【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)上，單工序模具就更能滿足這一要求，所以就顯得更實(shí)用一些。 模具比較 復(fù)合模的特點(diǎn)與單工序模相比，生產(chǎn)效率高，設(shè)備利用率高。在一副模具中，可以完成落料、沖孔和其他成形等多種工序，減少了模具周轉(zhuǎn)與定位過(guò)程。保證模具強(qiáng)度，延長(zhǎng)模具壽命。另外級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具制造精度高，模具制造、調(diào)試和維修難度大。車間占地大，模具尺寸大。中間不能進(jìn)行熱處理和軟化處理。復(fù)合?？梢?，在同一部位上完成落料和沖孔，從而保證沖裁件的內(nèi)空和外徑的相對(duì)位置監(jiān)督和平正性，此外，生產(chǎn)效率高且條料的定位精度的要求比較小。 工藝方案分析 根據(jù)本零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工操縱桿總共有沖孔、落料、沖突、彎曲 4 個(gè)工序，其中孔有 2 組，根據(jù)老師的經(jīng)驗(yàn)介紹，大致列出了 3 中加工零件的方法:(1) 5 副單工序模具包括沖孔模 2 副、落料模、沖凸模、彎曲模8 / 70(2) 3 副模具包括多工位的沖孔落料級(jí)進(jìn)模，沖凸模、彎曲模(3) 2 副模具包括一副復(fù)合模，和一副彎曲模 方案 1 的模具設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單，工件和計(jì)算量小，生產(chǎn)效率低下，需要較多的人力幫助，資源空間的消耗較大。方案 2 的模具設(shè)計(jì)制造相對(duì)于方案 1 復(fù)雜些，工作和計(jì)算量稍大，產(chǎn)品的精度相對(duì)高，生產(chǎn)效率相對(duì)高，總體來(lái)說(shuō)明顯優(yōu)于方案 1。方案 3 的模具設(shè)計(jì)制造復(fù)雜，工作和計(jì)算量大，產(chǎn)品精度高，生產(chǎn)效率高，是 3 個(gè)方案中效率最高的。 工藝方案的確定 從以上三個(gè)方案中不難發(fā)現(xiàn)，方案 1 簡(jiǎn)單；方案 2 中等；方案 3 復(fù)雜。并且其生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度也存在差距，考慮到生產(chǎn)效率方案 1 肯定是不會(huì)選用。由于本零件的加工特性決定后兩步工序采用單工序模，前兩步是簡(jiǎn)單的沖孔落料。復(fù) 合 沖裁 可 用 于 各 種 尺 寸 的 工 件 。 級(jí) 進(jìn) 沖 裁 可 以 加 工 形 狀 復(fù) 雜 、 寬 度 很 小 的 異 形 零 件 ，且 可 沖 裁 的 材 料 厚 度 比 復(fù) 合 沖 裁 要 大 。 但 級(jí) 進(jìn) 沖 裁 受 壓 力 臺(tái) 面 尺 寸 與 工 序 數(shù) 的 限制 ， 沖 裁 工 件 一 般 為 重 、 小 型 件 。 再 考慮到經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益，所以還是選用方案 2 包括一個(gè)沖孔落料級(jí)進(jìn)模、沖凸模、彎曲模。第四章 操縱桿沖孔落料級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)和計(jì)算 沖壓工藝計(jì)算9 / 70工藝計(jì)算是模具的基礎(chǔ)，只要正確的計(jì)算出各道工序的凸凹模尺寸、沖壓力、毛坯尺寸等，才能設(shè)計(jì)出正確的模具。本設(shè)計(jì)中的工藝計(jì)算比較多，具體計(jì)算如下： 沖裁力的計(jì)算沖 裁 力 是 沖 裁 力 、 卸 料 力 、 推 件 力 和 頂 料 力 的 總 稱 。