。在模具中主要起定位的作用，同時也承受一定的側(cè)向力，常作為定位模具零件并與緊固螺釘配合使用。 為準確定位四個凸模，本套模具的凸模固定板相當重要。本次設計采用改進彎曲件局部結(jié)構(gòu)和選用合適材料來減少回跳。 凸模的圓角半徑 rp 等于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑 r，所以 rp＝ 16mm。 落料凸凹模設計 異型孔刃口尺寸的計算： 由于工件形狀復雜，為保證凸、凹模間一定的間隙值，必須 嚴格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。在圖 中將沖裁線按幾何圖形分成 L1L5共 五 組線段，每組線段都要計算出線段總長度，力作用點到 x 軸的距離及 y 軸的距離。 主要的計算 為合理設計模具和正確選用壓力機，必須計算沖裁力。即： η＝ AA0 100% （ ） 式中 η——材料的利用率 A0——工件的實際面積（ mm2） A——條料的使用面積（ mm2） 從上式可以看出，若能減少廢料面積，則材料利用率大大上升。當選用的幾個單工序模制造費用比復合模還高，生產(chǎn)批量又不大時，也可以考慮將工序組合起來，選用復合?；蚣夁M模生產(chǎn)。 （ 6）計算并確定沖模的壓力中心。一般采用如下幾中方法： （ 1）材料加熱紅沖 材料加熱后，抗剪強度大大地降低，比而降低沖裁力。一般均以其完成的沖壓工藝工序的名稱來命名：如只進行沖孔的稱之為沖孔模；只進行一次彎曲的稱為彎曲模。 3) 撰寫開題報告，要求 3000 字以上，主要介紹課題的目的意義、沖壓模具的發(fā)展概況、課題研究內(nèi)容、關鍵問題及解決思路、預期成果、進度安排等。 由應變中性層內(nèi)移可知，應變中性層處的纖維在彎曲前期的變形時切向壓縮，而彎曲后期必然是伸長變形，才能補償彎曲前期的纖維縮短，使其切向應變?yōu)榱恪Ｋ煞譃楣ぞ咦髦本€運動的壓彎和工具作旋轉(zhuǎn)運動的卷彎及滾壓三類。由此可知，塑性變形從刃口開始，隨著切刃的深入，變形區(qū)向板料的深度方向發(fā)展、擴大，直到板料的整個厚度方向上塑性變形，板料的一部分相對另一部分移動。 雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術水平已取得了很大的進步，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達數(shù)千家，成為國內(nèi)知名的 “模具之鄉(xiāng) ”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。 培養(yǎng)學生綜合運用所學知識分析問題和解決實際問題的能力、探求真理的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力并受到工程設計與科學理論結(jié)合的初步訓練等方面的能力。 課題的意義 模具是制造業(yè)的重要基礎工藝裝備，工業(yè)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品開發(fā)都離不開模具，用模具生產(chǎn)制件所達到的 (四高二低 )高精度，高復雜程度，高一致性，高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材，使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要。在廣東，一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入，例如科龍、美的、康佳和威力等集團都建立了自己的模具制造中心 。例如，精密加工設備還很少，許多先進的技術如CAD/CAE/CAM 技術的普及率還不高，特別是大型、精密、復雜和長壽命模具遠遠北華大學學士學位論文 3 不能滿足國民經(jīng)濟各行業(yè)的 發(fā)展需要。力矩將板料壓向整個厚度方向上產(chǎn)生塑性變形，板料的一部分相對于另一部分移動。這里采用第一種方法。而彎曲后期的纖維的伸長變形，一般來說，僅發(fā)生在應力中性層的外層纖維上。 4) 分析彈簧鋼片的圖樣和技術條件及其工藝性，確定沖壓工藝方案。 2）復合模 該類模具僅一個工位，在壓力機的一次行程中能完成 兩個或兩個以上沖壓工步，根據(jù)這類模具完成的沖壓工步的類別，可將其分為：沖裁式復合模、綜合式復合模兩種 [18]。但材料加后產(chǎn)生氧化到，故此法一般只適用于厚板或工件表面質(zhì)量及精度要不高的零件 [19]。 零件的工藝性分析 工藝分析包括技術和經(jīng)濟兩方面內(nèi)容。對于有精度要求的零件，為了避免多次沖壓的定位誤差，也應選用復合?；蚣夁M模沖壓。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料兩種。此零件的沖裁力由沖孔力， 側(cè)刃沖裁力，落料力， 彎曲力和 切斷 力組成。 L1 為 不規(guī)則圖形 ，其力在 x 方向的作用點可 按單凸模沖裁時壓力中心單獨算 出，位于距 半圓 圓心處；L L5是直線，力作用點位于直線中間； L2和 L3由圓組成，力的作用點位于圓心。對于沖制薄材料（因 Zmax與 Zmin的差值很?。┑臎_模，或沖制復雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模與凹模配合的加工方法。凹模圓角半徑 rd 不宜過小，以免彎曲時擦傷毛坯表面，同時凹模兩邊的圓角半徑應該相等。 四道工序的凹模為一共同體，如下圖： 圖 凹模 為完成連續(xù)加工，沖孔， 落料， 彎曲，切斷四道工序右由向左依次分布，各凸凹模間距的確定十分重要，間距分布如下： 圖 凹模間距 北華大學學士學位論文 26 級進模結(jié)構(gòu)零件的設計 橡膠墊的選擇 模具中所用的橡膠包括工業(yè)用普通橡膠，真空橡膠、聚氨酯橡膠等。其結(jié)構(gòu)設計如下： 圖 凸模固定板 注：加工時要保證各孔中心線的平行度 導料板 導料板主要用于引導條料沿一定方向送進，在級進模中它是最通用的一種導料裝置。 由于圓柱銷使用更廣更多，習慣上把圓柱銷簡稱為銷釘。