感溫片彎曲成形工藝及沖裁模和彎曲模模具設(shè)計(jì)

感溫片彎曲成形工藝及沖裁模和彎曲模模具設(shè)計(jì),感溫片,彎曲,成形,工藝,沖裁模,模具設(shè)計(jì) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號(hào) 01 零件名稱 凸模 零件號(hào) 00-02 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 號(hào) 重 量 3Cr2M0 40~50HRC 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號(hào) 線切割 虎鉗夾具 游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器 安 裝 工 步 安裝及工步說(shuō)明 刀 具 量 具 走 刀 長(zhǎng) 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時(shí) 一次 2 割外形輪廓 快走絲 游標(biāo)卡尺，螺旋測(cè)微器 1 i 1h 設(shè) 計(jì) 者 王懷彪 指 導(dǎo) 教 師 于智宏 共 2 頁(yè) 第 1頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 零件號(hào) 零 件 名 稱 00-02 凸模 工序號(hào) 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱 型 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料(35mm×20mm×40mm) 鋸床 直尺 02 熱處理（淬火、回火）至56-65HRC 電熱爐 火鉗 0.5h 03 線切割加工至圖紙輪廓尺寸 線切割 磁力工作臺(tái) 鉬絲 游標(biāo)卡尺 2h 編制 王懷彪 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號(hào) 1 零件名稱 凹模 零件號(hào) 00-03 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 號(hào) 重 量 3CrMo 60~64HRC 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號(hào) 銑 床 虎鉗 游標(biāo)卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說(shuō)明 刀 具 量 具 走 刀 長(zhǎng) 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時(shí) 一次 1 銑上下平面及下端孔 φ35面銑刀 游標(biāo)卡尺 2 200㎜/ min 800r/min 一次 2 銑四面 φ10立銑刀 游標(biāo)卡尺 1 60㎜/ min1 400r/mi 1.5h 一次 1 線切割上端通孔 鉬絲 游標(biāo)卡尺 1 0.5h 一次 1 電火花 電極 游標(biāo)卡尺 1h 設(shè) 計(jì) 者 王懷彪 指 導(dǎo) 教 師 于智宏 共 2頁(yè) 第 2 頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 零件號(hào) 零 件 名 稱 00-03 凹模 工序號(hào) 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時(shí) 名 稱 型 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料(84mm×36mm×67mm) 鋸床 直尺 02 粗銑表面至82mm×34mm×65mm及下端孔 銑床 虎鉗夾具 銑刀 標(biāo)準(zhǔn) 游標(biāo)卡尺 0.3h 03 精銑表面至81mm×33mm×664mm及下端孔 銑床 虎鉗夾具 銑刀 游標(biāo)卡尺 0.2h 04 熱處理（淬火、回火）至60-64HRC 電熱爐 火鉗 1h 05 線切割割上端通孔至 11.79mm×15.79mm 線切割 磁性?shī)A具 鉆刀、鉸刀、 游標(biāo)卡尺 0.5h 06 電脈沖打臺(tái)階孔至18mm×15.79mm×17mm 電火花 磁力工作臺(tái) 成型電極 游標(biāo)卡尺 0.5h 07 精磨各端面至圖紙尺寸 （80mm×32mm×63mm） 磨床 磁力夾具 砂輪 0.5h 編制 王懷彪 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 插圖清單 圖1 工件圖 2 圖2 毛坯展開圖 4 圖3 排樣方案 5 圖4 排樣圖 6 圖5 凹模形式 8 圖6 凹模 9 圖7 凸模固定方案 9 圖8 凸模 10 圖9 標(biāo)準(zhǔn)模架 18 圖10 上模座 19 圖11 下模座 19 圖12 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 20 圖13 模柄 21 圖14 彎曲總裝圖 22 感溫片彎曲成形工藝及模具設(shè)計(jì) 摘要 本設(shè)計(jì)題目為感溫片沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了板類沖壓零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計(jì)意義。