沖 裁 力 是 凸 模 與 凹 模 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 使 工 件 與 板 料 分 離 所 需 要 的 力 ， 它 與 材 料 的 厚 度 、工 件 的 周 長(zhǎng) 、 材 料 的 力 學(xué) 性 能 等 參 數(shù) 有 關(guān) 。 沖 裁 力 是 設(shè) 計(jì) 模 具 、 選 擇 壓 力 機(jī) 的 重要 參 數(shù) 。 計(jì) 算 沖 裁 力 的 大 小 是 為 了 合 理 的 利 用 沖 壓 設(shè) 備 和 設(shè) 計(jì) 模 具 。 選 用 沖 壓 設(shè)備 的 標(biāo) 稱 壓 力 必 須 大 于 所 計(jì) 算 的 沖 裁 力 ， 所 設(shè) 計(jì) 的 模 具 必 須 能 夠 傳 遞 和 承 受 所 計(jì)算 的 沖 裁 力 ， 以 適 應(yīng) 沖 裁 的 要 求 。 根 據(jù) 圖 上 的 表 示 零 件 上 一 共 有 4 個(gè) 孔 分 兩 兩 計(jì) 算 沖 孔 孔 力 ， 由 于 是 級(jí)進(jìn) 模 沖 孔 和 落 料 的 沖 壓 力 計(jì) 算 要 一 起 進(jìn) 行 。 兩 個(gè) 小 孔 的 沖 裁 力 計(jì) 算 式 中 ——沖 裁 力 mmF——零 件 剪 切 周 長(zhǎng) mmL——材 料 厚 度 mmt——抗 拉 強(qiáng) 度b?MPa其中要沖兩個(gè)孔，所以總的力為沖兩個(gè)大孔的沖裁力計(jì)算 由于要沖兩個(gè)孔，所以總的力為L(zhǎng) 約等于 140mm 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用彈性卸料裝置，則 10 / 70 為卸料力可以通過(guò)查表獲得， =則總的沖裁力為 沖孔落料的有關(guān)計(jì)算 凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 在計(jì)算凸模和凹模刃口尺寸時(shí)，落料以凹模刃口尺寸為基準(zhǔn)，而沖孔以凸模為基準(zhǔn)，并根據(jù)基準(zhǔn)件的刃口尺寸確定非基準(zhǔn)件的刃口尺寸。其零件的尺寸如圖，其凸凹模刃口尺寸計(jì)算采用凸模與凹模分別加工的方法。直徑為 5mm（上偏差為+，下偏差為 0,.05mm） ，直徑為 的圓（上偏差為 ） 。先確定凸模的刃口尺寸,再加上便是凹模刃口尺寸。 式中、:沖孔落料凸、凹模刃口尺寸（min）: d:領(lǐng)進(jìn)孔徑公稱尺寸（min） ：零件公差（mm） ：最小合理間隙（mm） x :磨損量，磨損系數(shù) x 是為了使零件的實(shí)際尺寸盡量接近零件公差帶的中間尺寸。X 值在 之間，與零件的制造精度有關(guān)。零件精度為 1T111T13 時(shí)，x=。零件精度為 1T10 以上時(shí)，x=；零件精度為 1T14 時(shí)，x= 圖 操縱桿沖孔圖根據(jù)上述的公式可以計(jì)算出沖孔凸、凹模的刃口尺寸11 / 70() (上偏差為 )（）(下偏差為 )落料凸、凹模的刃口尺寸按照凹模為基準(zhǔn)。其零件的尺寸如圖 ，其凸模按照凹模配做按照 H7/f6 配做按照尺寸分類可以分為三類如圖 所示。1. 凹模磨損后變大的尺寸：A1，A2，及 A3，A4，A52. 凹模磨損后變小的尺寸：B13. 凹模磨損后不變的尺寸：C1，C2，C3，C4.圖 零件尺寸圖 凹模圖變大的尺寸 A 類按12 / 70變小的尺寸 B 類按不變的尺寸 C 類按當(dāng)制件的尺寸是 C 的尺寸為時(shí) 時(shí)當(dāng)制件的尺寸是 C 的尺寸為時(shí) 時(shí)當(dāng)制件的尺寸是 C 的尺寸為 C 時(shí) 時(shí)通過(guò)計(jì)算查表得到 A1= （上偏差為 ）A2=(上偏差為 )A3=(上偏差為 )A4=(上偏差為 )A5=(上偏差為 )B1=(下偏差為 )C1=(上下偏差為 mm)C2=(上下偏差為 mm)C3=(上下偏差為 mm)C4=(上下偏差為 mm) 凸、凹模的設(shè)計(jì)由于孔都比較小所以采用圓柱頭直桿圓凸模，材料為 Cr12MoV。