【正文】 n —— 一個(gè)步距內(nèi)的沖件數(shù) ； 2n —— 條料上的沖件數(shù) ； 3n —— 板料上的沖件數(shù) ； 0L —— 板料長(zhǎng)度 ， ㎜ ； 0B —— 板料寬度 ， ㎜ 。 產(chǎn)品的坯料是 08 冷軋鋼板 ， 單塊 坯料尺寸是 551179。 135 ㎜ 。根據(jù)冷軋鋼板的規(guī)格， 選用 4179。 1250179。 3500 ㎜ 的板 料用剪板機(jī)下料， 其剪料 方式有橫排和豎排兩種，經(jīng)過初步計(jì)算，橫排可以剪 56塊坯料，豎排可以剪 48塊坯料，所以采用橫排剪東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 32 料。 則 零件的材料利用率按上述 板料的利用率公式計(jì)算 得： 56 541 1251250 3500? ?????% 綜上所得，零件的排樣如下圖 61： 圖 61 材料的排樣圖 每道序 半成品尺寸 的計(jì)算 需要 其他設(shè)計(jì) 圖紙的聯(lián)系 qq： 1296369724， 或 者進(jìn)入淘寶店鋪 專業(yè)定做模具設(shè)計(jì) ,包括模具畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì) ,同時(shí)有大量的現(xiàn)成的設(shè)計(jì)出 售 , ： 1296369724 淘寶店鋪： 備料 選用 4179。 1250179。 3500 ㎜ 的 08 冷軋 鋼板 ，用剪板機(jī)下 單個(gè)坯料尺寸為 541179。135 ㎜ 如圖 62。 東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 33 圖 62 OP10下料 尺寸 圖 落料沖孔 用剪板機(jī)備的 坯料沖裁， 產(chǎn)品展開尺寸即 為第一道序落料的半成品外廓形狀尺寸 541179。 125㎜ ，如圖 63 圖 63 OP10 半成品尺寸圖 翻邊 上節(jié)彎曲展開的尺寸即為翻邊序的半成品外廓形狀尺寸 541179。 101 ㎜ ，如圖64 東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 34 圖 64 OP20半成品尺寸圖 彎曲 此道序是零件沖壓加工的最后一序，所得零件就是設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。 第 七 章 彎曲力 、壓料力的計(jì)算及 總沖壓力的計(jì)算 彎曲力是指工件完成預(yù)定彎曲時(shí)需要壓力機(jī)所施加的壓力，是選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。 V形件彎曲力的計(jì)算公式： trKB tF b?? ?自 (61） U形件彎曲力的計(jì)算公式： trKB tF b?? ?自 （ 62） 式中 自F —— 自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力（ N）； 東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 35 Ｂ —— 彎曲件的寬度（ mm）； ｔ —— 彎曲材料的厚度（ mm）； ｒ —— 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（ mm）； b? —— 材料的強(qiáng)度極限（ MPa）； Ｋ —— 安全系數(shù)，一般?。耍?。 此零件是單角彎曲，形狀上類似于 V 形件的彎曲，但是，零件在模具中的彎曲受力狀況與 U形件相同，所以此零件按 U形件彎曲計(jì)算。 查表，知 08鋼的抗拉強(qiáng)度 b? =280~420 Mpa，防止彎曲力過大把板料壓裂， b? 取350 Mpa，代入 U形件 自由 彎曲力公式（ 62）得， 自F = 0 .7 1 .3 1 0 1 4 4 3 5 084? ? ? ? ?? ≈ 42891N= 計(jì)算 為了提高彎曲件的精度，減小回彈，在彎曲的終了階段對(duì)彎曲件的圓角及直邊進(jìn)行精壓，稱為校正性彎曲。 校正性彎曲時(shí)的彎曲力可用下式計(jì)算 ： ApF ?校 （ 63） 式中 校F — — 校正彎曲力（ N）； A—— 校正部分投影面積（ mm2）； p —— 單位面積上的校正力（ MPa），其值見表 223。 表 單位校正力 /Mpa 材料 材料厚度 t/mm ≤ 1 ＞ 1~2 ＞ 2~5 ＞ 5~10 鋁 15~20 20~30 30~40 40~50 黃銅 20~30 30~40 40~60 60~80 10~20 鋼 30~40 40~50 60~80 80~100 25~30 鋼 40~50 50~60 70~100 100~120 東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 36 查表 p 取 70Mpa, 校正部分投影面積為 A=400179。 101=40400 根據(jù)公式（ 63）得， 校F =40400179。 70=2828000N=2828KN 對(duì)于設(shè)有頂件裝置或壓料裝置的彎曲模，其頂件力或壓料力可近似取自由彎曲力的 30%~80%，即： ( ~ )FF?壓 自 帶入得， F壓 =50% 自F = 零件較厚，尺寸較大，為更好的控制回彈，需要進(jìn)行 校正 性彎曲 ，因此，不用考慮校正彎曲力。則，總沖壓力 =F F F F??