【正文】 具有較好的沖壓工藝性能，因此適合沖壓大批量的生產(chǎn)。該工件通過沖孔、落料、彎曲、翻孔工序所制成，形狀較為簡單，尺寸不大，厚度較薄，大批量生產(chǎn)，是一般沖裁彎曲翻孔件。比如，沖壓件的沖裁后工件的毛刺問題、沖裁加工的經(jīng)濟(jì)合理的工藝要求等等。另外，彎曲過程中毛坯能不能有很好的定位，也是需要認(rèn)真考慮的問題。第2章 沖壓工藝方案制訂 沖壓件的工藝分析通過對(duì)工件圖11的分析可知，要加工該工件需要沖孔、落料、彎曲、翻孔四種基本工序才能完成。 沖裁工藝方案該工件包含沖孔、落料、彎曲、翻邊四個(gè)簡單的基本工序，由于需要考慮加工該工件的可行性、合理性，組合各個(gè)工序，可以采用以下三種工藝方案：方案一：先對(duì)工件進(jìn)行單工序沖孔，再單工序落料，然后進(jìn)行單工序彎曲，再進(jìn)行單工序的孔的翻邊；方案二：先對(duì)工件進(jìn)行沖孔落料，采用級(jí)進(jìn)模，然后進(jìn)行單工序的彎曲，再進(jìn)行單工序的孔的翻邊；方案三：先對(duì)工件進(jìn)行沖孔落料，這時(shí)，采用的是復(fù)合模一次成形，然后進(jìn)行單工序的彎曲，再進(jìn)行單工序的孔的翻邊。而且又在較短的時(shí)間內(nèi)高效率的完成。綜合以上方案的分析，不僅要滿足制件的質(zhì)量，而且也要滿足生產(chǎn)的要求。第三種方案，不僅可以短時(shí)間高效率的完成，而且還提高了模具的精度。8洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3章 模具主要零部件設(shè)計(jì)及計(jì)算 毛坯尺寸的計(jì)算 該工件需要沖孔、落料、彎曲、翻孔工序才能完成，因此，在沖孔落料之前，需要計(jì)算彎曲件的展開毛坯尺寸。該沖件展開的毛坯的形狀為長方形，令其長寬為LB，如圖31所示： 圖31 毛坯尺寸計(jì)算圖 L = 2（L1+L5）+2L2+2L3+2L4= 230+2（++）= 其中L1+ L5 =48(+)(15+)=30mmL2 = π/2（r+xt）=（+）=L3 = =L4 =π/2（r+xt）=（15+） =考慮到長度需要取整，則L=149mm，B = 24mm。 表31 中性層位移系數(shù)r/t1xr/t234567≥8x 故該制件毛坯尺寸形狀如圖32所示： 圖32 毛坯尺寸圖 沖孔落料模的設(shè)計(jì) 確定搭邊值查《沖壓手冊(cè)》(第二版)P45表218，得最小搭邊值：側(cè)搭邊a=，工件間搭邊a1=。為了補(bǔ)償側(cè)面搭邊的減少，條料寬度應(yīng)增加一個(gè)條料可能的擺動(dòng)量，故按下式計(jì)算：條料寬度 B=(D max+2a+C)導(dǎo)板間距離 A=B+C=D max+2a+2C式中Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a —側(cè)搭邊值，參考《沖壓手冊(cè)》（第二版）P56表218；Δ—條料寬度方向的單向偏差，查《沖壓手冊(cè)》（第二版）P57—58表21220；C—條料板與最寬條料之間的間隙，其最小值見《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P58表221。決定排樣方案時(shí)應(yīng)該遵循的原則：保證在最低的材料消耗和最高生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)條件要求的沖裁件，同時(shí)也要考慮生產(chǎn)操作的方便、安全生產(chǎn)、沖裁模的簡單結(jié)構(gòu)以及模具的壽命等等，總之，權(quán)衡利弊，選擇一個(gè)較為合理的排樣方案。A =24149－（247。