【正文】 =(mm) 零件實(shí)際翻邊高度 H=。所以，直接翻邊可以達(dá)到零件翻 邊高度，無需再采用淺拉深工藝。 沖小孔工藝分析 由于零件上有一個(gè) ，且與另外一個(gè)孔距離太近，無法在第一套模具沖出，所以只能單獨(dú)用一套模具來對(duì)其進(jìn)行加工。在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候用特別注意沖孔凸模應(yīng)由保護(hù)套來進(jìn)行保護(hù)，否則凸模的使用壽命會(huì)大大降低，另外在零件的定位及導(dǎo)向上也許特別注意。 彎曲部分工藝分析 本零件是典型的 U 型彎曲件， 在彎曲過程中會(huì)可能出現(xiàn)回彈 ，但其對(duì)外性要求不高，可以忽略不計(jì)。彎曲圓角半徑 為 大于最小彎曲半徑 （ rmin==1=），故此零件形狀 、尺寸均滿足彎曲工藝的要求，可以彎曲工序進(jìn)行加工。 工藝方案的確定 通過工藝性分析，可得到以下幾種方案： （ 1） 單工序落料、沖孔、 沖小孔、翻邊、折彎、 彎曲，采用單工序模具。每道工序山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 分別設(shè)計(jì)一套模具，加工過程中按照工序一步步完成。 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡單明了，設(shè)備沖裁力不必很大就可完成工作。 缺點(diǎn)： ① 每道工序都要制作一套模具。模具費(fèi)用昂貴，這就增加了生產(chǎn)成本； ② 生產(chǎn)過程中，坯料要經(jīng)過至少 6 道工序，工序繁雜，生產(chǎn)效率低； ③ 坯料每經(jīng)過一道工序就要重新定位以便于加工，這就增加了尺寸誤差，使產(chǎn)品精度下降； ④ 占用車間工位和設(shè)備，不方便操作 [12]。 （ 2） 采用 復(fù)合模 進(jìn)行加工，即落料沖孔復(fù)合，沖小孔、翻邊、彎曲順次進(jìn)行，在彎曲時(shí)順便加工出零件底部褶邊的形狀。 優(yōu)點(diǎn)：在完 成這些工序過程中，沖壓坯料無需進(jìn)給移動(dòng) 。 生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省制造費(fèi)用，且定位準(zhǔn)確，生產(chǎn)精度高。 缺點(diǎn)：需要的沖裁力較大，模具制作復(fù)雜，生產(chǎn)過程中容易磨損。 （ 3） 級(jí)進(jìn)模：沖孔、落料、 沖小孔、翻 邊、折彎、 彎曲遞進(jìn)完成。 優(yōu)點(diǎn)： 生產(chǎn)效率高且操作安全。 缺點(diǎn)： 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長，生產(chǎn)成本高，因此只有在特大量生產(chǎn)中才比較適宜 。定位不準(zhǔn)確 ，尤其是在沖小孔時(shí)無法保證尺寸精度。 綜合考慮成本、效率 生產(chǎn)批量 和要生產(chǎn)的實(shí)際工件等方面 因素，采用復(fù)合模 加工 比較合理 。經(jīng)落料沖孔、沖小孔、翻邊后的坯料圖分別如圖 、圖 、和圖 所示。 圖 落料沖孔后的零件 圖 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 圖 沖小孔后的零件 圖 圖 翻邊后的零件 圖 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 3落料沖孔模的設(shè)計(jì) 毛坯尺寸計(jì)算 毛坯 寬度計(jì)算： 因?yàn)?r/t=，參照《中國模具設(shè)計(jì)大典》 [12]表 ，得 x= 查表 得 l 彎 = l=2 l 直 1＋ l 直 2＋ 2 l 彎 （ ） =215＋ ＋ 2 = 則毛坯的外形尺寸為長 L 為 63mm,寬 為 的長方形板料。 