【正文】 固定零件 模柄的選擇： 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)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/）。 根據(jù)《 實用模具設(shè)計簡明手冊》中表 85 選擇（ ）滑動導(dǎo)柱，導(dǎo)柱直徑偏差為 h6,表面光潔度為 Ra=；導(dǎo)柱尺寸規(guī)格為： 60X320mm。 螺釘、銷釘材料選用 45鋼，熱處理硬度 HRC43～ 48。安裝后的銷釘頭部均應(yīng)在上下板平面之間。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。用于固定凹?；蛲鼓９潭ò澹瑪?shù)量一般在 4 個以上，由于凹?；蚬潭ò逋庑味紴榫匦?，所以螺釘孔應(yīng)對稱分布在板件中心兩側(cè)。而且墊板的厚度比普通模具取得稍厚一些（普通模具的墊板厚一般為 312mm），淬火硬度高時取5256HRC，一般取 45HRC。 結(jié)構(gòu)形式見下圖： 圖 右側(cè) 導(dǎo)料板 擋料塊 為準(zhǔn)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 。 為準(zhǔn)確定位四個凸模，本套模具的凸模固定板相當(dāng)重要。凸模固定板幾乎所有沖模都有（對特別大的凸模，可直接固定在上模座上而不用固定板），而凹模固定板不一定每北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 副模具都需要。 可用于沖壓較寬的條料，且可用邊角料。 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(yīng)不超過其自由高度 zih 的 45%，否則會過早失去彈性而損壞。本次設(shè)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。 凸模尺寸寬度應(yīng)為： pbb p ????? ）（ （ ） 式中 b— 彎曲件基本尺寸， [b]為 mm； ? — 彎曲件制造公差； p? 、 d? — 凸、凹模制造公差，按 IT6～ 8公差等級選取。 取凸模尺寸為： B?L?H=60mm??120mm 凹模尺寸為： B?L?T=60mm??50mm 彎曲部位的計算： 彎曲部分采用倒裝形式，即凸模在下方，凹模在上方。 間隙過小，會使彎曲件直邊料厚減薄或出現(xiàn)劃痕，同時還會降低凹模壽命，增大彎曲力；間隙過大，則回彈增大，從而降低了彎曲件精度。 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。 凸模形狀如圖 : 圖 剪切凸模 為避免剪切與沖孔在同一瞬時進行，設(shè)計切斷凸模長于沖孔凸模 1mm，這樣在沖孔之后進行切斷，有利于延長模具的工作壽命和設(shè)備的穩(wěn)定。 第二類尺寸： 0m in )( ????? xBB j （ ） (3) 凸?；虬寄Ｄp后會基本不變的尺寸 —— 第三類尺寸 C； 凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當(dāng)于簡單形狀的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公 差的確定方法與公式如下。設(shè)計時，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細標(biāo)注，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實 際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值 Zmin”。 落料凸凹模設(shè)計 異型孔刃口尺寸的計算： 由于工件形狀復(fù)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。 多工位級進模的凹模，采用整體式結(jié)構(gòu)，即用一塊整的矩形鋼板制成 ，在工位數(shù)不多的小型級進模中仍為首選的一種結(jié)構(gòu)。 查《材料成型設(shè)備》開式雙柱可傾壓力機技術(shù)規(guī)格可知，型號為 J21300 的北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 壓力機符合要求，選定 J21300 壓力機。 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 XC＝521 521 521 LLL XLXLXL ??? ??? ? ?== YC＝ 44mm 表 相關(guān)計算結(jié)果 （單位： mm） 編號 沖裁線長度 力中心到 y 軸的距離 x 力中心到 x軸的距離 y 1 137 0 2 211 0 3 211 44 4 62 214 0 5 245 0 壓力機的選定 沖壓設(shè)備的選擇原則 沖壓設(shè)備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來確定的。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。 則計算出彎曲力為： F自 ＝ 216 2? ???? ＝ 5460N = 總沖裁力的計算 F沖 ＝ F 落 + F自 +F孔 +F 切 +F 側(cè) ＝ ++++＝ 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 F 推 =K 推 F沖 = = F卸 = K卸 F沖 = = F? =F沖 +F 推 +F卸 =++= 選擇壓力機時，再將 總的沖裁力乘以安全系數(shù)（其值一般取 ）即為需要的壓力機的壓力。 側(cè)刃沖裁力： F 側(cè) =＝ 2 320==。 L 側(cè) =2 62 =。 主要的計算 為合理設(shè)計模具和正確選用壓力機，必須計算沖裁力。 ? mmB 39。 （ ） 導(dǎo)尺間距離： 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 znbaLB ???? 39。 第二步：落料。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。設(shè)計多工位級進模首先要設(shè)計條料排樣圖。 3. 對于帶壓筋壓印的制件：對于這類制件，一般先壓筋和壓印，后沖孔，再落料。 方案三：多工位級進模能相應(yīng)地降低生產(chǎn)成本和加工難度，提高加工精度，提高生產(chǎn)效率 ，縮短生產(chǎn)周期，占用的操作人員少，適合大批量生產(chǎn)，因此如果可行，選擇方案三相對合理。當(dāng)選用的幾個單工序模制造費用比復(fù)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(fù)合模或級進模生產(chǎn)。 本設(shè)計工件結(jié)構(gòu)如圖所示，工件形狀較簡單，要求精度較高，主要工序有 落料， 沖孔，成形彎曲，考慮到條料的連續(xù)加工，還需要有切斷的工序。