圓柱頭直桿圓凸模設(shè)計(jì)制造比較簡(jiǎn)單加工簡(jiǎn)便，適合于孔比較小的模具上。沖孔凸模結(jié)構(gòu)及尺寸查表繪制如圖 、 所示13 / 70圖 直徑 的圓凸模圖 直徑 的圓凸模落料件的凹模如下圖 所示14 / 70圖 落料件的凹模尺寸 設(shè)備的確定 模架的選擇模 架 有 后 側(cè) 導(dǎo) 柱 模 架 、 中 間 導(dǎo) 柱 模 架 、 對(duì) 角 導(dǎo) 柱 模 架 、 四 角 導(dǎo) 柱 模 架 四 種 結(jié)構(gòu) 。 模 架 包 括 上 模 座 、 下 模 座 、 導(dǎo) 柱 和 導(dǎo) 套 四 個(gè) 部 分 。 沖 壓 模 具 的 全 部 零 件 都 安裝 在 模 架 上 。 根 據(jù) 模 架 的 導(dǎo) 向 用 的 導(dǎo) 柱 和 導(dǎo) 套 的 配 合 性 質(zhì) 分 為 滑 動(dòng) 導(dǎo) 向 模 架 和 滾動(dòng) 導(dǎo) 向 模 架 兩 大 類 。 為 了 縮 短 模 具 制 造 周 期 ， 降 低 成 本 ， 我 國(guó) 制 定 了 一 套 模 架 的標(biāo) 準(zhǔn) ， 稱 為 標(biāo) 準(zhǔn) 模 架 ， 后 側(cè) 導(dǎo) 柱 模 架 的 特 點(diǎn) 是 導(dǎo) 向 裝 置 的 后 側(cè) ， 橫 向 和 縱 向 送 料都 比 較 方 便 ， 但 如 果 有 偏 心 載 荷 ， 壓 力 機(jī) 導(dǎo) 向 有 不 精 確 ， 就 會(huì) 造 成 上 模 歪 斜 ， 蹈向 裝 置 和 凸 凹 模 都 容 易 模 損 ， 從 而 影 響 模 具 壽 命 。 此 模 架 一 般 用 于 較 小 的 沖 模 。沖 模 模 架 技 術(shù) 要 求 如 下 ：(1) 裝 入 模 架 的 每 對(duì) 導(dǎo) 柱 和 導(dǎo) 套 的 配 合 間 隙 值 應(yīng) 符 合 要 求 。(2) 裝 配 后 的 模 架 ， 其 上 模 座 沿 導(dǎo) 柱 上 下 移 動(dòng) 應(yīng) 平 穩(wěn) 而 無(wú) 滯 住 現(xiàn) 象 。(3) 裝 配 后 的 導(dǎo) 柱 ， 其 固 定 端 面 與 下 模 座 下 平 面 應(yīng) 保 留 1~2mm 距 離 ， 選 用B 型 導(dǎo) 套 時(shí) ， 裝 配 后 其 固 定 端 面 應(yīng) 低 于 模 座 上 平 面 12mm。模 架 的 各 個(gè) 零 件 工 作 表 面 不 允 許 有 裂 紋 和 影 響 使 用 的 沙 眼 、 縮 孔 、 機(jī) 械 損 傷15 / 70等 缺 陷 。在 保 證 本 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 質(zhì) 量 的 情 況 下 ， 允 許 用 其 他 工 藝 方 法 固 定 導(dǎo) 柱 、 導(dǎo) 套 ， 其零 件 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 允 許 作 相 應(yīng) 改 動(dòng) 。1. 模 架 尺 寸 的 確 定由 于 采 用 手 工 送 料 ， 考 慮 到 開(kāi) 敞 性 及 送 料 方 便 ， 選 后 側(cè) 導(dǎo) 柱 模 架 。 根 據(jù) 凹 模周 界 選 擇 模 座 。 如 圖 圖 查參考文獻(xiàn) 分別選擇上下模座上模座：200mm下模座：200mm 材料為 HT200查參文獻(xiàn) 分別選擇導(dǎo)柱，導(dǎo)套導(dǎo)柱：28 GB/ ； 材 料 為 20；導(dǎo) 套 ： 35mm105mm43mm GB/； 材 料 為 20。圖 上模座16 / 70 圖 下模座2．模具的閉合高度H=40mm+8mm+40mm+35mm+20mm+2mm+50mm+60mm=245mm校 核 ： 沖 模 的 閉 合 高 度 應(yīng) 介 于 壓 力 機(jī) 的 最 大 密 封 高 度 及 最 小 封 閉 高 度 之 間 ，一 般 取 ： ,即 ， 滿 足 條 件 。mHmH10in5ax??? 