排樣 工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計(jì)，考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，由于件展開尺寸大于 65mm，因此采用單行排列，查表 216[13]得 搭邊值 a1=,a=2mm,條料的排樣圖如圖 所示，則： 條料寬： b=63+2a=67mm 條料的進(jìn)距為： h=+a1= 條料的利用率： η=s/（ h?b） 100﹪ （ ） =（ 67 ） 100﹪ =﹪ 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 圖 條料排樣圖 確定模具壓力中心 由于零件形狀左右對(duì)稱，上下不對(duì)稱，故 x0= y0=Σliyi/Σli （ ） = 沖壓力 的 計(jì)算 落料力 F 落 =KLt? （ ） =1215 ≈ 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 沖孔力 F 孔 =KLt? （ ） =（ ＋ ＋ ＋ ） 1215 ≈ 卸料力 F 卸 = K 卸 F 落 （ ） = ≈ 推件力 F 推 = K 推 F 孔 （ ） = ≈ 總沖壓力 F 總 = F 落 ＋ F 孔 ＋ F 卸 ＋ F 推 （ ） = ≈ 沖壓設(shè)備的選擇 為了 保證 安全，防止設(shè)備的 過 載，可按公稱壓力 F 壓 ≥(～ )F 總 的原則選取壓力機(jī) [13]。 參照 《 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 》 [14]，落料沖孔工步可選取公稱壓力 160KN 的 J2316型 開式雙柱可傾壓力機(jī)，該壓力機(jī)與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)為；公稱壓力： 160KN； 滑塊行程： 70mm； 最大閉合高度： 220mm； 封閉高度調(diào)節(jié)量： 60mm ； 工作臺(tái)尺寸：450mm300mm； 模柄孔尺寸： φ30mm50mm。 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 工作部分尺寸計(jì)算 落料 凸、 凹模刃口的尺寸計(jì)算 落料 時(shí)應(yīng)先確定 凹模的尺寸。由于工件尺寸屬于未注公差尺寸 ， 在計(jì)算凸模與凹模尺寸時(shí)，沖壓件公差尺寸的極限偏差數(shù)值通常按 GB180079IT14 級(jí)。 凸模尺寸按照凹模尺寸配做，保證其最小間隙值為零。 該零件材料為 Q215 鋼，料厚 1mm，由《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 ，表 25 可查得 ： Zmax= Zmin= Zmax Zmin=－ = () 由表 210 查得凸 、 凹模制造公差： 落料部分： ? d=+ ? p=－ ? d +? p=│ +│ +│－ │ =＜ Zmax Zmin= () 由《 實(shí)用 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 [15]表 313 可查得： 落料 凹模 長： x?= 落料 凹模寬： x?= 落料凹模 長 ： Ad1=(D1x?) d 0 ?? () =() 0 ?mm = 0 ?mm 式中 ： ?— 零件的制造偏差 ， x—系數(shù) 落料凹模 寬 ： Ad2=(D2x?) d 0 ?? () =() 0 ?mm = 0 ?mm 落料凸模 長 ： Ap1=( Ad1 Zmin)0p?? () =() ? =? mm 落料凸模 寬 ： A p2=( Ad2 Zmin)0p?? () 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 =() ? =? mm 沖孔凸、凹模的刃口尺寸 沖孔時(shí)應(yīng)先確定凸模的尺寸。由于工件尺寸屬于未注公差尺寸，在計(jì)算凸模與凹模尺寸時(shí)，沖壓件公差尺寸的極限偏差數(shù)值通常按 GB180079IT14 級(jí) [15]。凹模尺寸按照凸模尺寸配做，保證其最小間隙值為零。 