因此在設(shè)計沖壓模具時，模具的材料、凸凹模間隙、拉深系數(shù)、拉深深度、擴口變形程度、排樣的搭邊距等都要經(jīng)過相關(guān)的公式或表格查得，以此確保零件的精度。 影響沖壓件工藝性的因素很多，從技術(shù)和經(jīng)濟方面考慮，主要因素： 1）沖壓件形狀和尺寸 不同的形狀和尺寸的沖壓件，有不同的工藝要求。 （ 6）計算并確定沖模的壓力中心。 （ 3）頂件系統(tǒng)與卸料裝置的設(shè)計。就沖裁模而言，對單工序模、沖裁復(fù)合模、多北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 工位連續(xù)式?jīng)_裁模，應(yīng)采用 GB2851—2875—81《冷沖?！芬约?1990 年修訂本的國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的典型組合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，并按其規(guī)定選配成套冷沖模標(biāo)準(zhǔn)零部件、模板等標(biāo)準(zhǔn)件。凸模間的高度差取決于材料厚度。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。排樣圖、變形過程圖及沖模結(jié)構(gòu)選型是否先進、恰當(dāng)、經(jīng)濟合理。 沖壓模具設(shè)計的步驟和內(nèi)容 根據(jù)沖壓件圖和以此圖編制的全部工藝文件、現(xiàn)場沖壓設(shè)備使用說明書等進行沖模設(shè)計，需要經(jīng)歷的步驟和完成的工作內(nèi)容如下： 1）模具設(shè)計與從制造的角度出發(fā)。 3）級進（連續(xù)）模（亦稱多工序級進模）這種模具是在壓力機一次行程中，在模具的不同工位上，能同時完成兩個或兩個以上沖壓工序。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。 2) 按沖壓工序的組合方式分，有 單工序的簡單模和多工序的復(fù)合模，連續(xù)模等 3) 按模具的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)上、下模導(dǎo)向方式，有無導(dǎo)向模和導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模等。沖壓件的表面質(zhì)量、尺寸精度、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟效益等與模具結(jié)構(gòu)及其合理設(shè)計的關(guān)系很大。 7) 合理選擇沖壓設(shè)備確定壓力機的技術(shù)參數(shù)。 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(guān)鍵問題及解決思路、預(yù)期成果、進度安排等。 板料橫截面的畸變、翹曲和拉裂 相對寬度較?。?b/t≦ 3）的板料彎曲時，外層受拉，引起板料寬度和厚度的收縮；內(nèi) 層受壓，使板寬和厚度增加，所以彎曲結(jié)果，板料橫截面變?yōu)樘菪?，同時內(nèi)外層發(fā)北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 生微小的翹曲。 板料長度的增加 一般彎 曲件，其寬度方向尺寸 b 比厚度方向尺寸大得多，所以彎曲前后的板料厚度 b 可近似地認為是不變的。在 r/t≦ 4 的塑性彎曲時，中性層位置向內(nèi)移動。 由應(yīng)變中性層內(nèi)移可知，應(yīng)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(yīng)變?yōu)榱恪?減小彈性回跳的措施有很多，主要有： (1)改進北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 彎曲件局部結(jié)構(gòu)和選用合適材料 ,(2)補償法 ,(3)校正法 ,(4)拉彎法。當(dāng)材料相同時，彈性回跳值主要取決于 r/t 的大小。當(dāng)凸模上行后，總希望 V形件的彎曲半徑 r 和彎曲角 a 與模具形狀保持一致，但是，由于彎曲變形過程的復(fù)雜性往往會伴隨產(chǎn)生以下現(xiàn)象。它可分為工具作直線運動的壓彎和工具作旋轉(zhuǎn)運動的卷彎及滾壓三類。為此設(shè)計模具時一定要選擇合理的間隙，便沖裁件的斷面質(zhì)量較好、所需沖裁力小，模具壽命高。 模具間隙 模具間隙是指凸、凹模刃口之間 縫隙的距離，用符號 c 表示，俗稱單面間隙。 剪切斷面分析 由于沖裁件的變形特點，使沖出的工件斷面明顯地分成三個特征區(qū)，即圓角帶、光亮帶、斷裂帶。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。沖才時，由于板料彎曲的影響，其剪切區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)是復(fù)雜的，且與變形過程有關(guān)。由于凸、凹模端面的作用力。分離工序又可分為落料、沖孔切割等。 雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術(shù)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。模具又是 “效益放大器 ”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是 模具自身價值的幾十倍、上百倍。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注。 模具被稱為工業(yè)產(chǎn)品之母，所有工業(yè)產(chǎn)品莫不依賴模具才得以規(guī)模生產(chǎn)、快速擴張，被歐美等發(fā)達國家譽為 “磁力工業(yè) ”。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。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。 沖壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 目前，我國沖壓及模具制造業(yè)已駛?cè)氚l(fā)展的快車道。 培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)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(shè)計與科學(xué)理論結(jié)合的初步訓(xùn)練等方面的能力。模具設(shè)計和制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 目 錄 第一章 緒論 ......................................................................................................................... 1