壓總 自 較= 東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 37 第 八 章 模具壓力中心的 確定 模具的壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓合力的作用點(diǎn)位置。為了去確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否者，會(huì)使沖模加速磨損，減低模具和壓 力機(jī)的使用壽命。 模具的壓力中心，可安以下原則來確定： 對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。 工件形狀 相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置 0， 0（ x=0,y=0） ，即為所求模具的壓力中心。 Xo=L1X1+L2X2+…… LnXn/L1+L2+…… Ln Yo=L1Y1+L2Y2+…… LnYn/L1+L2+… … Ln 由于該零件是 彎曲件，在 凹模中 豎直投影方向是一個(gè)矩形形狀 ，所以 該零件的壓力中心在 豎直投影 圖形的幾何中心 O 處 （圖 81） 。 東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 38 圖 81 零件在凹模中的投影圖 第 九 章 模具工作部分的尺寸計(jì)算 凸、凹模間隙 的計(jì)算 V形彎曲模的凸、凹模間隙是靠調(diào)整壓機(jī)的閉合高度來控制的，設(shè)計(jì)時(shí)可以不考慮 。 對(duì)于 U形件的彎曲，則必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙，間隙的大小對(duì)零件的質(zhì)量和彎曲力都有很大的影響。間隙越小，則彎曲力越大；間隙過小，會(huì)使零件邊部壁厚減薄，降低模具壽命。間隙過大，則回彈大，降低工件的精度。 U 形件彎曲模的凸、凹模單邊間隙一般可按下式計(jì)算： m a x/2Z t C t t C t? ? ? ? ? ? （ 81） 式中 Z/2—— 彎曲 模 凸 、 凹模單邊間隙 ； t—— 工件 材料厚度 ； △ —— 材料厚度正偏差 ； C—— 間隙 系數(shù) ，可查 表 81。 東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 39 當(dāng)工件精度要求較高時(shí)，其間隙值應(yīng)適當(dāng)縮小，取 Z/2=t。 表 81 U形件彎曲模凸、凹模的間隙系數(shù) C值 彎曲件 高度H/mm 彎曲件寬度 b≤ 2H 彎曲件寬度 b＞ 2H 材料厚度 t/mm ＜ ~2 ~4 ~5 ＜ ~2 ~4 ~ ~12 10 20 35 50 70 100 150 200 4㎜ 厚 較高精度鋼板的極限偏差是 177。 ，查表 81，間隙系數(shù) C=，則，單邊間隙 Z/2=4++179。 4= ㎜ 由于零件是單角彎曲，凹模里只有一側(cè)有直角彎曲邊，凸模受力不均衡，為防止制件偏移和延長(zhǎng)凸模使用壽命， 所以 此凸、凹模的間隙為：有彎曲邊的一側(cè)為 ㎜ ，無彎曲邊的一 側(cè)為無間隙配合 。 凸、凹模寬度尺寸 彎曲模凸、凹模寬度尺寸的計(jì)算與工件尺寸的標(biāo)注有關(guān)。 ，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上 。 工件為雙向偏差（圖 81a） ， 凹模尺寸： ? ? AdLL ??? ? ? （ 82） 工件為單向偏差（圖 81b），凹模尺寸： ? ? 5 AdLL ??? ? ? （ 83） 在工件標(biāo)注外形尺寸 是 ，凸模 應(yīng)按凹模尺寸配制，并保證單面間隙為 2Z ： 0()TpdL L Z ???? （ 84） ，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在 凹模上。 東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 40 工件為雙向偏差（圖 81c），凸模尺寸 ： 0( 0. 5 ) TpLL ??? ? ? （ 85） 工件為單向偏差（圖 81d），凸模尺 寸： 0( 0. 75 ) TpLL ??? ? ? （ 86） 在工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，凹模應(yīng)以凸模尺寸配制，并保證單面間隙為2Z： 0()AdpL L Z ???? （ 86） 式中 pL 、 dL —— 凸、凹模的寬度尺寸； L —— 彎曲件寬度的最大尺寸； ? —— 彎曲件寬度的尺寸公差； T? 、 A? —— 凸、凹模的制造公差，可采用 IT7~IT9級(jí)精度，一般取凸模的精度比凹模精度高一級(jí) 。 此產(chǎn)品標(biāo)注的是外形尺寸，尺寸偏差為對(duì)稱偏差， 運(yùn)用公式（ 81） 、（ 83） 得， 凹模寬度尺寸： dL =179。 = 凸模寬度尺寸： pL == ? 凸 、 凹模圓角半徑及凹模深度的計(jì)算 當(dāng)工件的相對(duì)彎曲半徑 ｒ /ｔ 較小時(shí)，凸模圓角半徑等于工件的彎曲半徑 ｒ ，圖 81 彎曲件的標(biāo)注及模具尺寸 東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 41 但不應(yīng)小于 （ 表 82） 所列的最小彎曲半徑值 rmin。