通過(guò)對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者沖壓模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的沖壓模具做好了鋪墊并吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)運(yùn)用沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了工件的成形工藝及模具成形結(jié)構(gòu)對(duì)制件質(zhì)量的影響。介紹了感溫片沖壓模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意的要點(diǎn)，通過(guò)對(duì)制件進(jìn)行工藝分析，可確定制件的成形加工為兩次工藝成形，即沖裁落料和一次彎曲。從控制制件尺寸精度出發(fā)，對(duì)感溫片沖壓模具的各主要尺寸進(jìn)行了理論計(jì)算，以確定各工作零件的尺寸，從模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并應(yīng)用CAD進(jìn)行各重要零件的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：沖裁落料；工藝分析；模具零部件的加工工藝。 Bending temperature film forming process and die design Abstract The design of the title sheet for thermal forming process and die design, sheet metal stamping embody parts of the design requirements, content and direction of the design of a certain significance. Through the design of the die parts to further enhance the design of a stamping die designers the basic knowledge for the design of more complex stamping die to do a good job of paving the way and draw a more profound experience. The design of the use of punch forming process and die design of the basic knowledge, the first analysis of the shape of the workpiece forming process and die structure of the parts quality. Introduced a temperature-chip stamping die design of the main points of attention should be paid through the process of parts for analysis, we can identify parts of the forming process for forming the two, that is, a blanking blanking and bending. Size precision parts from the control, the temperature of the mold sheet size of all the major theoretical calculations carried out to determine the size of the working parts, the parts from the mold design process and the assembly process in detail, etc., and Application of CAD for the design of the important parts. Keywords: Blanking Blanking; process analysis; mold parts processing. 1 緒論 進(jìn)入21世紀(jì)，制造技術(shù)發(fā)展迅猛，模具技術(shù)作為現(xiàn)代制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。模具作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用。通過(guò)模具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、成本低等顯著特點(diǎn)，因而在機(jī)械、電子、輕工、家電、通信、軍事和航空航天等領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用，作用不可替代，模具被贊為“金鑰匙”、“制造業(yè)之母”、“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”等。利用模具成形零件的方法，實(shí)質(zhì)上是一種少無(wú)切削、多工序重合的生產(chǎn)方法。采用模具成形加工零件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本，從而獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，70%以上的汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表零件，80%以上的塑料制品，85%以上的計(jì)算機(jī)、電子行業(yè)產(chǎn)品的零件，都是采用模具成形的方法來(lái)生產(chǎn)。