【正文】 ? ? ? ?凸 0r — 工件要求的圓角半徑（ mm）； 0? — 工件要求的角度 計(jì)算 頂件力和壓料力 頂件力 F頂 和壓料力 F壓 的值近似取 自由彎曲力的 30%80%。查文 獻(xiàn) 知，屈服點(diǎn) 600b MPa? ? ，彈性模 量 數(shù) 98000E MPa? ，將數(shù)據(jù)代入 ，得 ?凸 mm。 所以本零件 兩個(gè)半徑為 的圓弧只需考慮角度回彈，查文獻(xiàn) 得 到其彎曲角度回彈量 ： 6??? 。當(dāng)要求制 件的彎曲圓角半徑為 R 時(shí)，則可 以根據(jù)材料 相關(guān)參數(shù)， 利 用下列公式計(jì)算回彈補(bǔ)償時(shí)彎曲凸模的圓角半徑 R凸 。 一般情況下，設(shè)計(jì)模具時(shí)對(duì) 彎曲回彈量的確定 多 數(shù)按照經(jīng)驗(yàn)數(shù)值或計(jì)算后在實(shí)際試模中 進(jìn)行修正。此時(shí)，彎曲件受到凸模的擠壓，彎曲力急劇增大。 b? 材料強(qiáng)度極限 (MPa). 彈簧片為 V 形彎曲 ,參數(shù) C 取 ,K 取 ,大圓的寬度 1B =10mm, 2B=20mm,t=, 1r =,2r =12mm。 t料厚 (mm)。對(duì)于 U 形件 C 取 K安裝系數(shù) ,取 。 因此生產(chǎn)中經(jīng)常采用經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算彎曲力 。 查文獻(xiàn)的 42 頁 表 29 得 ，卸料力、推件力和頂件力系數(shù)。 影響這些力的 主要因素 有材料力學(xué)性能、模具間隙、材料厚度、凸 凹模表面粗糙度 、零件外形 和尺寸以及潤滑 等情況 。從凸模上將零件或者廢料卸下來所需的力 叫做 卸料力 ： F卸 ，順著沖裁方向?qū)⒅萍驈U料從凹模內(nèi)推出的力叫做 推件力 ： F推 ，逆著沖裁方向?qū)⒅萍驈U料從凹模內(nèi) 頂 出的力叫做 頂件力 ： F定 。而沖裁下來的制件或廢料會(huì)沿徑向擴(kuò)張， 所以會(huì)卡在凹模內(nèi)。 計(jì)算 各部分 周長 L： 兩個(gè)方形孔周長： L1= 2 ( 2 2 4 4) 24? ? ? ? ?mm 中心圓周長： L2= 1d? =? 10= 大圓周長： L3=22 4 0 2 3 . 1 4 2 0 4 1 . 8 72 6 0 3d? ? ? ? ?mm 延伸部分的 邊 長 ： 周長： L4= 14 2 10l? ? ? ? 4? +2? 10=。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 該制 件的材料厚度 ： t= 材料的抗剪強(qiáng)度查表得 ： ? =460MPa 系數(shù) ,模具間隙的波動(dòng) ,材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差系數(shù) ,一般去 K=。 計(jì)算 沖裁力 計(jì)算沖裁力 目的是為了合理的 設(shè)計(jì)模具 和選擇壓力機(jī) ,壓力機(jī)的最大壓力 必須大于所計(jì)算的沖壓力 ,以滿足 要求 。所以該模具采用側(cè)刃導(dǎo)正銷定位 方式。 定距方式 ： 級(jí)進(jìn) 模的定距方式一般來說 主要有定位釘定距、側(cè)刃定距、側(cè)刃導(dǎo)正銷定距和自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)定距等 4 種。 0b — 條料與條料板間的間隙（ mm）； 側(cè)刃定位前 導(dǎo)料板間距 ： 0 33 B b? ? ? ? ?mm 側(cè)刃切邊后導(dǎo)料板間距 ： 112 24 2 3 31. 6A D a C b? ? ? ? ? ? ? ? ? ?mm 步距精度 ： 步距精度直接影響制件精度，因?yàn)?步距誤差，不僅影響分段切割余料 ，導(dǎo)致外形尺寸誤差，還影響制件內(nèi)外形 相對(duì)位置， 影響步距精度的因素很多，歸納起來有：沖件的精度等級(jí)、形狀復(fù)雜程度、 模具工位 數(shù)、 制件材料與厚度、沖裁 時(shí)條料的送進(jìn)方式和定距形式等。 工件垂直于送料方向的最大尺寸 D=20mm 考慮到通過沖廢料來實(shí)現(xiàn)落料凸模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及凸模的磨損后修模，凸模的強(qiáng)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 度等材料的寬度在工件的兩邊各加 2mm， 所以， 工件垂直于送料方向的最大尺寸 1D=D+4=24mm。 