【文章內容簡介】 性工件名稱：側彎支座生產(chǎn)批量：100 萬件 材 料：2A12M厚 度：1mm 圖 21 制件圖（二） 工件的平面展開如下： 中北大學信息商務學院 2022 屆本科畢業(yè)論文第 8 頁 共 37 頁 圖 22 制件展開圖3 零件的工藝性分析 零件的工藝性分析 零件材料分析該零件材料采用 2A12M 板，材料較軟，彈性變形量較小，沖裁后的回彈值亦小，因而沖裁零件精度也高。查劉建超所編的《沖壓模具設計與制造基礎》 可27P知其抗剪強度 ，抗拉強度 ，斷后伸長率 ，該材MPab30??40bMPa??%31??料適合沖裁及彎曲。 零件結構分析該零件外形不規(guī)則，整體為一叉形的彎曲件，有 4 處需彎曲，既有沖裁也有彎曲，所以應分別對其結構進行工藝分析并綜合考慮。：沖裁件上有孔，為避免工件變形和保證模具強度，孔邊距不能過小，一般要求 C′(～2)t 所以由零件圖可知：C′=32t=2因此孔與邊距之間的最小距離滿足工藝性要求。：孔邊與直壁之間應保持一定距離，一般取L ，而工件上的孔與直壁之間的距離 L= =1，?? ??壁距離滿足要求。查 ，孔邊至彎曲半徑中心的距離按料厚確定，當 t2mm15~4P時 ，此工件的 ，滿足要求。此零件圓角半徑tl mtl7.??R=2=，均滿足彎曲時的工藝性要求 。]7[綜上所述，所以此零件的結構滿足沖裁、彎曲工藝性要求。 零件的尺寸精度 工件雖然只有兩處彎曲有公差要求，但是沖裁精度直接影響彎曲精度。 沖壓工藝經(jīng)濟性分析中北大學信息商務學院 2022 屆本科畢業(yè)論文第 9 頁 共 37 頁（1）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領。年產(chǎn)量：100 萬件／年，屬于大批量生產(chǎn)。沖壓加工方法是一種先進的工藝方法，因其產(chǎn)品質量穩(wěn)定、材料利用率高、操作簡單、生產(chǎn)率高等諸多優(yōu)點而被廣泛使用。由于模具制造成本高，沖壓加工的單件成本主要取決于生產(chǎn)批量的大小，它對沖壓加工的經(jīng)濟性起著決定性作用。批量越大，產(chǎn)品的單件成本就越低，批量小時，沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯，所以，要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)綱領，進行沖壓加工的經(jīng)濟性分析。此零件精度要求較高，工位多，生產(chǎn)批量大。所以采用有導向級近模進行沖壓生產(chǎn)，才能保證產(chǎn)品的質量，滿足生產(chǎn)率要求，雖然模具制造難度較大，但是由于生產(chǎn)量大，所以總的生產(chǎn)成本還是不高。 零件的工藝性分析結論通過工藝分析，發(fā)現(xiàn)此工件沖裁和彎曲的工藝性都較好，工藝過程簡單，雖然模具結構比較復雜，但是壽命較長，產(chǎn)品質量穩(wěn)定、操作方便等。4 沖壓工藝方案的確定 沖壓工藝方案的確定 總體的設計方案及可行性的分析方案 1：先落料，再沖裁，然后再完成兩次 U 彎形和兩次向下彎曲，采用單工序摸生產(chǎn)。 方案 2：落料—沖裁—然后再完成兩次 U 彎曲和兩次向下彎曲，采用復合模生產(chǎn)。 方案 3：沖孔—切舌、兩次 U 彎曲、側向彎曲最后切斷，級進沖壓，采用級進模生產(chǎn)。 比較各方案方案一，模具結構簡單，但需多道工序，多副模具，成本較高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二，只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)率較高，模具制造復雜，難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，操作不方便。方案三，也只需一副模具，操作方便，工件的精度也能滿足要求。通過對上述三種方案的分析比較，該件沖壓生產(chǎn)采用方案三級進模生產(chǎn)為佳。