因此，利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大量生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對(duì)于保證制品的質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代等都具有重要意義。 在我國(guó)，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是20世紀(jì)80年代以來(lái)，產(chǎn)品的更新?lián)Q代迅速加快，品種數(shù)量迅速增加。這使模具的需求量相應(yīng)增加，質(zhì)量要求也越來(lái)越高，從而使模具技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用日趨重要。顯然，模具技術(shù)落后，制造周期長(zhǎng)，質(zhì)量低劣，必將影響生產(chǎn)發(fā)展和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，使產(chǎn)品喪失競(jìng)爭(zhēng)力。 2 感溫片彎曲工藝確定 原材料如圖1： 產(chǎn)品名稱：感溫片 材 料：鋁 壁厚均勻：t=1 生產(chǎn)批量：大批量 圖1 工件圖 2.1 彎曲件的工藝性分析 本工件為帶有雙邊側(cè)直壁的“幾”形件，如圖2.1，圖中的尺寸公差為未注公差，在處理這類零件公差的等級(jí)時(shí)均按IT14級(jí)要求，彎曲圓角半徑R為1mm、2mm。由表3.1查得鋁的最小彎曲半徑在正火或退火時(shí)，平行纖維方向?yàn)?.35t，垂直纖維方向?yàn)?.1t；而在冷作硬化狀態(tài)時(shí)，平行纖維方向?yàn)?.0t，垂直纖維方向?yàn)?.5t。因此彎曲圓角半徑R總大于等于最小彎曲半徑，故此件形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝要求，可采用彎曲工序加工。 2.2 工藝方案的確定 所需的沖壓工序?yàn)閺澢?，方案有三個(gè)：一次彎曲成形；兩次彎曲成形；一次復(fù)合彎曲成形。如果采用一次彎曲成形，因?yàn)椴牧现北圯^高，彎曲過(guò)程中彎曲件側(cè)壁可能擦傷和變薄，就會(huì)在成形后工件兩肩部與底面不易平行；采用一次復(fù)合成形雖然避免了這種缺陷，但凸凹模加工起來(lái)比較困難，加工成本高，修模困難，而且對(duì)壓力機(jī)設(shè)備有一定的要求；采用兩次彎曲，避免了方案一中的缺陷，但兩幅模具的成本太高。由于鋁的回彈相對(duì)較小，而且制件的體積較小，不宜采用兩次彎曲。在此確定采用第一種方案來(lái)進(jìn)行工件的加工。 2.3彎曲件展開尺寸長(zhǎng)度的計(jì)算 因?yàn)閺澢膹澢鷪A角半徑較大（r>0.5t）,應(yīng)根據(jù)中性層長(zhǎng)度不變?cè)碛?jì)算。 中性層位置以曲率半徑表示，通用用下面經(jīng)驗(yàn)公式2.1確定 =r+xt (2.1) 式中 r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑； t——板料厚度； x——中性層位移系數(shù)。 相對(duì)彎曲半徑r/t=1，由表3.4可查的中性層的位移系數(shù)x為0.41。則： =r+xt=1+0.411=1.41 坯料的總長(zhǎng)度等于彎曲件直線部分長(zhǎng)度和彎曲圓角部分應(yīng)變中性層長(zhǎng)度之和，即 ==1.79 2.3.1 凸緣方向的長(zhǎng)度計(jì)算 2.3.1.1.頂部彎角長(zhǎng)度尺寸 長(zhǎng)度方向的總長(zhǎng)度計(jì)算公式為：，又因?yàn)樵摴ぜ笥覍?duì)稱，且每個(gè)彎曲半徑相等。則： =2（7+8）+8+4=38+7.16=45.16（mm） 2.3.1.2頂部彎角長(zhǎng)度尺寸 長(zhǎng)度方向的總長(zhǎng)度計(jì)算公式為：，又因?yàn)樵摴ぜ昂髮?duì)稱，且每個(gè)彎曲半徑相等。則： =29+12+2=3·0+7.16=33.58（mm） 毛坯料的長(zhǎng)度尺寸二維圖如下圖2： 圖2 毛坯展開圖 3 沖裁模具的設(shè)計(jì) 3.1 沖裁件的工藝分析 如圖2，該零件形狀簡(jiǎn)單，對(duì)稱，是由直線組成。因?yàn)榱慵某叽鐩](méi)有精度要求，沖裁件的經(jīng)濟(jì)精度按IT14，其他尺寸標(biāo)注，生產(chǎn)批量等情況也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用簡(jiǎn)單落料模進(jìn)行加工，且一次沖壓成型。 3.2 排樣 3.2.1排樣方案確定 采用直排的排樣方案，且進(jìn)料方向?yàn)閺澢膫?cè)壁方向。由表2.9查得最小搭邊值為：工件間=1.2mm,側(cè)面a=1.5mm。如下圖3： 圖3 排樣方案 3.2.2 條料寬度和導(dǎo)料板間距離的計(jì)算 而為了保證送料順利，盡量不要采用最小搭邊值，在實(shí)際操作過(guò)程中，往往由工人施力使進(jìn)料成為有側(cè)壓的進(jìn)料。而且裁剪時(shí)公差帶分布規(guī)定為上偏差是0，下偏差為負(fù)值。條料寬度和導(dǎo)料板間距離的計(jì)算公式如下3.1和3.2： 條料寬度 (3.1) 導(dǎo)料板間距離 s=b+=D+2a++ (3.2) 由表2.10查得條料寬度偏差為-0.15，由表2.12查得送料最小間隙為0.5。