翻邊V形彎曲墊片的沖壓成形工藝及模具設(shè)計【沖孔落料、彎曲正裝復合模含2副模具18張CAD圖帶卡片】
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翻邊 V形彎曲墊片的沖壓成形工藝及模具設(shè)計【沖孔落料、彎曲正裝復合?！空? 要 后側(cè)導柱沖孔落料模設(shè)計，體現(xiàn)了典型復合模具設(shè)計的要求，內(nèi)容與方向。通過工藝分析，工藝方案的確定，確定了模具設(shè)計的方向， 對毛坯尺寸的確定，計算沖裁力，來計算壓力中心，選擇壓力機和壓力機的噸位。設(shè)計中運用了沖裁工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識。首先，分析了板材的性能要求，為選去模具的類型做了準備，同時，也為凸，凹模的材料有了依據(jù)。后分析沖裁件的特征，確定了模具設(shè)計參數(shù)，選擇其他零件及卸料裝置。也為凸、凹模尺寸的計算還有零件的加工工藝有了依據(jù)。在 V形彎曲模設(shè)計，體現(xiàn)了典型 V形彎曲模的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計意義。通過對該零件模具的設(shè)計，進一步加強了設(shè)計者對彎曲模設(shè)計的基礎(chǔ)知識的了解與掌握，為設(shè)計更復雜的彎曲模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。本設(shè)計運用彎曲成型工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了板材的性能要求，為選取模具的類型做好了準備；然后計算了彎曲件的彎曲力，便于選取壓力機噸位及確定壓力機型號；最后分析了彎曲件的特征，確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及頂出裝置的選取。關(guān)鍵詞：復合模 凸模 凹模 彎曲模 目 錄1 緒論 ……………………………………………………………………………1 1.1墊片的模具設(shè)計與制造方面 …………………………………………………31.1.1墊片的模具設(shè)計的設(shè)計思路 ………………………………………………41.1.2墊片的模具設(shè)計的進度……………………………………………………4 2 沖壓件的工藝性的分析……………………………………………………5 3 制件的工藝計算 ………………………………………………………………73.1 排樣設(shè)計………………………………………………………………………73.2 計算凸、凹模刃口尺 …………………………………………………………83.2.1沖孔 Ф5 凸、凹模刃口尺寸的計算 ………………………………………83.2.2落料凸、凹模刃口尺寸的計算 ……………………………………………83.3沖壓力的計算 ………………………………………………………………93.4復合模的壓力中心的計算……………………………………………………104 模具總體設(shè)計…………………………………………………………………115 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………135.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………135.1.1 落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………135.1.2沖 Ф5 孔凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………135.1.3凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………135.2模架的設(shè)計 …………………………………………………………………146 沖壓設(shè)備的選擇 ………………………………………………………………157 繪制模具總裝圖 ………………………………………………………………168 墊片的彎曲沖壓工藝性的分析 ………………………………………………178.1彎曲件工藝分析 ……………………………………………………………178.2彎曲工藝方案的確定…………………………………………………………188.3毛坯的排樣、裁板方案 ………………………………………………………198.4彎曲模的壓力中心的計算……………………………………………………199 彎曲主要工藝參數(shù)計算 ………………………………………………………209.1零件毛坯展開長度的計算……………………………………………………209.1.1確定中性層位移系數(shù)………………………………………………………209.1.2計算變形區(qū)中性層曲率半徑………………………………………………219.1.3計算毛坯尺寸（中性層長度） ……………………………………………219.2彎曲模工作部分尺寸計算……………………………………………………219.2.1凸模圓角半徑計算…………………………………………………………219.2.2凹模圓角半角計算…………………………………………………………219.2.3凹模工作部分深度的設(shè)計計算……………………………………………219.2.4凸、凹模間隙的確定………………………………………………………229.3彎曲件回彈值的計算…………………………………………………………229.4彎曲工藝彎曲力的計算………………………………………………………229.4.1自由彎曲力的計算…………………………………………………………229.4.2校正彎曲力的計算…………………………………………………………229.4.3頂件力的計算………………………………………………………………239.5壓力機壓力的計算……………………………………………………………239.6彈頂器的計算、彈性元件的選取與計算……………………………………239.7選擇壓力機……………………………………………………………………2310 模具總體設(shè)計 ………………………………………………………………2410.1 模具類型的選擇……………………………………………………………2410.2 定位方式的選擇……………………………………………………………2410.3 卸料出件方式的選擇………………………………………………………2410.4 導向方式……………………………………………………………………2410.5連接與固定零件 ……………………………………………………………2410.6模具閉合高度的計算 ………………………………………………………2511 模具主要零部件的設(shè)計………………………………………………………2611.1 凸模的設(shè)計…………………………………………………………………2611.2 凹模的設(shè)計…………………………………………………………………2611.3 模架的設(shè)計標準模架的選用………………………………………………2712 模具總裝配圖…………………………………………………………………28設(shè)計小結(jié) …………………………………………………………………………2901緒 論模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。先進國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨立的行業(yè)。日本工業(yè)界認為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會的動力” 。美國工業(yè)界認為:“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石” 。在德國模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱。模具是工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并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。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到 50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約 5000家。2003 年德國模具產(chǎn)值達 48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有 90家，這 90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多 15～20 萬美元，有的達到 25～30 萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達 70%以上，而我國才達到 45％。目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標準化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。沖壓是一種先進的少無切削加工方法,具有節(jié)能省材,效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,重量輕,加工成本低等一系列優(yōu)點,在汽車,航空航天,儀器儀表,家電,電子,通訊,軍工,日用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計,薄板成型后,制造了相當于原材料的 12倍1的附加值,在國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的 59%。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用。我國模具業(yè)發(fā)展尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳。我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是 15～20 萬美元，有的高達 25～30 萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。我國模具業(yè)未來發(fā)展方向主要包括以下幾方面:① 模具日趨大型化；2② 在模具設(shè)計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM技術(shù)；④ 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；⑤ 在塑料模具中推廣應用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；⑥ 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；⑦ 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)；⑧ 模具的精度將越來越高；⑨ 模具研磨拋光將自動化、智能化；⑩ 研究和應用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；開發(fā)新的成形工藝和模具。1998年 3月， 《國務院關(guān)于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中模具被列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位,生產(chǎn)和基本建設(shè)序列第二位,把發(fā)展模具工業(yè)擺在發(fā)展國民經(jīng)濟的重要位置。目前,我國沖壓模具在產(chǎn)值占模具總產(chǎn)值的 40%以上,處于主導地位。1.1 墊片的模具設(shè)計與制造方面1.1.1 墊片的模具設(shè)計的設(shè)計思路沖孔落料——彎曲是沖壓工序，它是利用沖孔落料和彎曲工藝進行加工。先通過沖孔落料復合模得到彎曲工藝的半成品毛坯，然后再通過彎曲模成形，便得到所要得到的零件樣式。