壓力中心的計(jì)算沖 壓 力 合 力 的 作 用 點(diǎn) 稱 為 沖 模 壓 力 中 心 。 沖 模 壓 力 中 心 應(yīng) 盡 可 能 和 模 柄 軸 線以 及 壓 力 機(jī) 滑 塊 中 心 重 合 ， 以 使 沖 模 平 穩(wěn) 工 作 ， 減 少 導(dǎo) 向 件 的 磨 損 ， 提 高 模 具 及壓 力 機(jī) 壽 命 。本設(shè)計(jì)中采用的是拉深沖裁多工位級(jí)進(jìn)模，其壓力中心采用以下的方法計(jì)算，由于各道工序的沖裁力可以計(jì)算出來(lái)的，如圖 所示，假使壓力中心離第二道沖孔的距離為 X。17 / 70F1=70KN F2= F3= 圖 力矩圖F1x() =F2x X +F3(+X)70KNx ()= xX+(+X)X= 約等于 12mm 壓力機(jī)的選擇壓 力 機(jī) 的 型 號(hào) 的 確 定 主 要 取 決 于 沖 壓 工 藝 的 要 求 和 沖 模 結(jié) 構(gòu) 情 況 ， 選 用 壓 力機(jī) 時(shí) ， 必 須 滿 足 以 下 要 求 ：壓 力 機(jī) 的 公 稱 壓 力 必 須 大 于 沖 壓 計(jì) 算 的 總 壓 力 。壓 力 機(jī) 的 裝 模 高 度 必 須 符 合 模 具 閉 合 高 度 的 要 求 ，即 Hmax5mm》 Hm《 Hmin+10mm 式 中 Hmax、 Hmin 分 別 為 壓 力 機(jī) 的 最 大 最 小裝 模 高 度 （ mm）壓 力 機(jī) 的 滑 塊 行 程 必 須 滿 足 沖 壓 件 的 成 型 要 求 。 對(duì) 于 拉 伸 工 藝 ， 為 了 便 于 放料 和 取 料 ， 其 行 程 必 須 大 于 拉 深 件 高 度 的 2～ 倍 。為 了 便 于 安 裝 模 具 ， 壓 力 機(jī) 的 工 作 臺(tái) 面 尺 寸 應(yīng) 大 于 模 具 尺 寸 ， 工 作 臺(tái) 面 上 的孔 應(yīng) 該 保 證 沖 壓 件 或 廢 料 能 落 下 來(lái) 。模 柄 孔 和 模 柄 尺 寸 應(yīng) 匹 配 。根 據(jù) F 總 《 （ 70%～ 80%） F， 總 的 沖 裁 在 已 經(jīng) 計(jì) 算 出 來(lái) 。 考 慮 上 述的 選 擇 壓 力 機(jī) 的 要 求 ， 選 擇 的 壓 力 機(jī) 為 JB2316.此壓力機(jī)的有關(guān)主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力（F）250KN 公稱壓力行程（S）6mm 固定滑塊行程（S ）80mm 最大閉合高度 250mm 模柄孔尺寸（直徑*深度）?50*70。 排樣的意義和材料利用率 18 / 70 排樣的意義沖 裁 件 在 條 料 、 帶 料 或 板 料 上 的 布 置 方 法 叫 排 樣 。 排 樣 合 理 就 能 用 相 同 的材 料 沖 出 更 多 的 零 件 來(lái) ， 降 低 材 料 消 耗 。 大 批 量 生 產(chǎn) 時(shí) ， 材 料 費(fèi) 用 一 般 是 沖 裁 件的 成 本 的 60%以 上 。 因 此 ， 材 料 的 經(jīng) 濟(jì) 利 用 率 是 一 個(gè) 重 要 的 問(wèn) 題 ， 特 別 對(duì) 于 貴 重的 有 色 金 屬 。 排 樣 的 合 理 與 否 將 影 響 到 材 料 的 經(jīng) 濟(jì) 利 用 率 、 沖 裁 件 質(zhì) 量 、 生 產(chǎn) 效率 、 模 具 結(jié) 構(gòu) 與 壽 命 、 生 產(chǎn) 操 作 方 便 與 安 全 等 。排 樣 的 意 義 就 在 于 保 證 用 最 低 的 材 料 消 耗 和 最 高 的 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 得 到 合 格 的 零件 。 圖 排樣示意圖1 帶料寬度確定條料寬度的原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周圍有足夠的搭邊值：最大條料寬度能在導(dǎo)料板間傳送