則 =（48.16+21.5-0.15）=51.01； s=b+= 51.01+0.5=51.51； 3.2.3 排樣圖的確定 根據(jù)以上計(jì)算繪出準(zhǔn)確排樣圖如圖4： 圖 4 排樣圖 3.2.4 材料的利用率 在CAD環(huán)境中測(cè)得一個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際面積=714.56，總面積=1774.13。則得到材料的利用率： 714.56/1774.13=52.3% 3.3壓力中心的確定 因?yàn)榕髁仙舷伦笥覍?duì)稱，所以壓力中心既是坯料的幾何中心。 3.4凸凹模刃口尺寸計(jì)算 計(jì)算采用配作法，參考圖2 毛坯展開圖。 落料件應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)配作凸模。因?yàn)閳D形完全對(duì)稱，故圖中尺寸能完全反應(yīng)圖形刃口形狀。而且圖中尺寸均為凹模磨損后增大的尺寸，其計(jì)算公式如3.3： (3.3) 式中 A——凹?；境叽纾? x——磨損系數(shù)； ——沖裁件的公差。 查《互換性與測(cè)量技術(shù)》表3-2，得IT147級(jí)工件的標(biāo)準(zhǔn)公差為=0.36；=0.52；=0.43；=0.43。查表2.6得工件的磨損系數(shù)x均為0.5。代入公式3.3得： 查表2.3得，。 落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是7.82、18.2、10.58、11.79。實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證雙面合理間隙值在0.04-0.06之間。 3.5 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.5.1 凹模的設(shè)計(jì) 因?yàn)樵摏_件形狀簡(jiǎn)單而且精度要求較低，查《沖壓手冊(cè)》表2-38選用如下圖5凹模形式： 圖 5凹模形式 這種類型的凹模不易積沖件或廢料，孔口磨損及壓力較小。同樣在表中查得,取7，由表2-39確定凹模高度h=22，壁厚c=30。則得到如圖6凹模： 圖 6 凹模 3.5.2 凸模的設(shè)計(jì) 3.5.2.1 凸模的結(jié)構(gòu)和固定方案 該凸模為非圓形凸模，可采用N7/h6的鉚接固定，裝配后鉚開磨平；而非圓形凸模的頭部應(yīng)做成矩形；為使加工方便，其方案如下圖7： 圖 7 凸模固定方案 3.5.2.2 凸模的長(zhǎng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)方案 該模具采用固定卸料板和導(dǎo)料板，其長(zhǎng)度可按公式3.4計(jì)算： L= (3.4) 式中： L ——凸模的總長(zhǎng)度； ——凸模固定板厚度（mm）； ——卸料板厚度（mm）； ——導(dǎo)料板厚度（mm）； h——附加長(zhǎng)度，考慮到凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5mm-1mm）和模具閉合狀態(tài)下凸模固定板間的安全距離，取15mm-20mm。 凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6-0.8倍，此處取0.8，即：=220.8=17.6；剛性卸料板的厚度一般取凹模厚度的0.8-1倍，此處也去0.8，即=220.8=17.6；擋料方式采用固定擋料銷，即送料時(shí)材料抬起，由表2.24查得導(dǎo)料板的厚度=4mm；另外附加長(zhǎng)度考慮到凸模進(jìn)入模具的深度（0.5-1mm），取20mm。則求出凸模的長(zhǎng)度： L==17.6+17.6+4+20=59.2（mm） 則凸模的長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)如下圖8： 圖8 凸模 3.5.2.3 沖裁力的計(jì)算 對(duì)于該類型的平刃沖裁，其沖裁力可按公式3.5計(jì)算： F=KLt (3.5) 式中 F——沖裁力； L——沖裁周邊長(zhǎng)度； t——材料厚度； ——材料抗剪強(qiáng)度； K——系數(shù)。 系數(shù)K是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù)，一般取K=1.3。L的長(zhǎng)度可以再CAD中測(cè)出，即為157.5mm。相關(guān)資料查取鋁(3A21)的抗剪強(qiáng)度=115MPa，則： F=1.3157.51115=23546.25 (N) 推件力的計(jì)算可以有公式3.6計(jì)算： =nF (3.6) 式中 F——沖裁力； ——推件力系數(shù)； n——同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)。 上文已經(jīng)提到，該類型的凹模不易積累工件或者廢料，故認(rèn)為工件不會(huì)卡在凹模內(nèi)，即同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件的個(gè)數(shù)為1，n=1；由表2.7查得鋁材料的推件力系數(shù)=0.05。則： =10.0523546.25=1177.3 (N) 該模具采用的是剛性卸料裝置，其總的沖壓力由公式3.7計(jì)算： =F+ (3.7) 即： =F+=23546.25+1177.3=24723.55 (N) 3.6 壓力機(jī)設(shè)備的選擇 根據(jù)模具的生產(chǎn)特點(diǎn)，為了便于送進(jìn)坯料好操作方便，選用開始可傾壓力機(jī)，此處選用J23-6.3型號(hào)的壓力機(jī)能滿足要求，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：63KN 滑塊行程：35mm 最大閉合高度：150mm 密封高度調(diào)節(jié)量：35mm 立柱間距：150mm 工作臺(tái)尺：前后200mm，左右310mm。 