根據(jù)零件圖的尺寸要求，墊片的尺寸精度應在 IT13級以下，不宜高于IT11級……1.1.2墊片的模具設(shè)計的進度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間 20天；2.確定加工方案，所用時間 5天；3.模具的設(shè)計，所用時間 30天；4．模具的調(diào)試．所用時間 5天．3CBADEF2 沖壓件的工藝性分析工件名稱：墊片生產(chǎn)批量：大批量材料：08 鋼厚度：1mm圖示零件材料為 08鋼，能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料，價格適中。由工件的結(jié)構(gòu)分析得，可采用先沖孔落料然后彎曲工藝來獲得，以下介紹沖孔落料工藝方案，彎曲工藝見彎曲的工 藝分析。4外形落料的工藝性：墊片屬于中等尺寸零件，料厚 1mm，外形簡單，尺寸精度要求一般，因此可采用先沖孔落料然后彎曲工藝來獲得。沖孔的工藝性：所沖圓形孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。此工件只有外形落料和沖孔兩個工序。圖示零件尺寸均為未注公差的一般尺寸，按慣例取 IT14級，符合一般復合沖壓的經(jīng)濟精度要求。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。該零件所需的基本沖壓工序為沖孔和落料，可擬訂出以下三種工藝方案。方案一：單工序模，即先落料后沖孔.方案二：沖孔落料復合模。方案三：沖孔落料級進模。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。墊片零件的孔之間的距離為 40mm，大于此零件要求的最小壁厚（2.5mm） （1） ，可以采用沖孔、落料復合?；驔_孔、落料連續(xù)模。復合模模具能易保證沖裁精度,由于壓料沖裁的同時得到了較平,沖件平直且有較好的剪切斷面.制造成本比級近模低。正裝復合模較適用于沖制材料質(zhì)較軟的或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件,由于 08鋼屬于較硬一些的材料益采用正裝復合模較好.正裝復合模結(jié)構(gòu)簡單,又可以直接利用壓力機的打桿裝置進行推件,卸料可靠,操作方便,并為機械化出件提供了有利條件,正適合我們此處的大批量生產(chǎn).我們采用正裝裝復合模.5圖3 制件的工藝計算 3.1 排樣設(shè)計設(shè)計模具時，條料的排樣很重要。壓圈外形簡單,可以采用單向排列.如下圖所示：6圖 2 條料的排樣查表 2.9取得搭邊值為 1.5mm和 1.5mm。條料寬度的計算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由BΔ =〔D+2a+c 1〕 - Δ ﹝2﹞D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a—側(cè)搭邊值c1—導料板與最寬條料之間的間隙計算條料寬度：B=54.5mm.歩距：s=D+2(a+c 1)=58.5mm.材料利用率的計算：根據(jù)一般的市場供應情況，原材料選用 1mm×1000mm×900mm的冷軋薄鋼板。式中 A—一個沖裁件的面積，mm 2;n—一個進距內(nèi)的沖裁件數(shù)量；B—條料寬度，mm; s—進距， mm得 = =54.58%?%105.84?3.2 計算凸、凹模刃口尺寸 查表 2.4得間隙值 Z = 0.10㎜ , Z = 0.14㎜minmax3.2.1 沖孔 Ф5 凸、凹模刃口尺寸的計算。由于制件內(nèi)形輪廓比較復雜，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小合理間隙，放寬對模具的加工設(shè)備的精度要求，其凸、凹模刃口尺寸計算如下：72010780.8AAA-A查表 2.5得凸、凹模制造公差：δ 凸= 0.02㎜ δ 凹= 0.02㎜ 查表 2.6得：IT14 級時磨損系數(shù) X為：X = 0.5按式（2、5）得：d 凸= （d+xΔ）=(5 + 0.5×0.16) = 5.08 mm0^2.?0^2.?d 凹 = (d 凸+zmin)=（5.08 + 0.28） = 5.36 mm02.?02.?3.2.2落料凸、凹模刃口尺寸的計算。 由于制造結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸凹模刃口尺寸計算如下所示：查表 2、6 得磨損系數(shù) x= 0.5.L = (L max-XΔ) = (50-0.5×0.16) = 49.92 mm凹 02.?02.?L = （L 凹– Z ） = (49.92-0.28) = 49.64 mm凸 min 03.?03.?落料凸模的基本尺寸與凹模相同，就不必標注公差，但是要在技術(shù)條件中注明：凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值 Z = 0.28㎜（落料凹min模刃口尺寸如下所示） 。83.3 沖壓力的計算。落料力： F = Lt b=158.5×1×(0.7×440) 落 ?= 48.4kN沖孔力： F = Lt = 9.85×1×440 孔 ?b=4.34 kN 沖孔時的推件力：F = n K F推 推 孔取直壁式的凹模刃口形式，由表 2.21查得，則： h = 6㎜n = h/t = 6/1 = 6個,查表 2.7得：K = 0.05推F = n K F = 6×0.05×4.34 = 1.7 kN推 推 孔落料時的卸料力：F = K F卸 卸 落查表 2.7得： K = 0.03卸故 F = K F = 0.03×48.4 kN = 1.5 kN卸 卸 落總沖壓力為：F = F + F + F + F總 落 孔 推 卸= 48.4 + 4.34 + 1.7+1.5= 55.94 kN為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機噸位應比計算的沖壓力大 30%左右，即：F = 1.3×F = 1.3×55.94 kN = 72.7kN'總 總3.4 壓力中心的計算 9因工件是軸對稱零件，其壓力中心為中心軸線。