【導(dǎo)讀】在激烈的市場競爭中,產(chǎn)品投入市場的快慢往往是成敗的關(guān)鍵。用日益廣泛的今天,縮短模具開發(fā)的周期就成為一種必然趨勢。本次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計一套機(jī)架框冷沖模具。過利用Pro/E、CAD等電腦軟件技術(shù)來縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。

　　

【正文】 ? N。 沖孔時的卸料力 根據(jù)文獻(xiàn) [11]公式 2FKF 卸卸 ? （ 62） 其中： F2 — 沖孔力 (N)； K卸 — 系數(shù)。 K卸 =。 故 F 卸 =K卸 F2 = 103 = 103 N 推件力計算 根據(jù)文獻(xiàn) [11]公式： 2FnKF 推推 ? （ 63） 其中： F2 — 沖孔力 (N)； K推 — 系數(shù)。 K推 = n— 卡在凹模洞口的工件 (或廢料 )數(shù)目 , 15 53hn t? ? ? 取凹模刃口形式為上小下大的形式。 故 F推 =nK推 F2 =(5 103 )N= 103 N 選擇沖床時的總壓力 選擇沖床時的總壓力為 ： F 2總 =F2 + F卸 +F推 =++= 本科畢業(yè)論文 確定模具壓力中心 按比例畫出零件形狀，與落料模選定同一坐標(biāo)系 XOY。因零件孔不對稱，故 Xc 與 Yc 都需計算。根據(jù)文獻(xiàn) [11]將工件沖裁周邊分成 L1，L2，…， L6基本線段，求出各段的重心： L1= X1= Y1=214 L2= X2=－ Y2=214 L3= X2=470 Y3=214 L4= X4=－ 596 Y4= L5= X5=571 Y5= L6= X6=－ 70 Y6= 由公式： C LiXiX Li??? （ 64） 由此可計算得 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 61 2 3 4 5 6 2 8 5 . 2 2C L X L X L X L X L X L XX L L L L L L? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?mm 由公式： C LiYiY Li??? （ 65） 同理計算得 1 8 5 .1CLi YiY Li????mm 故壓力中心坐標(biāo)值為（ ,） 計算凸模、凹模設(shè)計尺寸 刃口尺寸 沖孔時，尺寸是由凸模決定的，因此應(yīng)以沖孔凸模為設(shè)計基準(zhǔn)。根 本科畢業(yè)論文 據(jù)文獻(xiàn) [4]表 21 得間隙值 Zmin = Zmax =. 凸、凹模制造公差由表 36 ??4 查得： 對于 ? 15 的孔： ? 凸 = 對于 ? 12 的孔： ? 凸 = 對于 ? 11 的孔： ? 凸 = 用分別加工法計算凸模： 根據(jù)公式： 凸）（凸 ????? xdd ， （ 66） 其中： 凸d — 凸模尺寸 (mm)； d — 工件基本尺寸 (mm)； x — 系數(shù)，按工件精度查得 ]9[ ： x =； 當(dāng)工件公差為 IT10 以上時， 取 x=1 當(dāng)工件公差為 IT13～ 11時， 取 x= 當(dāng)工件公差為 IT14 以上時， 取 x= ? — 工件公差 (mm)； 凸? — 凸模制造公差 (mm)。 則各凸模各部分尺寸為： 對于Φ 15 孔 0 ?? ???? ）（凸d mm 對于Φ 11 孔 0 ?? ???? ）（凸d mm 對于Φ 12 孔 0 ?? ???? ）（凸d mm 本科畢業(yè)論文 對于 11 125 鈑金槽 R凸 =（ + ） ? mm 凹模工作部分尺寸按凸模配制，保證雙面均勻間隙為~ mm。 