最大傾斜角： 4 彎曲模設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 彎曲模工作部分尺寸計(jì)算 4.1.1 凸模圓角半徑 工件的彎曲工藝為一次彎曲，可以看成是兩個(gè)方向上的同時(shí)進(jìn)行的兩個(gè)U形彎曲。由于彎曲內(nèi)側(cè)彎曲圓角相同，都為1mm，而彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí)，取凸模圓角半徑等于或略小于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r，但不能小于工件的最小彎曲半徑。由于此工件的r/t=1/1=1較小，而最小彎曲半徑為0.5-1， 故取凸模的圓角半徑均為1mm。 4.1.2 凹模圓角半徑 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(guò)小會(huì)使彎曲；；力臂減小，毛坯沿凹模圓角滑入凹模時(shí)的阻力增大，彎曲力增加，并使工件表面擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)該一致，否則在彎曲時(shí)毛坯容易發(fā)生偏移。實(shí)際生產(chǎn)中凹模圓角半徑一般按材料的厚度t來(lái)選取。 當(dāng)t<2時(shí)，取=（3-6）t，此處取凹模圓角半徑=3t=3mm。 4.1.3 凹模工作部分深度的設(shè)計(jì)計(jì)算 凹模工作部分的深度將決定板料的進(jìn)料深度，同時(shí)也影響到彎曲件直邊的平直度，對(duì)工件的尺寸精度造成一定的影響.彎曲直邊高度為l為8mm、9mm,板料的厚度為1mm.查表3.12知:凹模的底部最小厚度為h=3mm。查表3.13查得凹模深度=15mm；由于側(cè)壁高度的限制，凹模深度由圖可以確定為11mm。 4.1.4 凸、凹模間隙 對(duì)于U形件，必須合理確定凸、凹模之間的間隙。間隙過(guò)大，則回彈較大，工件的形狀和尺寸不易保證。間隙過(guò)小，會(huì)加大彎曲力，使工件厚度減薄，增加摩擦，擦傷工件并降低模具壽命。鋁U形件的凸、凹模的單面間隙值一般可按下式4.1計(jì)算： (4.1) 式中 ——凸、凹模單邊間隙（mm）； ——板料厚度正偏差； t——板料厚度的基本尺寸； C——間隙系數(shù)。 1.凸緣方向凸、凹模間隙計(jì)算 參照計(jì)算公式，由表3.14查得間隙系數(shù) C為0.05；由標(biāo)準(zhǔn)公差表查得板料的厚度正偏差為0.25；則凸、凹模的單面間隙： =1+0.25+0.051=1.3（mm） 2.側(cè)壁方向凸、凹模間隙計(jì)算 參照計(jì)算公式，由表3.14查得間隙系數(shù) C為0.05；由標(biāo)準(zhǔn)公差表查得板料的厚度正偏差為0.25；則凸、凹模的單面間隙： =1+0.25+0.051=1.3（mm） 4.1.5 凸、凹模橫向尺寸及公差 工件標(biāo)注為外型尺寸，以凹模為基準(zhǔn)，先確定凹模尺寸，然后再減去間隙值確定尺寸。這里認(rèn)為彎曲件為雙向?qū)ΨQ偏差。，凸、凹模的橫向尺寸計(jì)算由公式4.2和4.3確定： =（L-0.5） (4.2) =(-Z) (4.3) 式中 L——彎曲件的基本尺寸（mm）； 、——凸、凹模工作部分尺寸（mm）； ——彎曲件尺寸公差（mm）； ——凸、凹模制造公差，選用IT7-IT9級(jí)精度，一般取凸模的精度比凹模精度高一級(jí)。 1.凸緣方向凸、凹模橫向尺寸及公差 彎曲件基本尺寸L為12mm，由標(biāo)準(zhǔn)公差表查得L的尺寸公差為0.43；由表2.5查的凸、凹模的制造公差=0.02；=0.02。則： =（L-0.5） =（12-0.50.43）=11.785 =(-Z) =（11.785-2.6） =9.185 2.側(cè)壁方向凸、凹模橫向尺寸及公差 參照首次彎曲的計(jì)算公式，彎曲件基本尺寸L為16mm，由標(biāo)準(zhǔn)公差表查得L的尺寸公差為0.43；由表2.5查的凸、凹模的制造公差=0.02；=0.02。則： =（L-0.5） =（16-0.50.43）=15.785 =(-Z) =（15.785-2.6） =13.185 4.2 其他彎曲工藝計(jì)算及初選壓力機(jī) 4.2.1 彎曲回彈的計(jì)算 小變形程度（r/t≥10）時(shí)，回彈大，先計(jì)算凸模圓角半徑，再計(jì)算凸模角度。大變形程度（r/t﹤5），圓角半徑回彈小，不必計(jì)算，只計(jì)算凸模角度。該彎曲件的相對(duì)彎曲半徑為r/t=1<5，由于變形程度卸載后彎曲圓角半徑的變化很小，可以不予考慮。而僅考慮彎曲中心角的變化。而給類型的為90°彎曲，可以由表3.2查取鋁的彎曲回彈角為4°。 4.2.2 彎曲力的計(jì)算 彎曲力指的是壓力機(jī)完成預(yù)定的彎曲工序所需施加的壓力，是選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一，所以必須進(jìn)行計(jì)算，但要從理論上計(jì)算彎曲力是很復(fù)雜的，并且計(jì)算的值還不是十分的準(zhǔn)確，因此，再生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗(yàn)公式4.4計(jì)算： (4.4) 式中： ——自由彎曲在沖行程結(jié)束時(shí)的彎曲力； B——彎曲件的寬度; t——彎曲材料的厚度; r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑; ——材料的抗拉強(qiáng)度150MPa; K——安全系數(shù)，一般取K=1.3。 