由表 210 查得凸 、 凹模制造公差 ： ? d=+ ? p=－ ? d +? p=│+│+│－ │=＜ Zmax Zmin= () 對(duì) ： dp1=(d+x?)0p?? () = (+) ? mm =? mm dd1=( dp1+ Zmin) d??0 () = (＋ ) 0 ?mm = 0 ? mm 對(duì) ： dp2=(d+x?)0p?? () = (+) ? mm =? mm dd2=( dp2+ Zmin) d??0 () = (＋ ) 0 ? mm = 0 ?mm 對(duì) ： dp3=(d+x?)0p?? () = (+) ? mm =? mm 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 dd3=( dp3+ Zmin) d??0 () = (＋ ) 0 ? = 0 ? mm 對(duì) 5 孔： dp4=(d+x?)0p?? () = (+) ? mm =? mm dd4=( dp4+ Zmin) d??0 () = (＋ ) 0 ? mm = 0 ? mm dp5=(d+x?)0p?? () = (5+) ? mm =? mm dd5=( dp5+ Zmin) d??0 () = (＋ ) 0 ? mm = 0 ? mm 沖孔落料復(fù)合模的設(shè)計(jì) 落料沖孔復(fù)合模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) (1) 模具總體設(shè)計(jì) 在確定采用復(fù)合模后，便要考慮采用正裝式還是倒裝式復(fù)合模。采用倒裝式復(fù)合模，拉深后工件嵌在上模部分的落料凹模內(nèi)，由推件裝置推出，再由壓力機(jī)上附加的接件裝置接走，條料由下模的卸料裝置脫出。這樣操作方便而且安全，能保證較高的生產(chǎn)率。而正 裝式復(fù)合模，工件則由下模的推件裝置向上推出，條料由上模卸料裝置脫出，二者混雜在一起，如果萬一來不及排除廢料或工件而進(jìn)行下一次沖壓，就容易山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 崩裂模具刃口。因此，這副落料沖孔復(fù)合模采用倒裝結(jié)構(gòu)。 (2) 推件裝置 在倒裝式復(fù)合模中，沖裁后工件嵌在上模部分的落料凹模內(nèi)，需由剛性或彈性推件裝置推出。剛性推件裝置推件可靠，可以將工件穩(wěn)當(dāng)?shù)赝瞥霭寄?，但在沖裁時(shí)，剛性推件裝置對(duì)工件不起壓平作用，故工件平整度和尺寸精度比用彈性推件裝置時(shí)要低些。 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，用剛性推件裝置已能保證零件所有尺寸精度，故這副模具采用剛性推件 塊。 (3) 卸料裝置 復(fù)合模沖裁時(shí)，條料將卡在凸凹模外緣，因此需要在下模裝卸料裝置。卸料裝置有二種形式：一種是將卸料零件，裝在卸料板與凸凹模固定板之間；另一種是將卸料零件裝設(shè)在下模板下面。由于零件的條料卸料力大，故采用前一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，彈性卸料裝置。 (4) 導(dǎo)向裝置 [15] 由于工件為彎曲件精度要求不高，而且材料不是很薄，模具間隙一般 ，故采用中間導(dǎo)柱模架。 (5) 工作過程 本沖模在一次行程中完成落料、沖孔兩個(gè)工序，生產(chǎn)效率高。沖壓時(shí)，條料從 5活動(dòng)導(dǎo)料銷中通過，由 3—凸凹模和 18—落料凹模進(jìn)行 落料。 11—頂 板繼續(xù)下行， 7—活動(dòng) 擋料銷擋住板料， 3—凸凹模和 1 13 凸模完成工件沖孔工序。沖孔后，嵌在 3—凸凹模內(nèi)的工件由 9—推件器 推出，廢料由 4—卸料板卸下，整個(gè)過程完成。 落料沖孔復(fù)合模裝配圖如圖 所示： 落料沖孔復(fù)合模主要零件的設(shè)計(jì) 對(duì)于復(fù)合模來說，工作部分包括凸凹模、凸模和凹模三個(gè)零件?，F(xiàn)在這副模具的凸凹模用電火花線切割一次割出，所以要將凸凹模的刃口尺寸全部算出，其外形按落料凹模計(jì)算，內(nèi)孔按沖孔凸模計(jì)算。凸模按凸凹模內(nèi)孔線切割，也需標(biāo)出刃口尺寸 [16]。凹模也用線切割加工，無論是 光電跟蹤還是程序控制的線切割，在制作光電跟蹤圖或者計(jì)算輸入方程時(shí)，均以凹模刃口工作部分尺寸作為依據(jù)， 故 凹模刃口尺寸也需計(jì)算。 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 圖 落料沖孔復(fù)合模裝配圖 1下模座 2卸料螺釘 3凸凹模 4導(dǎo)柱 5導(dǎo)套 6卸料板 7活動(dòng)擋料銷 8凹模 9凸模固定板 10圓柱銷 11推件器 12φ 凸模 13φ 凸模 14內(nèi)六角螺釘 15模柄 16推桿 17頂板 18頂桿 19內(nèi)六角螺釘 20墊板 21上模座 22內(nèi)六角螺釘 23 圓柱銷 24彈簧 25彈簧 由于，凸凹模、凸模和凹模三個(gè)零件都需要進(jìn)行線切割 ，而且三個(gè)之間的尺寸有一定的聯(lián)系，所以可以連續(xù)加工。