沖孔位置公差 本沖裁件的經(jīng)濟(jì)精度不高，為 IT13 級，沖孔比落料精度高 1 級，沖裁件的尺寸公差、孔中心距的公差 及孔對外輪廓邊緣的 公差 分別如表61— 63 所示 表 61 沖裁件內(nèi)、外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 表 62 兩孔中心距公差 表 63 孔中心與邊緣尺寸公差 本科畢業(yè)論文 模具總體設(shè)計主要零部件設(shè)計 模具主要零部件的設(shè)計 a)凹模計算 根據(jù)文獻(xiàn) [11]， 125?b mm， 3?t mm， 根據(jù)公式： KbH? （ 67） HC 2? （ 68） H= Kb= 125=30， C=2H=60 其中： H— 凹模厚度 (mm)； C— 凹模壁度 (mm)； b— 最大外形尺寸 (mm)； t— 材料厚度 (mm)。 根據(jù)凹模厚度和壁厚及工件尺寸 ,可以計算凹模的外形尺寸 :長度、寬度和厚度為 )30355750( ?? mm b）凸模及相關(guān)組件的設(shè)計 凸模組件有一般包括凸模、凸模固定板以及墊板等。對于該沖孔模采用的 結(jié)構(gòu)形式為臺階的形式， ? 1 12小孔孔為第一層， ? 1鈑金槽大孔層為第二層，大孔層比小孔層長約 2mm。凸模的一般固定方式為銷釘和螺釘來固定。 由于該沖孔零件的厚度比較大，所以對于該模具的材料要有較高的耐磨性能，并能夠承受較大的沖裁力。所以選用了 Cr12MoV 為凸模材料，凸模工作部分的表面粗糙度為 m? ,其它的表面粗糙度為 m? 。 本科畢業(yè)論文 對于該模具而言，由于制件的尺寸比較大，所以采用凸模固定板的方式來固定凸模，凸模固定板的主要作用是在零件加工的過程中，對凸模起到一定的保護(hù)作用，并能夠?qū)崿F(xiàn)對凸模的固定作用。 由凸模的主要尺寸及其結(jié)構(gòu)教室凸模固定板的尺寸如下： 按文獻(xiàn) [11]經(jīng)驗公式 : 凹固 HH ?? )~( （ 69） 20~1525)~()~( ????? 凹固 HH mm 可取凸模固定板的厚度為： 18?凹H mm c）凸模和凹模的材料 由于在冷態(tài)下被加工材料的變形抗力較大且存在加工硬化效應(yīng)，故凹模和凸模承受很大的載荷及摩擦、沖擊作用。 Cr12MoV 具有優(yōu)良的熱處理性和耐磨性，且韌性 較 好，通過高溫淬火，還具有一定的熱硬性，所以凹模和凸模的材料選用 Cr12MoV。 d）卸料橡膠的自由高度 : 根據(jù)零件材料厚度為 3mm,沖裁時凸模進(jìn)入凹模深度取 1mm,維修時刃磨量為 5mm,模具開啟時卸料板底面高出凸模底面 行程 1251 ????? ?tH 工件 mm 根據(jù) [11]公式 : 工作自由 HH )4~(? （ 610） 橡膠的自由高度 48~4212)4~()4~( ???? 工作自由 HH mm 取 45?自由H mm 模具組裝時 ,橡膠的預(yù)壓量根據(jù)公式 : 本科畢業(yè)論文 自由預(yù) HH )~(? （ 611） )~( ～自由預(yù) ?? HH mm 橡膠的裝配高度 ~)~(452 ?????? 預(yù)自由 HHH mm 取 ?2H 40mm 根據(jù)公式： 2 1 .2 7 FDdP? ? ? （ 612） 得 2 7 FDdP? ? ?= 76mm D橡膠外徑 (mm)； d橡膠內(nèi)徑 (mm)； F卸料力 （ N）； P單位面積橡膠壓力 （ MPa） 。 e）上下模座的外形尺寸、厚度和材料 根據(jù)凹模外形尺寸確定下模座尺寸為： 長度、寬度和厚度： 800 400 70(mm） 相應(yīng)確定上模座尺寸為： 長度、寬度和厚度： 800 400 60（ mm） 因為上下模座在工作中受到較大的沖擊力，故選擇 HT200，它能夠承受較大的載荷且，鑄造性能好，由于石墨有一定潤滑效果， HT200 具有較好的減磨和耐磨性 ??12 。 卸料板的外形尺寸和厚度為： 長度、寬度和厚度： 710 315 18（ mm） 本科畢業(yè)論文 模具總體設(shè)計 根據(jù)以上分析和設(shè)計計算，設(shè)計出沖孔模，如圖 所示結(jié)構(gòu)。 模具的工作原理 完成該工序時，零件的坯料在沖壓過程中極易滑動，必須采取定位措施。具體的方法是采用固定銷的方式來達(dá)到定位的效果。在零 件加工時，可直接將坯料放在凹模上進(jìn)行加工。這樣的定位方式既安全又可靠。 模具的總體結(jié)構(gòu)如圖 所示。上模座采用帶柄的矩形模座，凸模采用固定板和螺釘和銷釘固定在模座。下模部分由凹模、下模座等組成，通過螺釘和銷釘固定。 