2－﹙13247。－92=排樣圖如圖33所示： 圖33 排樣圖2. 豎排條料寬度B = (D max+2a+C)=（149+2+）=條料板間距 A =B+C=+=送料步距 S =B+a1=24+=排樣圖如圖34所示： 圖34 排樣圖由于豎排的材料利用率比橫排的材料利用率大，所以排樣方案采用豎排排樣。所計(jì)算的沖裁力必須小于壓力機(jī)的噸位，以適應(yīng)沖裁的需要。落料力 F落=KLtτ=300=169000N=169KN式中周長 L =（24－18﹚2+﹙14918﹚2+94=沖孔力 F沖1= KLtτ=300=12700N=式中周長 L =πD==沖孔力 F沖2= KLtτ=300==式中周長 L =πD=5=沖孔力 F沖= 2﹢=落料卸料力 F卸=K卸F落=169=沖孔推件力 F推=nK推F沖=3=總的沖壓工藝力FZ = F落+ F沖+ F卸+ F推=169+++=式中 K — 安全系數(shù)，考慮到模具刃口的磨損，凸模與凹模間隙不均勻，材料性能的波動(dòng)和材料厚度偏差等因素而設(shè)定的安全系數(shù)，一般取K = ；t — 材料厚度，t = mm；— 材料抗剪強(qiáng)度，Mpa，查《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》P330，10剛退火= 250~370 Mpa，取=300 Mpa。參考《沖壓模具設(shè)計(jì)師手冊(cè)》P59可知，初選開式雙柱固定臺(tái)式壓力機(jī)JG2335。 計(jì)算凸凹模刃口尺寸1. 、凹模的加工采用分別加工法查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P45表25沖裁模初始間隙值Zmin=，Zmax=，則Zmax Zmin==。令凸、凹模分別按ITIT7級(jí)加工制造，則沖孔 d凸1=（dmin+xΔ）=（+1）=d凹1=（d凸+ Zmin）=（+）=d凸2=（dmin+xΔ）=（5+1）=d凹1=（d凸+ Zmin）=（+）=校核|δ凸|+|δ凹|=＜Zmax Zmin=（滿足間隙公差條件的要求） 孔距尺寸 Ld =（Lmin+189。Δ=（+）177。2. 對(duì)于制件的外形輪廓，通過模具對(duì)板料進(jìn)行落料工序制成，其模具的凸、凹模的加工采用配作法加工由于是經(jīng)過落料而成的制件，其設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)是以凹模為主，這時(shí)，我們只需要計(jì)算落料凹模的刃口尺寸和制造公差，這樣，凸模的刃口尺寸根據(jù)凹模的實(shí)際尺寸通過間隙要求配作而成。因此，對(duì)于各個(gè)尺寸均選x=1,令a=131，b=24，c=125，分析可知：凸、凹模與沖裁件或廢料發(fā)生磨損，凸模越來越小，凹模越來越大。故 a=（amaxxΔ）0+188。Δ=（241）=（mm）c=（cmin+189。Δ=（+189。=125177。 沖模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1. 落料凹模的的設(shè)計(jì)（由于整體式直筒式刃口凹模的刃口強(qiáng)度高，制造方便，刃磨后工作部分尺寸不變，所以，選用整體式直筒式刃口凹模）確定凹模的外形尺寸：查《中國模具設(shè)計(jì)大典》得C=36，H=255 （C為凹模壁厚，H為凹模厚度）凹模周界邊長L凹=L+2C=149+236=221mmB凹=B+2C=24+236=96mm查《中國模具設(shè)計(jì)大典》P788 選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，GB/確定凹模周界L凹B凹為315下模座31525060，最小閉合高度245mm，最大閉合高度280mm。