查文獻(xiàn)的表 剪切條料寬度差知 ? =，查表 知 側(cè)刃沖切的料邊寬度C=,沖切后條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙 1 ? 。所以在確定料寬時(shí)必須考慮模具 結(jié)構(gòu)中是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行計(jì)算。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 條料寬度的確定 排樣方案和搭邊數(shù)值確定后，就能確定條料寬度和步 距。 1l — 工件垂直于送料方向的最小寬度（ mm） 算得 B=32mm， h=,n=1 所以 材料的利用率為： 1 5 4 0 . 11 0 0 % 1 0 0 % 4 7 . 3 9 %3 2 3 5 . 6 1nABh? ?? ? ? ? ?? 雖然方案一的材料利用率比 方 案二 高，但是方案一不便于級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)，在工件彎曲后送料和落件都困難。 1l — 工件 沿 送料方向的最小 長 度（ mm） B=， h=23mm,n=1 因此材料的利用率為： 1 5 4 0 . 11 0 0 % 1 0 0 % 5 2 . 6 5 %4 4 . 6 2 3nABh? ?? ? ? ? ?? 方案二： 根據(jù)以上公式， 由 圖 2圖 23 知， n=1， B=32， L= 面積 222 2 1 3 2 . 6 1 2 02 ( ) 1 0 2 ( ) 1 0 5 4 0 . 12 2 2lA r d l??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?mm2 式中 l — 工件沿送料方向的長度（ mm）。 計(jì)算公式如下：一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率 ? 為 : 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 ? =nABh ? 100% （ ） A沖裁件面積 (mm2)； n— 個(gè)步距內(nèi)零件 數(shù)目； B— 條 料寬度（ mm） ； h步 距（ mm）； 總的材料利用率 ? ： ∑＝ NABL 100%? N一張板料上沖件數(shù)目； L板料長度； 方案一 ： 根據(jù)以上公式， 由 圖 、圖 可 知， n=1， B=， L=23mm 面積 222 2 1 3 2 . 6 1 2 02 ( ) 1 0 2 ( ) 1 0 5 4 0 . 12 2 2lA r d l??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?mm2 l — 工件 垂直 送料方向的 寬 度 （ mm） 。 排樣圖如 圖 所示 ： 圖 沖壓工藝圖 如圖 所 示 ，第 1 工位 為側(cè)刃 切邊 及沖兩方孔和 10? 圓 孔，第 3 工位 為切廢料，第 4 工位為彎曲 ，第 5 步為空工位 ，第 6 工位 為側(cè)刃切邊，第 7 工位 為沖斷 ，成品由廢邊料推進(jìn)再通過凹模 的斜面滑下，在第二工步中增加導(dǎo)正銷 定位，使條料在沖裁時(shí) 精確定位，不偏斜 。該彈簧片零件 排樣方式和材料利用率如下： 繪 排樣圖如 : 排樣方案一 ： 圖 直排排樣圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 排樣方案二 ： 圖 橫排排樣圖 若采用方案一，則不能保證模具的 強(qiáng)度， 連續(xù)沖裁過程中，零件容易卡在凹模 中，不容易被帶出模具 。沖壓件大批量生產(chǎn)中，排樣的目的在 于 合理利用原材料。排樣 合理與否， 直接影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，還會(huì)影響到模具 結(jié)構(gòu)、 制件質(zhì)量、 生產(chǎn)率、生產(chǎn)操作 、方便與安全等。 彈簧片是 彎曲件 ,需要進(jìn)行毛坯 展開長度，計(jì)算 毛坯長度 ,是根據(jù) 中性層 不變原理來計(jì)算的 。 彈簧片 的形狀、尺寸如下圖所示，沖壓生產(chǎn)，材料 錫青銅 ， 大批量生產(chǎn)， 材料厚度 。