中北大學信息商務學院 2022 屆本科畢業(yè)設計說明書第 10 頁 共 37 頁 模具總體結構設計 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級進模沖壓，所以模具類型為級進模。 操作方式選擇選擇自動送料操作方式，模具相對于模架采用從前往后的縱向送料方式還是采用從左向右的送料方式，這主要取決于凹模的周界尺寸，采用從左向右的橫向送料方式。 定位方式的選擇工序件的定位分縱向和橫向，因為該模具采用的是條料，無側壓裝置。采用導料桿導向，由模外的自動送料裝置自動將料送進，用導正銷精定距。 卸料出件方式的選擇此零件沖壓工序應有卸料機構，又由于工件料厚為 1mm，相對較薄，卸料力較小，所以選用彈性卸料板，彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，彈性卸料下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)率。 導向方式的選擇因為工件精度要求較高，所以采用對角導柱的導向方式，模具的偏斜，有卸料板、凹模與固定板另有四對小導柱作精導向，保證模具的導向精度和工作穩(wěn)定。中北大學信息商務學院 2022 屆本科畢業(yè)設計說明書第 11 頁 共 37 頁5 模具工藝與設計計算 排樣方式的確定及其計算設計級進模，首先要設計條料的排樣圖。根據(jù)零件的展開圖來看，零件的外形近似于 T，應采用豎直排切邊型工序排樣。零件的外形比較復雜，單獨沖裁比較復雜，但是如果以兩個為一組就比較簡單了。因此采用豎直排切邊型工序排樣，排樣采用沖切制件外形余料，條料的一側和中間留載體的方式在制件壓彎成形之后通過切除載體獲取制件的方法進行沖壓加工 。根據(jù)料厚 t=1mm，查劉建超所]8[編的《沖壓模具設計與制造》 ，表 ，可知最小搭邊值分別為垂直65Pa=，水平 =，取 =5mm， =2mm， = 這樣可節(jié)1a上a下 中 間a省點材料。設計排樣圖如下圖：圖 51 側彎支座條料排樣圖（橫排）此排樣圖中條料寬度為 60mm，各工位之間工步為 50mm排樣設有 8 個工位，個工位的沖壓順序是：工位 1：側刃定距和沖導正空；工位 2：異型沖裁；工位 3：沖切分隔；工位4：切舌；工位 5：向下彎曲；工位 6：向上彎曲；工位 7：側向彎曲；工位 8：切斷沖裁。 中北大學信息商務學院 2022 屆本科畢業(yè)設計說明書第 12 頁 共 37 頁 排樣利用率的計算由零件的展開圖在 CAD 用計算機算得一個零件的面積為 2m一個進距內的坯料面積：BXS=50X60=3000 ，2m因此材料利用率為：η=(A/BS)X100%=()X100%=%同理可算得圖 411 的材料利用率為 %.雖然此材料利用率比較高，所以此種排樣方法是一種較好的排樣。 沖裁力的計算 沖裁力一般按下式計算： bKLtF??式中： ——沖裁力；F L——沖裁周邊長度； t——料厚； b?——材料抗剪強度；K——修正系數(shù)，一般取 。?K根據(jù)零件展開圖的尺寸可以計算出排樣圖的尺寸如下圖： 圖52排樣圖尺寸中北大學信息商務學院 2022 屆本科畢業(yè)設計說明書第 13 頁 共 37 頁各工位的沖裁力計算如下： 表 51 各沖裁力的計算部位 L/mm F/n 部位 L/mm F/n沖導正孔 4m? 沖切分離 D區(qū)50 19500A 區(qū)側刃切除52 20280 切舌沖裁 E 區(qū) B 區(qū)異型沖裁 切斷沖裁 F 區(qū)16 6240B 區(qū)異型沖裁 切斷沖裁 F 區(qū)16 6240C 區(qū)異型沖裁 總計 由計算可知總的沖裁力為 。 卸料力、推件力的計算卸料力、推件力按下式計算：卸料力： 總卸卸 FK?式中： ——沖裁力；總 ——卸料力、推件力系數(shù)；推卸 n——同時卡在凹模內的沖裁件或廢料的數(shù)目： thn?