首先，加工一塊凹模外形尺寸的模具板材，確定壓力中心，在板材上線切割出凹模的刃口，調(diào)節(jié)線切割設(shè)備選用合適的鉬絲使切割量小于凸、凹模間隙，在切下的廢料上切割出拉深凹模刃口，接下來在切下的廢料上切割出拉深凸模，然后在數(shù)控銑上銑出頭部曲面，完成模具工作零件的加工 [17]。 （ 1） 落料凹模的設(shè)計(jì) [17] 材料： T10A； 外形尺寸： 160 125 24； 由于大批量生產(chǎn)，對(duì)刃口強(qiáng)度要求較高，所以刃口采用 直刃式，磨損后刃口尺寸變化小，凹模刃口厚度為 14mm； 加工后進(jìn)行熱處理： 58— 60HRC； 凹模采用 M10 銷釘定位，通過 4 個(gè) M10 內(nèi)六角 螺釘經(jīng)過 凸模 固定板與墊板緊固在山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 上模座上 ， 表面粗糙度為 。 如圖 所示。 （ 2） 凸凹模的設(shè)計(jì) 材料： T10A； 外形尺寸：如圖 所示 加工后進(jìn)行熱處理： 5860 HRC； 凸凹模 通過 通過四個(gè) M10 螺釘 和兩個(gè)圓柱銷 固 定 在下模座上 ， 表面粗糙度為 。 （ 3） 四個(gè) 沖孔凸模的設(shè)計(jì) [18] 材料： T10A； 凸模圓角半徑為 5mm； 加工后進(jìn)行熱處理： 5860HRC； 凸模通過與固定板一起磨平后卡在一起；表面粗糙度為 ， 凸模、 孔凸模、 孔 凸模、 5 孔凸模分別 如圖 、 、 、 所示 。 圖 落料凹模 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 圖 凸凹模 圖 φ 孔凸模 圖 φ 孔凸模 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 圖 φ 孔凸模 圖 5 孔凸模 （ 4） 卸料板的設(shè)計(jì) 卸料裝置的形式比較多 ，它包括固定卸料板、活動(dòng)卸料板、彈壓卸料板和廢料切刀等幾種。本制 件較薄且要求平整，而且卸料板是用在復(fù)合模中，所以選用彈壓卸料板 如圖 所示。 圖 卸料板 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 （ 5） 模柄的選擇 [16] 中小型沖模通過模柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上。通過對(duì)制件的分析，決定采用適合于較大模具上的凸緣模柄，如圖 所示。 （ 6） 固定板與墊板的設(shè)計(jì) 固定板選用矩形，厚度是 22mm，固定板選用規(guī)格是 16012522。 墊板不需經(jīng)淬硬磨平，厚度取 10mm，墊板選用規(guī)格是 16012510。 圖 凸緣模柄 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 4 沖小孔模的設(shè)計(jì) 確定模具壓力中心 由于零件形狀左右對(duì)稱，上下不對(duì)稱，故 x0= y0=Σliyi/Σli （ ） = 沖孔力的計(jì)算 沖孔力： F 孔 =KLt? （ ） =1215 ≈ 卸料力： F 卸 = K 卸 F 落 （ ） = ≈ F 總 = F 孔 ＋ F 卸 =+= 沖壓設(shè)備的選擇 為了 保證 安全，防止設(shè)備的 過 載，可按公稱壓力 F 壓 ≥(～ )F 總 的原則選取壓力機(jī)。 參照 《 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 》 ， 沖 小 孔工步可選取公稱壓力 63KN 的 型 開式雙柱可傾壓力機(jī)，該壓力機(jī)與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)為；公稱壓力： 63KN； 滑塊行程：50mm； 最大閉合高度： 170mm； 封閉高度調(diào)節(jié)量： 40mm ； 工作臺(tái)尺寸： 315mm200mm；模柄孔尺寸： φ30mm5