落料凹模的形狀如圖35所示：2. 沖孔凸模的設(shè)計(jì)查《中國模具設(shè)計(jì)大典》P902 選用B型圓凸模，D=8，D1=11，h=3，I型，以及D=10，D1=13，h=3，I型凸模長度的計(jì)算L1=h1+h2+t=12+25＋= L2=h1+h2+t=12+25＋=式中 h1—凸模固定板厚度，mm；h2—落料凹模的厚度，mm；t—板料的厚度，mm；查《中國模具設(shè)計(jì)大典》P429:凸模固定板H凸=（1~）D=8=12mm凹模固定板H凹=（~）H=25=15mm 圖35 落料凹模凸模強(qiáng)度的校核：(1) 凸模承載能力的校核σ1 =F/Amin=（5178。）=85Mpa﹤[σ]式中 σ—凸模最小斷面的壓應(yīng)力，Mpa；F—凸?？v向總壓力，N；Amin—凸模最小斷面積，mm178。(2) 凸?？箯澞芰Φ男?Lmax ≦270d178。/=Lmax ≦270d178。/=故凸模滿足使用要求，沖孔凸模的形狀如圖36所示： 圖36 沖孔凸模3. 凸凹模的設(shè)計(jì)查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P101表34。查《中國模具設(shè)計(jì)大典》，矩形固定板厚度取h1=16mm，卸料板厚度取h3=14mm。根據(jù)凸凹模固定板以及卸料板的長和寬，為了方便起見，即確定了橡膠板的尺寸了。所以橡膠的外形尺寸為ab=250125。/（2178。﹚=﹤[σ]式中 P—凸模頭部端面對(duì)模座的單位壓力，N；Fz—凸模承受的總壓力，N；A—凸模頭部端面支撐面積，mm178。故不需要墊板，但由于推板需要放到墊板上，同時(shí)也必須考慮到凸模的固定，加一塊厚度為20mm的墊板。分析如下：圖38(a)為一次成形彎曲模，從圖a可以看出，在彎曲過程中由于凸模肩部妨礙了坯料的轉(zhuǎn)動(dòng)，加大了坯料通過凹模圓角的摩擦力，使彎曲件側(cè)壁容易擦傷和變薄，成形后彎曲件回彈嚴(yán)重，兩肩部與底部不平行。第一次先將毛坯彎曲成U形；第二次彎曲時(shí)利用彎曲凹模外形兼作半成品坯件的定位，然后彎曲成四角形。但該種成形方法使用兩套模具不僅增加了制造模具的成本，同時(shí)也增加了工人的數(shù)量與勞動(dòng)強(qiáng)度。彎曲時(shí)，先將凸凹模與凹模將毛坯彎曲成U形，然后凸凹模繼續(xù)下壓，與活動(dòng)凸模作用，將工件彎曲成四角形件。此外，本次設(shè)計(jì)中采用兩個(gè)圓柱定位銷對(duì)毛坯進(jìn)行定位，防止了由于彎曲過程中毛坯未被夾緊，產(chǎn)生偏移和回彈，提高了工件的尺寸精度。由于彎曲時(shí)應(yīng)考慮制件的定位。這樣，工件不至于彎扭等現(xiàn)象，從而可以保證工件的精度和質(zhì)量。此時(shí)，可以不計(jì)算彎曲半徑的回彈。查《沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)》P144表43，Δα90186。計(jì)算凸模中心角α凸=αΔα=90186。=85186。彎曲板料時(shí)，= = = ===176。查《沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》P441可知以上數(shù)據(jù)。σb/（r+t）=24178。σb/（r+t）=2415178。F壓≧ F總=參考《沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》P388，可初選壓力機(jī)：開式可傾壓力機(jī)JG234。2. 計(jì)算凸、凹模工作部分的尺寸與公差（凸模IT7，凹模IT8）根據(jù)《中國模具設(shè)計(jì)大典》P199，該制件為內(nèi)形尺寸標(biāo)注的彎曲件，且為雙向偏差。