模具的工作過程：將落料后的坯料放在凹模上，與定位銷接觸，這樣起到定位的作用。當(dāng)模具下行時，凸模與坯料進(jìn)行接觸，使坯料充分的定位，繼續(xù)下行時，使零件的各部位成形。上?；爻虝r，通過橡膠回彈的作用，帶動卸料螺釘，將工件彈出并完成該工序的加工。 本科畢業(yè)論文 圖 沖孔模 凸模校核 根據(jù)文獻(xiàn) [2]公式：凸模為圓形的公式： ][4壓??btd? （ 613） 凸模為非圓形的公式 ： ][1 壓?PF? （ 614） 由于所選的凸模材料為 Cr12MoV， 根據(jù)文獻(xiàn) [8],查 表 得 許用壓應(yīng)力的值為 ? ?????壓 981～ 1569MPa. 本科畢業(yè)論文 圓形凸模的校核 a）Φ 11 孔的凸模強(qiáng)度校核 由上面的公式可知： dt b?? 4?壓 則 43611 40034 ????壓? MPa 由于 壓? 小于標(biāo)準(zhǔn)的許用應(yīng)力 ?????壓 ，所以該凸模的強(qiáng)度符合條件。 b）Φ 12 孔的凸模強(qiáng)度校核 由上面的公式可得： dt b?? 4?壓 則 40012 40034 ????壓? MPa 由于 壓? 小于標(biāo)準(zhǔn)的許用應(yīng)力 ?????壓 ，所以該凸模的強(qiáng)度符合條件 c）Φ 15 孔的凸模強(qiáng)度校核 由上面的公式可知可根據(jù)公式 dt b?? 4?壓 計算 則 32021 40034 ????壓? MPa 由于 壓? 小于標(biāo)準(zhǔn)的許用應(yīng)力 ?????壓 ，所以該凸模的強(qiáng)度符合條件 非圓形凸模的強(qiáng)度校核 鈑金槽的凸模是一個非圓形的凸模，所以它的 強(qiáng)度校核可以用非圓形的凸模公式來校核。 本科畢業(yè)論文 由公式： ][1 壓?PF? P= 2FCL? =315 103 F= +11114=1349 可得 234134910315 31 ???? Fp壓?MPa 由于 壓? 小于標(biāo)準(zhǔn)的許用應(yīng)力 ?????壓 ，所以該凸模的強(qiáng)度符合條件 。 壓力機(jī)的選擇 由計算結(jié)果可知 最大的沖壓力為 ?總F KN， 模具的最大閉合高度為 H=253mm， 模具外形尺寸為 860 483 模柄的尺寸為 Φ 70 80 根據(jù)以上的資料，根據(jù)文獻(xiàn) [8]選擇壓力機(jī)的型號 JD21160，壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下所示： 公稱壓力 / KN： 1600 滑塊行程 /mm： 250 行程次數(shù)： 40 最大的閉合高度 /mm： 450 工作臺尺寸 /mm： 1120 710 模柄孔的尺寸 /mm： Φ 70 80 最大傾角度 /186。： 25186。 工作臺厚度 /mm： 130 電動機(jī)功率 /KW： 11 本科畢業(yè)論文 第七章 彎曲模的設(shè)計 彎曲模的工作原理 凸模與凹模直接接觸被加工材料并對材料施加壓力，使板料或沖裁后的坯料沿著一直線軸產(chǎn)生永久變形，形成一定的角度或形狀 . 彎曲件的工藝性 彎曲件的工藝性 具有良好工藝性的彎曲件，能簡化彎曲工藝過程和提高彎曲件的精度，并有利于模具的制造。彎曲件的工藝性內(nèi)容很多，主要的是彎曲半徑以及彎曲件的幾何形狀和尺寸精度等 ??4 。 彎曲件的彎曲圓角半徑 材料產(chǎn)生塑性變形才能形成所需要的形狀，為了實現(xiàn)彎曲件的形狀，彎曲圓角半徑最大值是沒有限制的。彎曲件的彎曲圓角半徑不應(yīng)過小或過大。彎曲半徑過小，彎曲時外層材料拉深變形量容易被彎裂；彎曲半徑過大，因受到回彈的影響，彎曲角度和圓角半徑的精度均不能保證 ??11 。 彎曲件的孔與彎曲處的最小距離 孔邊距彎曲半徑 R 的中心距離 L與料厚有關(guān)，一般為： t2mm 時，取 L? t ； t2mm 時，取 L? 2t。當(dāng)孔邊距彎曲半徑 R 中心距離過小，而彎曲件結(jié)構(gòu)又允許時，可先在彎曲線上沖出工藝孔，或切出月牙槽，以轉(zhuǎn)移變形區(qū)域，得到所需要孔的正確形狀。該制件對孔的