式中： ——凹模洞口的直壁高度；h t——板料厚度；中北大學信息商務學院 2022 屆本科畢業(yè)設計說明書第 14 頁 共 37 頁查《沖壓工藝及模具設計手冊》表 213 得：卸料力系數(shù)： =；卸K推件力系數(shù)： =；推定件力系數(shù)： =；頂查《沖壓工藝及模具設計手冊》表 221， ，取 =5mm，則 =553??hh51htn?制件的卸料力、推件力分別為： 卸料力： = = FK?? 推件力： = = n 彎曲部分的計算 彎曲力按下式計算U 形件彎曲力： trKBFbU???V 形件彎曲力： tbV26.各工位的彎曲力計算如下：第五工位：兩側向下彎曲為 U 型彎曲1F＝ Nr??????形切舌的向下彎曲為Ｖ型彎曲： 22 ?????形第六工位：此工位的彎曲為校正彎曲： FQA?校式中： 為單位校正力，其值可查得為 15 ； 為校正部分的投影面積，MPaA由零件尺寸可算的 。所以172034?153401F??校第七工位：下端的向下彎曲為Ｖ型彎曲中北大學信息商務學院 2022 屆本科畢業(yè)設計說明書第 15 頁 共 37 頁3F? Nr??????. 164bVt ?形推件力的計算： ??0.~8FF??推 件 自 由可以算得： ??1235??推 件 總的工作力的計算 123FFFF???總 沖 裁 彎 曲 沖 裁 力 推 件 校 ?? 壓力機公稱壓力的確定壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖裁時的的總力?？紤]到所選用的卸料裝置方式是彈性卸料裝置，因此壓力機的公稱壓力為： ZFP)~2(0?=(~) = ?? 壓力設備的初步確定 ：]10[（1）根據(jù)模具結構選擇壓力機類型和形成次數(shù)。（2）選擇壓力機的閉合高度與模具匹配。（3）模柄的直徑、長度尺寸是否與壓力機的滑塊柄孔直徑、深度尺寸相當。（4）根據(jù)壓力機模具的尺寸大小、安裝和進出料防人等情況選定。（5）壓力機應該使用方便安全。查《沖壓工藝及模具設計手冊》得選用開式可傾臺壓力機，壓力機型號為 J23其技術規(guī)格及其參數(shù)如下：滑塊行程 7080滑塊行程次數(shù) 100最大閉合高度 360閉合高度的調節(jié)量 70中北大學信息商務學院 2022 屆本科畢業(yè)設計說明書第 16 頁 共 37 頁墊板厚度 20 壓力中心的確定及相關計算此級進模有多個凸模，所以應先確定各凸模的壓力中心后，再計算模具的壓力中心。計算步驟如下：圖 53 壓力中心確定在任意位置畫出坐標軸 ， 。由上圖中個部分尺寸可以求出各 A~K 各個工xy作區(qū)的形心的位置 A 為（105，）B 為（125， ）C 為（50，）D 為（50，1187 ） E 為（0， 13）F 為（25，）G 為（75，）H 為（75，）I 為（125 ， ）J 為（175，8）K 為（225，17） ，然后根據(jù)各個工作區(qū)的工作力求出工作區(qū)域對原點的合力矩。在壓力中心處的合力矩應該為零，如果計算結果不為零，則移動坐標原點的位置，使最終的合力矩值為零。經(jīng)過多次計算得出此模具的壓力中心為（－５，－５） 沖裁凸凹模刃口尺寸及公差 凸凹模刃口尺寸計算原則確定沖裁凸凹模刃口尺寸應區(qū)分落料和沖孔，并遵循如下原則：。以凹模為基準，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。，要考慮工件精度與模具精度的關系，既要保證工件的精度要求。又要保證有合理的間隙值。“入體” 原則標注為單向公差。12345678XA IJ中北大學信息商務學院 2022 屆本科畢業(yè)設計說明書第 17 頁 共 37 頁 凸凹模刃口尺寸計算方法由于沖模加工方法不同，沖裁刃口尺寸的計算方法也不同，基本上可分為兩類。（1）落料設工件的尺寸為 ，根據(jù)計算原則，落料時以凹模為設計基準，首先確定0??D凹模尺寸，凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸。 AxA?????0ma)( inTZDT?（2）沖孔設沖孔尺寸為 ，根據(jù)計算原則，沖孔時以凸模為設