若 r/t 小于最小相對(duì)彎曲半徑，則可以先彎成較大的圓角半徑，然后再采用整形工序進(jìn)行整形。 當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑 r/t較大時(shí)（ ｒ /ｔ ＞ 10） ，則凸模圓角半 徑應(yīng)根據(jù)回彈加以修正。 表 82 板料最小彎曲半徑 材料 退火或正火 冷作硬化 彎曲線位置 垂直于纖維 平行于纖維 垂直于纖維 平行于纖維 0 10 1 20 2 30 3 40 4 50 5 60 65Mn、 T7 1Cr18Ni9Ti 軟杜拉鋁 硬杜拉鋁 磷 銅 半硬黃銅 軟 黃 銅 紫 銅 鋁 t t t t t t 1 t 1 t 1 t 2 t t t t t t t t t t t 2 t 2 t t 3 t t t t t t t t t t t 2 t 3 t t 3 t 1 t t t 1 t t t 1 t t t t 2 t 3 t 4 t t 4 t 3 t t t 2 t 1 t 此道序零件的相對(duì)彎曲半徑是 8/4=2 ㎜ ， 屬于較小值 且 大于 08 鋼 允許 的最小彎曲半徑 ， 可取 凸模圓角 等于 制件的彎曲半徑 ；由于零件經(jīng)過 OP20 翻邊工序后，長(zhǎng)度方向有半徑為 2㎜ 的翻邊，為了提升彎曲效果這點(diǎn)也要考慮。 綜上所述，凸模彎曲部位圓角為 8㎜ ；對(duì)邊無彎曲邊，為方便凸模進(jìn)入凹模，凸模圓角取 2㎜ 。 圓角 的計(jì)算 凹模圓角半徑的大小對(duì)彎曲力以及彎曲件的質(zhì)量均有影響，過小的凹模圓角半徑會(huì)使彎矩的彎曲力臂減小，坯料沿凹模圓角滑入時(shí)的阻力增大，彎曲力增加，并易使工件表面擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。 而且凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致，否則在彎曲時(shí)坯料會(huì)發(fā)生偏移。 在生產(chǎn)中， 通常根據(jù)材料的厚度選取凹模圓角半徑： 東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 42 t≤ 2㎜ 時(shí) trA )6~3(? ｔ ＝ 2～ 4 ㎜ 時(shí) trA )3~2(? ｔ ＞ 4㎜ 時(shí) trA 2? V形彎曲凹模的底部可開退刀槽或取圓角半徑 Ar39。 ： 39。 ( ~ )( )ATr r t?? 此彎曲件的厚度 t=4 ㎜ ，則凹模圓角 Ar =8 ㎜ 由于此零件是單角彎曲，按 U形彎曲件計(jì)算。 彎曲凹模深度要適當(dāng)。 若過小 ， 則彎曲件兩端自由部分太長(zhǎng)， 彎曲件 件回彈大，不平直；若深度過大 ， 則凹模增高，多耗模具材料并 ，且 需要較大的壓力機(jī)工作行程。 彎曲 U 形件時(shí)，若彎邊高度不大，或要求兩邊平直，則凹模深度應(yīng)大于零件高度，如 圖 82b 所示，圖中 m 值見 表 83。而對(duì)平直度要求不高時(shí)，可采用 圖82c 所示凹模形式。凹模深度 L0值見 表 84。 （ a） （ b） （ c） 圖 82 彎曲模的結(jié)構(gòu)尺寸 表 83 彎曲 U形件凹模的 m值 （ mm） 材料厚度 t/mm ≤ 1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~10 m 3 4 5 6 8 10 15 20 25 表 84 彎曲 U形件的凹模深度 L0 （ mm） 彎曲件邊長(zhǎng) L/mm 材料厚度 t/mm ＜ 1 ＞ 1~2 ＞ 2~4 ＞ 4~6 ＞ 6~10 ≥ 50 ＞ 50~75 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 東風(fēng)汽車公司高級(jí)技工學(xué)校（技師學(xué)院） 43 ＞ 75~100 ＞ 100~150 ＞ 150~200 25 30 40 30 35 45 35 40 55 40 45 65 45 50 65 此零件采用中等級(jí)沖壓，產(chǎn)品彎曲邊較長(zhǎng)，采用圖的凹模結(jié)構(gòu)即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 由產(chǎn)品圖知，制件彎曲邊長(zhǎng) 150 ㎜ ，參照?qǐng)D 8表 84，凹模深度確定為40 ㎜ 壓料板 行程的計(jì)算 凹模豎直的工作部分深度是 40 ㎜ ， 再加上圓角和坯料料厚，自由彎曲時(shí)，壓料板的行程是 40+8+12，即 60 ㎜ 。 校正性彎曲時(shí)的行程為 75 ㎜ ， 所以 托桿的行程是 75 ㎜ ， 壓料板 的 預(yù)壓力 F壓 = 第 十 章 模具主要零件的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)主要零部件時(shí)，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結(jié)合模具的特點(diǎn)，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、內(nèi)孔凸模。這種加工方法可以保證這些零件各個(gè)內(nèi)孔的同軸度，使裝配工作簡(jiǎn)化。下面就分別介紹各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)方法 。 凹模