若采用級(jí)進(jìn)模 生產(chǎn)，在保證零件精度要求的同時(shí) 且 具有效率高、 成本低 、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。 成型之后孔型尺寸變化對(duì)彈 簧 片 零件使 用性能沒有影響，這樣凸模刃磨都很容易，出件也容易，不需 另設(shè)機(jī)構(gòu)。 若采用 復(fù)合模，凸模 制造和 修模困難， 且零件取出困難 ，但 可以設(shè) 計(jì)自動(dòng)出件機(jī)構(gòu)，雖然這樣減小了模具的長度，但 自動(dòng)出件機(jī)構(gòu)，增加 了制造成本 。從零件的尺寸精度可知，彈簧片 零件尺寸精度要求不高。 其 特點(diǎn)是工件尺寸小，材料薄。 （ 4）模具檢測、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 （ 5）模具研磨拋光將向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展 （ 6）模具標(biāo) 準(zhǔn)件的應(yīng)用日漸廣泛 （ 7）模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式的發(fā)展 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第 2 章 彈簧片 級(jí)進(jìn) 模設(shè)計(jì) 彈 簧片零件工藝分析 該零件的原材料為錫青銅，且料厚為 ，是典型的沖壓制件。而且在勞動(dòng)力越來越昂貴的情況下，只能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，才能降低人工勞動(dòng)的投入。提高產(chǎn)品的質(zhì)量可以使模具更加精密來實(shí)現(xiàn)。 現(xiàn)在模具行業(yè)已經(jīng)基本形成 基本 標(biāo)準(zhǔn) ，但是還需要大量的創(chuàng)新才能滿足市場的需求，現(xiàn)在沖壓模具行業(yè)的發(fā)展趨勢： （ 1）大型化、精密化 雖然沖壓模具在汽車覆蓋件行業(yè)已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，但未來還會(huì)向著大型化發(fā)展。 （ 4）提高材料利用率且能獲得高強(qiáng)度，高精度的產(chǎn)品。 （ 2）沖壓零件表面質(zhì)量較高，尺寸精度穩(wěn)定，互換性好，成本低廉。 沖壓模具在各行業(yè)的使用都相當(dāng)廣泛，諸如航空、航天、電子產(chǎn)品、國防工業(yè)、生活產(chǎn)品。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 沖壓 模具的 發(fā)展趨勢 沖壓模具 是金屬塑性加工的主要方式工具之一。簡單地說，級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)步驟就是設(shè)計(jì)者從接到設(shè)計(jì)任務(wù)后到完成出模具圖樣，這中間所進(jìn)行的工作先后次序。制件簡單，級(jí)進(jìn)模也簡單，制件復(fù)雜，級(jí)進(jìn)模也復(fù)雜，造價(jià)當(dāng)然也越高。 就沖壓而言，多工位級(jí)進(jìn)模和其他沖模相比其主要特點(diǎn)是： (1)所使用的材料主要是黑色或有色金屬，材料的現(xiàn)狀多為具有一定寬度的長條料、帶料或卷料； (2)所用的壓力機(jī)臺(tái)面較大，功率、剛性要足夠， 精度好，而且滑塊要能長期承受較大的側(cè)向力； (3)送料方式以間歇、按“步距”直線連續(xù)送進(jìn)； (4)沖壓的全過程在未完成成品件前的毛坯件始終不離開條料和載體； (2)適合大批量中小型定型產(chǎn)品的生產(chǎn)，沖壓精度高，可達(dá) IT10 級(jí)； (6)生產(chǎn)率高； (7)在一副模具的不同工位上，可以完成多種性質(zhì)的沖壓工序； (8)模具綜合技術(shù)高，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； (9)模具制造周期較長、成本高； (10)工作零件采用超硬材料制造，模具壽命長； (11)模具的刃磨和維護(hù)比其他模具麻煩。