1.凸緣方向彎曲力的計(jì)算 參照公式4.4計(jì)算，即： ==819 （N）； 2.側(cè)壁方向彎曲力的計(jì)算 參照公式4.4計(jì)算，只有參數(shù)B不同，則： ==546（N）； 3.總的自由彎曲力取二者之和，即： =819+546=1365(N) 4.2.3 校正彎曲時(shí)的彎曲力 校正彎曲時(shí)，校正力比壓彎力大得多，而且兩個(gè)力先后作用。因此，若采用校正彎曲時(shí)，一般只計(jì)算校正力，V形件和U形件均按下式計(jì)算： =Ap (4.5) 式中 ――校正彎曲時(shí)的彎曲力； A――校正部分垂直投形面積； p――單位面積上的校正力。 參照4.5，凸緣方向校正部分垂直投影面積A=1012=120，側(cè)壁方向垂直投影面積A=148=112則： 1.凸緣方向：=12030=3.6(KN) 2.側(cè)壁方向：=11230=3.36(KN) 3.總的校正彎曲力=3.6+3.36=6.96（KN） 4.2.4 壓彎時(shí)的頂件力 對(duì)于設(shè)有頂件裝置的彎曲模，頂件力值可按自由彎曲力的30～80%選取，即 取值為0.5，代入得 0.51365=682.5(N) 4.2.5 彎曲時(shí)壓力機(jī)噸位的確定 自由彎曲時(shí)，壓力機(jī)噸位F機(jī)為 取值為1.3，代入得 對(duì)于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力大的多，故頂件力可以忽略，即 取值為1.3，代入計(jì)算得： 4.2.6 初選壓力機(jī) 通過(guò)以上比較，彎曲部分所需的壓力最大為首次彎曲時(shí)的校正壓力，即=9.048KN。初選壓力機(jī)型號(hào)：J23-3.15。 5 彎曲?？傮w設(shè)計(jì) 5.1模架的選擇 模架選用標(biāo)準(zhǔn)模架。查取沖壓手冊(cè)表10-30，摘自GB2851.3-81。選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，這樣方便工件的取放。凹模的周邊尺寸為L(zhǎng)=80；B=63。模具的閉合高度h最小為110mm，最大為130mm。如下圖9： 圖9 標(biāo)準(zhǔn)模架 5.2 主要零件的選擇 5.2.1 上、下模座的確定 由表沖壓手冊(cè)表10-31確定上模座的具體尺寸，如下圖10： 圖 10 上模座 同樣由表10-32確定下模座的具體外形，如下圖11： 圖11 下模座 5.2.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選擇 根據(jù)凹模周邊尺寸，查表沖壓手冊(cè)10-30得導(dǎo)柱的規(guī)格為：18100；查得導(dǎo)套的規(guī)格為186523。由表10-39確定A型導(dǎo)柱的具體尺寸，由表10-42確定A型導(dǎo)套的具體尺寸，如下圖12： 圖12 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 5.2.3 橡皮的選擇 5.2.3.1 橡皮高度的選擇 為保證橡皮不致過(guò)早失去彈性而損壞，一般?。? (5.1) 式中 ——橡皮自由狀態(tài)下高度，mm； ——所需工作行程，mm。 有頂板的工作行程可知所需工作行程為12mm，則自由狀態(tài)下橡皮的高度選為40mm。 5.2.3.2 橡皮外徑的選擇 根據(jù)模具特點(diǎn)，選擇圓柱形橡皮。由沖壓手冊(cè)表10-6查得外徑的計(jì)算公式為5.2： D= (5.2) 式中 F——壓力，由上文知道F=682.5N。 P——與橡皮壓縮量有關(guān)的單位壓力。 由表10-7查得壓縮量為30%的時(shí)候的單位壓力位1.52MPa。則 D==23.8（mm） 又有校驗(yàn)公式：，D為橡皮外徑，即是mm且mm。選橡皮外徑為30mm。 5.2.4 模柄的選擇 根據(jù)壓力機(jī)模柄孔的尺寸，要選擇相對(duì)小一點(diǎn)的模柄。根據(jù)模具尺寸，在沖壓手冊(cè)表10-47中選擇壓入式模柄。確定基本尺寸20mm，并根據(jù)上模座的厚度確定=25。則各尺寸可以有表查得，如右圖13： 5.3 各零部件的連接固定 5.3.1 橡皮的連接 圖13 模柄 橡皮靠一個(gè)法蘭板固定在下模座上，并有螺釘連接，工作力通過(guò)頂桿傳遞給頂板，以保證在工作的時(shí)候頂板于凸模夾緊工件。 5.3.2定位板的確定 考慮到模具空間，定位板不宜取大，而材料的厚度為1mm，定位板取5mm已經(jīng)能夠保證準(zhǔn)確定位，其外型尺寸和凹模相同。 5.3.3 其他零件固定方式的選擇 凸模的固定靠臺(tái)肩即可保證，而凸模固定板的緊固靠螺栓，并靠銷釘定位；定位板靠螺釘固定在凹模上；凹模靠螺釘和銷釘定位和固定在下模座上；橡膠通過(guò)法蘭板固定在下模座下面。具體詳見(jiàn)圖紙。 5.4 彎曲模工作原理 壓力機(jī)滑塊下行通過(guò)模柄帶動(dòng)上模下行，坯料靠定位板定位，當(dāng)凸模接觸坯料時(shí)，通過(guò)下面的頂板頂緊坯料使其不易滑動(dòng)，繼續(xù)下行，成形四個(gè)直壁，到一定位置，凸模的第一個(gè)階梯開始成形凸緣壁；當(dāng)達(dá)到最低行程時(shí)，通過(guò)頂板和凸模將零件壓緊并校正?；爻虝r(shí)，零件由于回彈不會(huì)卡在凸模上，而橡膠的壓縮力開始回彈并帶動(dòng)頂板推動(dòng)零件離開凹模，完成一次彎曲過(guò)程。 