固定段與上模座孔采用 H7/h6 過渡配合，裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄好。銷 釘頭部應倒角或倒圓，這樣拆裝過程中經(jīng)錘打其頭部有些變大，也不影響繼續(xù)使用。基本形式為平行的兩塊長條板，長度一般大于凹模，大出的部分底下有托料板，支承條料引入到模具里，厚度取 H＝ 410mm。 橡膠墊所產(chǎn)生的工作壓力計算 由公式： F=AP （ ） 式中 : F— 橡膠墊工作壓力 A— 橡膠墊橫截面積（ 2mm ） P— 單位壓力、與橡膠墊壓縮量、形狀有關，一般取用 2~3MP。 凸凹模的間隙 1. U形件彎曲模的凸、凹模單邊間隙 對于 U形件彎曲， 設計模具時應當確定合適的間隙值 。這種加工方法的特點是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，并且還可放大基準件的制造公差，使制造容易。故只需計算 x 方向的壓力中心。 用一般平刃口的凸模和凹模進行沖孔時，其沖裁力按下式計算： 北華大學學士學位論文 14 F沖 ＝ （ ） 式中 F沖 —— 沖裁力（ N） t—— 板料的厚度 （ mm） τ——材料的抗剪強度（ MPa） L—— 沖壓件的輪廓尺寸（ mm） 對于此零件，查《金屬牌號性能手冊》知τ =320MPa,板料厚度已知 t＝ 2mm，經(jīng) 計 算 得出 L 孔 ＝ πd 2 ＝ 2 16 ＝ 。本設計排樣如下： 圖 排樣圖 第一步：側(cè)刃沖裁→沖導正銷孔。因此： 北華大學學士學位論文 11 方案一和方案二：復合模極大地增加了制造加工難度，增加生產(chǎn)成本，延長加工周期，在實際生產(chǎn)中是不經(jīng)濟的。因此工藝分析，主要是討論在不影響零件使用的前擔下，能否以最簡單最經(jīng)濟的方法沖壓出來。特別是在幾個凸模直徑相差懸殊、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的擠壓力而產(chǎn) 生折斷或傾斜的。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、成形任意一個或一個以上變形工步的復合模，通稱其為綜合式復合模、多工位連續(xù)式復合模。 6) 具體結(jié)構(gòu)及零部件的工藝設計計算。 彎曲區(qū)板料厚度的變薄 板料彎曲時，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。在彎曲過程中，板料的彎曲半徑 r 與支點距離 s 隨凸模下行逐漸減小，而在彎曲終了時，板料與凸、凹模完全貼合。當切刃附近材料各層中達到極限應變與應力值時，便產(chǎn)生微裂，裂紋產(chǎn)生后，沿著大剪應變速度方向發(fā)展，直至上、下裂紋會合，板料就完全分離。 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類。例如，江蘇無錫的微研有限公司為一日本獨資企業(yè)，員工有 200 余人，擁有精密數(shù)控模具加工設備 60 余臺， 1998 年其模具產(chǎn)值超過 2 億元。因而，設計制造出高質(zhì)量的模具已勢在必行。 針對題目使學生得到機械原理、機械零件設計、機械制造技術基礎及模具設計與制造的綜合 訓練。 改革開放以來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化。統(tǒng)計顯示， 1996 至 2021 年，我國模具制造業(yè)的產(chǎn)值年均增長 14%到 15%。當凸模下降接觸板料，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。生產(chǎn)過程中通常選擇一個適當?shù)姆秶蜑楹侠淼拈g隙。而毛坯截面上的應力，在外層的拉應力過度到內(nèi)層壓應力時，發(fā)生突然變化或應力不連續(xù)的纖維層，稱為應力中性層。相對彎曲半徑 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）查閱相關資料，進行調(diào)研，熟悉課題。根據(jù)擋料形式，可分為因定擋料釘、活動擋料釘、活動擋料銷、導正銷和側(cè)刃定距沖模。根據(jù)計算總壓力選用設備的合理性、沖模裝夾是否困難，壓力機的形程、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。根據(jù)排樣圖確定擋料銷的位置及尺寸。 圖 零件圖 此零件的材料是彈簧鋼 Q235，其有關參數(shù)查《模具設計手冊》知 ： 抗剪強度： τ＝ 310— 380MPa 抗拉強度： σ b＝ 440— 470 MPa 延伸率： δ＝ 21— 25％ 屈服點 ： s? ＝ 240MPa 沖壓工藝方案的擬定 選定設計方案 假設給出三個備選方案： 方案一：落料，沖孔，彎曲單工序模； 方案二：沖孔、落料復合模 ,彎曲單工序模； 方案三：沖孔、落料、彎曲級進模； 一般來說，小批量生產(chǎn)，常選用單工序簡單模。排樣不合理就會造成浪費，衡量排樣經(jīng)濟性的標準是材料的利用率。卸料方式采用彈性卸料，以 橡膠 為彈性元件。 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，沖壓模具的壓力中心一定要與壓力機的滑塊中心重合，因此，設計模具時要使模具的壓力中心通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心和沖床滑塊中心重合 。另外，凹模的形孔，步距等精度完全靠機床的坐標精度來保證，無法通過調(diào)節(jié)來提高精度。 彎曲凸凹模的設計 凸凹模的圓角半徑 當 r（ 5~8） t（ t 為板料厚度）時，工件彎曲半徑變化不大，只考慮角度回彈。 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。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，高時取 5560HRC。但有時為了便于加工，將板料的螺孔加工成通孔。 導柱、導套和上、下模座板的配合尺寸：