故: L凸=（L凹+）=（60+）=。為了保證彎曲過程中制件有可靠的定位，采用中間φ5的小孔采用圓柱定位銷進(jìn)行定位，則凸模形狀如圖39所示：圖39 活動(dòng)凸模4. 凹模的設(shè)計(jì)凹模的圓角半徑r凹：在生產(chǎn)中，通常根據(jù)材料的厚度選取凹模圓角半徑： 當(dāng)t≦2mm，r凹=（3~6）t t=2~4mm，r凹=（2~3）t t﹥4mm，r凹=2t，取r凹=4t=4=6mm。取凹模周界尺寸為長寬：10096。而且支撐塊設(shè)計(jì)簡單，方便制造，節(jié)約材料，價(jià)格便宜。則支撐塊的形狀如圖311所示：圖311 支撐塊6. 定位板的設(shè)計(jì)為了防止彎曲過程中制件左右擺動(dòng)，一般需要有定位板，定位要可靠，放置和取出彎曲件都比較方便，而且還可以保證彎曲件的精度要求。其形狀尺寸如圖313所示：8. 彈頂器的設(shè)計(jì)彈頂器橡膠的選用：選用圓形橡膠，參考《沖模設(shè)計(jì)實(shí)例詳解》P42，采用兩個(gè)M10的螺釘和模具的下模座連接固定，中間用頂桿和推板固定，從而實(shí)現(xiàn)模具的卸料，彈頂器如圖314所示： 圖312 定位板 圖313 墊板圖314 彈頂器本次設(shè)計(jì)的工件，經(jīng)分析涉及了沖孔落料、四角型彎曲、翻孔三套模具，但我只設(shè)計(jì)前兩套模具。導(dǎo)柱模模架可按導(dǎo)向形式進(jìn)行劃分，可分為滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)向。由于后側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向裝置在后側(cè)，所以無論是橫向送料還是縱向送料都是比較方便的。 定位方式的選擇借助于擋料銷釘、導(dǎo)料銷釘?shù)榷ㄎ涣慵軌蜃屆鞴潭ㄔ谀＞呱系恼_的位置的方式稱作為定位。 沖孔落料復(fù)合模條料板的定位方式由于該工件采用的是板料，板料較薄，且重量較輕，所以送進(jìn)板料的方向必須要有兩個(gè)導(dǎo)料銷進(jìn)行定位，板料送進(jìn)步距即可用擋料銷來進(jìn)行定距。至于板料送進(jìn)的時(shí)候，則需要工作人員將板料抬起送進(jìn)，這時(shí)，擋料銷要貼緊下一個(gè)沖件的搭邊，這樣，才能將板料進(jìn)行可靠的定位。由于固定擋料銷是標(biāo)準(zhǔn)件，經(jīng)查閱資料，根據(jù)JB/—1994，選用直徑Φ5mm，L=10mm，材料為45鋼的A型固定擋料銷。由于彎曲時(shí)應(yīng)考慮制件的定位。再加上，工件兩邊采用兩塊定位板對(duì)工件進(jìn)行橫向定位。 卸料、出件方式的選擇 沖孔落料模的卸料、出件方式?jīng)_孔落料復(fù)合模采用的是橡膠板、卸料板和彈性卸料螺釘進(jìn)行卸料。這套模具中的推件裝置采用剛性推件，剛性推件的推件力較大，推件可靠性高。 四角形彎曲模的卸料、出件方式 四角形彎曲模采用的是彈頂器進(jìn)行卸料，彈頂器通過頂桿、推板、銷釘將活動(dòng)凸模頂出，而制件跟隨活動(dòng)凸模往上移動(dòng)，這時(shí)，工作人員將制件取出，根據(jù)推程選用Φ10145的頂桿。其相應(yīng)的規(guī)格是根據(jù)GB/T 和GB/T 652000以及通過它連接的各個(gè)零件的厚度來選擇的。下模座和凸凹模固定板采用了兩個(gè)Φ1240的圓柱銷和四個(gè)M1250的圓柱形螺釘來進(jìn)行定位和固定的。下模座、凸凹模固定板、橡膠板和卸料板則采用了四個(gè)M12100的卸料螺釘進(jìn)行固定的，它的選取主要依據(jù)JB/T