5.5 彎曲模具總裝圖 彎曲模具的總裝圖如圖 14： 圖 14 彎曲總裝圖 5.6壓力機(jī)的選擇確定 從三維圖中測(cè)量模具的閉合高度為114mm，模具閉合高度與壓力機(jī)裝模高度的關(guān)系為： -M-H- 式中 H——模具閉合高度； ——壓力機(jī)的最大閉合高度； ——墊板厚度； M——連桿調(diào)節(jié)量。 經(jīng)校驗(yàn)，初選壓力機(jī)J23-3.15的閉合高度不滿足要求，故選用J23-6.3型號(hào)的壓力機(jī)，其參數(shù)為： 公稱壓力：63KN 滑塊行程：35mm 最大閉合高度：150mm 封閉高度調(diào)節(jié)35mm 工作臺(tái)尺：前后200mm，左右310mm 墊板厚度：30mm 模柄孔尺寸：mm 最大傾斜角:35° 6 模具的裝配、安裝及調(diào)試 6.1 彎曲模的裝配 彎曲模的裝配步驟: A 安裝彎曲模，熟悉彎曲工藝和彎曲模具圖樣，檢查所要安裝的彎曲模和壓力機(jī)是否完好。 B 彎曲模放入壓力機(jī)之前，清楚粘附在沖壓模具上下表面和滑塊底面與工作臺(tái)面上的雜物，并擦洗干凈 C 測(cè)量彎曲模的閉合高度，并根據(jù)測(cè)量的尺寸調(diào)整壓力機(jī)滑塊的高度，使滑塊在上至點(diǎn)時(shí)，滑塊底面與壓力機(jī)工作臺(tái)面的距離稍大于沖壓模的閉合高度 D 準(zhǔn)備好安裝彎曲模所需要的緊固螺栓，螺母壓板，墊塊，墊板以及沖壓模上的附件 E 取下模柄鎖緊塊，將彎曲模推入，使模柄進(jìn)入壓力機(jī)滑塊的模柄孔內(nèi)，合上鎖緊塊，將壓力機(jī)停在下止點(diǎn)，并調(diào)整壓力機(jī)滑塊高度，使滑塊與沖壓模頂面貼合 F 緊固鎖緊塊，安裝下模壓板，如模具有彈頂器時(shí)，應(yīng)先安裝彈頂器 G 調(diào)整壓力機(jī)上的連桿，將滑塊向上調(diào)3~5MM，開動(dòng)壓力機(jī)使滑塊停在上止點(diǎn)，擦凈導(dǎo)柱導(dǎo)套部位并加潤(rùn)滑油后，再點(diǎn)動(dòng)壓力機(jī)，使滑塊上下運(yùn)動(dòng)1~2次后停在下止點(diǎn)，靠導(dǎo)柱導(dǎo)套將上下模具的位置導(dǎo)正后，將壓板螺栓擰緊 H 開動(dòng)壓力機(jī)，并逐步調(diào)整滑塊高度，先將上下模之間放入紙片，使紙片剛好切斷后，再放入試沖材料，剛好沖下零件后，將可調(diào)連桿，螺釘緊固 I 若上模有頂桿時(shí)，要在壓力機(jī)上裝入打料橫桿，并調(diào)整壓力機(jī)的打料橫桿限制螺釘，以便打料橫桿能通過(guò)打料桿打下沖壓廢料或工件 J 安裝好進(jìn)行試沖，如出現(xiàn)故障，則要從分析原因入手，進(jìn)行模具的調(diào)整或修理，直到模具工作正常達(dá)到合格為止 6.2模具安裝后進(jìn)行試模與調(diào)試的目的 A 鑒定制件和模具的質(zhì)量，模具的試沖和調(diào)試簡(jiǎn)稱調(diào)試，調(diào)試的主要目的是：確定制品零件和模具質(zhì)量的好壞，根據(jù)試沖時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，分析產(chǎn)生的原因，設(shè)法加以休整和解決，使模具不僅可以生產(chǎn)出合格的零件，而且能夠安全穩(wěn)定的投入生產(chǎn)和使用。 B 確定成型零件毛坯形狀尺寸以及用料標(biāo)準(zhǔn)，在冷沖模具中，有些形狀復(fù)雜或者精度要求比較高的彎曲，拉伸等制品零件，很難在設(shè)計(jì)時(shí)候精確地計(jì)算出毛坯的尺寸和形狀，為了要得到比較準(zhǔn)確的毛坯形狀和尺寸以及型腔模的用料標(biāo)準(zhǔn)，只有通過(guò)反復(fù)調(diào)試后才可以確定 C 確定產(chǎn)品成型條件和工藝規(guī)程，模具通過(guò)試沖與調(diào)整生產(chǎn)出合格的零件后，可以在試沖時(shí)掌握和了解模具的使用性能，制品零件的成型條件，方法和規(guī)律，從而對(duì)模具成批生產(chǎn)時(shí)的工藝規(guī)程制定，生產(chǎn)知道提出可靠地依據(jù)。 D 確定工藝設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)的某些設(shè)計(jì)尺寸，對(duì)于一些在模具設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)中難以用計(jì)算方法確定的工藝尺寸，如拉伸模具的凸凹模圓角，必須經(jīng)過(guò)試模和調(diào)整生產(chǎn)出合格零件后，才可以準(zhǔn)確的確定，調(diào)試后將暴露出來(lái)得有關(guān)工藝模具設(shè)計(jì)與制造的問(wèn)題，供一次設(shè)計(jì)和制造時(shí)參考，從而進(jìn)一步提高了模具設(shè)計(jì)和加工的水平. E 驗(yàn)證模具質(zhì)量和精度，作為交付生產(chǎn)的依據(jù)。 7 設(shè)計(jì)小結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)的彎板屬于簡(jiǎn)單的“幾”形彎曲件，分析其工藝性，并確定工藝方案。此次的設(shè)計(jì)參考了《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》課本后面的《沖壓模具設(shè)計(jì)和實(shí)例》一章中有關(guān)彎曲模具的設(shè)計(jì)實(shí)例及《沖壓手冊(cè)》，在此基礎(chǔ)上完成了設(shè)計(jì)中的計(jì)算及繪圖工作。 