雖然國內(nèi)這幾年多工位級(jí)進(jìn)模有了長足的發(fā)展，而且國內(nèi)一些企業(yè)的模具在國際上也 具備一定的水平，但是總體來說還是和發(fā)達(dá)國家有點(diǎn)差距，所以一些高檔模具仍需進(jìn)口。選用合理的結(jié)構(gòu)和高強(qiáng)度的材料作為模具的工作部分，加上先進(jìn)的加工方法，能夠保證模具的壽命，所以一般大批量生產(chǎn)、提高加工效率、降低生產(chǎn)成本，一般多工位級(jí)進(jìn)模一般是最佳選擇，所以多工位級(jí)進(jìn)模也被稱為現(xiàn)代高精度、高效率、長壽命的三高模具。這種模具可以連續(xù)完成沖裁、拉深、彎曲等多個(gè)工序，工序集成很高、很多。 次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是 彈簧片 模具設(shè)計(jì)，屬于多工位級(jí)進(jìn)模。 綜上所述，現(xiàn)階段模具行業(yè)的發(fā)展概況，我們國內(nèi)與國際有很大的差距，但是我黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 們有較大的發(fā)展空間和發(fā)展機(jī)遇。特別是在近年來，中國市場的需求越來越大，而且得益于我國的廉價(jià)勞動(dòng)力，不管是在機(jī)械行業(yè)的大型產(chǎn)品模具，還是在我們的生活產(chǎn)品相關(guān)模具，又或是電子產(chǎn)品設(shè)備的沖壓模具都得到了充分的發(fā)展。 他們各國模具行業(yè)已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化和商業(yè)化，所以他們的模具發(fā)展深受贊譽(yù)，成為行業(yè)的標(biāo)桿，被其他各國借鑒。 據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，他們模具的產(chǎn)值已經(jīng)超過了機(jī)床的產(chǎn)值 ，模具技術(shù)的高速發(fā)展帶來了工業(yè)產(chǎn)品的高速生產(chǎn)發(fā)展。模具行業(yè)也隨之迎來了發(fā)展的黃金時(shí)期。而我國，因?yàn)橹暗拈]關(guān)鎖國工業(yè)基本是停滯不前 ，而新中國成立以后，大力發(fā)展工業(yè)，但是由于各方面的原因，發(fā)展的速度較為緩慢，期間又經(jīng)歷了文化大革命。在二次工業(yè)革命以后，歐洲各國工業(yè)高速發(fā)展，特別是德國 在二戰(zhàn)以后 ， 他們著力發(fā)展工業(yè)。 沖壓 模具的 發(fā)展 現(xiàn)狀 在我國工業(yè)水平相對(duì)落后的情況下，模具行業(yè)的發(fā)展也相對(duì)落后。 隨著市場需求的增大，產(chǎn)品的需求也越來越大，質(zhì)量要求也越來越高，落后的生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)無法滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的要求，所以開發(fā)和設(shè)計(jì)高效率和高質(zhì)量的設(shè)備已經(jīng)是勢在必行了。 Torsional Spring 。 Side Edge。 Feed Control Crganization。 6 Harbin黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 通過對(duì)彈簧片零件的工藝分析，確定用高效可靠的級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)， 用 夾持送料機(jī)構(gòu)解決了條料的送進(jìn)問題，雙側(cè)刃確定步距和導(dǎo)向，排樣采用單排樣，解決了制件彎曲回彈，并對(duì)送料機(jī)構(gòu)進(jìn)行了力學(xué)分析，推導(dǎo)出了拉簧和扭簧的設(shè)計(jì)公式，對(duì)拉簧做了可靠性分析，保證了送料的可靠性。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 彈簧片沖壓模具設(shè)計(jì) 院 系 名稱 ： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 材控 111 學(xué)生姓名 ： 劉與紅 指導(dǎo)教師 ： 翁江翔 職 稱 ： 副教授 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二○一五年六 月