本次設(shè)計(jì)彎板件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但是高度太高不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，必須有足夠的高度，因此需要保證開模行程的大小，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)地簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 相比以往的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、模具制造技術(shù)的課程設(shè)計(jì)我覺(jué)得此次的課程設(shè)計(jì)較以往的有很大的不同；首先，在設(shè)計(jì)的前期你必須要對(duì)你所要進(jìn)行的設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行全方位的分析如：零件的材料、零件的厚度、零件的尺寸精度、生產(chǎn)的批量要求等分析；其次，還要對(duì)零件有一些基本的認(rèn)識(shí)，沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT11級(jí)，一般要求落料件公差等級(jí)最好低于IT10級(jí)，沖孔件最好低于IT9級(jí)。凡產(chǎn)品圖樣上沒(méi)有標(biāo)注公差等級(jí)或者公差的尺寸，其極限偏差數(shù)值通常按IT14級(jí)處理。再者，在繪制模具總裝圖時(shí)應(yīng)清楚地表達(dá)出各個(gè)零件之間的裝配關(guān)系以及固定連接的方式。 本次彎板件模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述，也使我認(rèn)識(shí)到，要想成為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新的知識(shí)、新的技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為模具事業(yè)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 通過(guò)沖壓課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步鞏固了沖裁理論知識(shí)。并且也加深了相關(guān)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)。同時(shí)熟練掌握了專業(yè)工具書的使用方法。在整個(gè)過(guò)程中，增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力及獨(dú)立思考解決問(wèn)題的能力。 8 結(jié)束語(yǔ) 感溫片屬于形狀較為復(fù)雜的沖壓件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定本制件的排樣方案及沖裁力，然后根據(jù)展開尺寸和材料性能設(shè)計(jì)彎曲模具，最后選取合適的壓力機(jī)。最后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年學(xué)習(xí)中的最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，難免遇到了一定的困難，但在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力下，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。 參 考 文 獻(xiàn) [1]原紅玲主編，沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)。機(jī)械工業(yè)出版社，2008年8月 [2]陳于平、高曉康，互換性與測(cè)量技術(shù)。高等教育出版社，2005年7月 [3]劉建超、張寶忠主編，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造。高等教育出版社，2004年6月 [4]王孝培主編，中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典之沖壓模具設(shè)計(jì)。江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003年1月 [5]虞蓮蓮、曾正明主編，實(shí)用鋼鐵材料手冊(cè)。機(jī)械工業(yè)出版社，2001年2月 [6]寇世瑤主編，互換性與測(cè)量技術(shù)。高等教育出版社，2004年7月 [7]馮炳堯，韓泰榮，殷振海，蔣文森編，模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)。上海科學(xué)技術(shù)出版社，1988年3月 [8]高軍，李熹平，修大鵬主編，沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計(jì)指南.化學(xué)工業(yè)出版社，2007年7月 [9]薛啓翔主編，沖壓模具與制造。化學(xué)工業(yè)出版社，2004年3月 [10]中國(guó)機(jī)床總公司編著，全國(guó)機(jī)床產(chǎn)品供貨目錄。機(jī)械工業(yè)出版社，2002年6月 [11]馮炳堯主編，模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1985年6月 [12]王孝培主編，沖壓手冊(cè)。機(jī)械工業(yè)出版社，1988年2月 28