4 模具總體設(shè)計根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復合模，可直接利用壓力機的頂桿裝置進行頂件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹模孔洞中，應在凹?？自O(shè)置推件塊；卡在凸凹模上的廢料可由卸料板推出；而沖孔廢料則可以在上模座中設(shè)置的打料裝置，使廢料從凹?？字新湎?。由于在該模具中，壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實現(xiàn)的，所以卸料板還應具有壓料的作用。應選用彈性卸料板來卸下條料廢料。因是大量生產(chǎn)，所以采用手動送料方式，從右往左送料。因該制件采用的是正裝復合模，所以直接采用擋料銷和導料銷定位即可。為確保零件質(zhì)量及其穩(wěn)定性，選用導柱導套進行導向。由于該零件導向尺寸較小，且精度要求不是太高，所以宜采用后側(cè)導柱模架。如下圖所示：10后側(cè)導柱示意圖1-上模座 2-導套 3-導柱 4-下模座 115 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.1.1 落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在落料凹模內(nèi)部，由于要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應采用直口形刃口，并查表2.21，取刃口高度 h = 6㎜，該凹模結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。 查表 2.22，得 k = 0.50即：凹模高度 H = kb = 0.50×50㎜ =25㎜凹模壁厚 C = 1.5H = 1.5×25㎜ = 37.5㎜凹模外形結(jié)構(gòu)尺寸的確定：凹模外形長度 L = （50 + 2×37.5）㎜ = 125㎜凹模外形寬度 B = （10 + 2×37.5）㎜ = 85㎜5.1.2 沖 Ф5 孔凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計。為了增加凸模的強度和剛度，凸模非工作部分直徑應制成逐漸增大的多級形式，且它的外形尺寸較大，所以選用 B形圓凸模。凸模固定板厚度取 20㎜，凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定:L = h + h = 20㎜ + 25㎜ = 45㎜凸 模 固 定 板 落 料 凹 模由于此凸模直徑較大，且長度較短，剛度和強度足夠，所以無需對其進行強度校核，沖裁時凸模進入凹模刃口 1㎜.5.1.3 凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計本模具為正裝的復合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外，還有一個凸凹模，根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要，凸凹模的結(jié)構(gòu)簡圖如下所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時，要根據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。校核凸凹模強度：查表 2.23得凸凹模的最小壁厚為 2.7㎜，而模具實際最小壁厚大于規(guī)定最小值，故符合強度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為：0.1㎜—0.14㎜，凸凹模上孔中心與邊緣的距離尺寸為 2.5mm，其公差應12比零件高 3—4級，即定為（2.5±0.14）㎜。5.2模架的設(shè)計模架各零件標記如下：上模座：200㎜×100㎜×35㎜下模座：200㎜×100㎜×40㎜導 柱：B25h6×150㎜×50㎜導 套： B25H7×85㎜×33㎜模 柄： Ф32㎜×85㎜墊 板： 200㎜×100㎜×6㎜卸料板： 200㎜×100㎜×20㎜凸模固定板：200㎜×100㎜×20㎜模具閉合高度：H = h + h + h + h + t + h + h + h 閉 上 模 座 墊 板 凸 模 落 料 凹 模 卸 料 板 彈 簧 外 露 下 模 座= （35 + 8 + 28 +25 + 1 + 20 + 81.7 + 40）㎜= 278.7㎜ ≈280㎜6 沖壓設(shè)備的選擇1312345678910 11213415167189201242325閉合A AA-選擇型號為 JB23—100的開式雙柱可傾壓力機，能滿足要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：1000KN滑塊行程：130㎜最大閉合高度：480㎜最大裝模高度：380㎜連桿調(diào)節(jié)高度：100㎜工作臺尺寸（前后×左右）：710㎜×1080㎜墊板尺寸（厚度×孔徑）：100㎜×250㎜最大傾斜角度：30o因為總壓力為 72.7kN0.5×1，屬于圓角半徑較大的彎曲件。由于彎曲時，有可能會產(chǎn)生孔變形的工藝問題，所以應先校核一下。彎曲應滿足以下條件：當 tt.由零件的尺寸可得：t=1mm,a=7.5mm.所以在進行彎曲時，孔不會變形。滿足彎曲工藝，可以進行彎曲。由于零件變薄不嚴重，可按中性層展開原則，視直邊區(qū)在彎曲前后長度不變，坯料總長度等于彎曲件直線部分長度和彎曲圓角部分應變中性層長度之和：各尺寸如圖所示： 506°CBADEFR4219.1.1確定中性層位移系數(shù)由于兩處 RA/t=4/1=4和 RD/t=2/1=2，查表 3.4，得中性層位移系數(shù)xA=0.48,xD=0.46。9.1.2計算變形區(qū)中性層曲率半徑變形區(qū)中性層曲率半徑 ρ 按式（3.7）計算：19ρA=r+xAt=(4+0.48×1)=4.48mmρD=r+ xDt=(2+0.46×1)=2.46mm9.1.3毛坯尺寸（中性層長度）L 總=∑L 直+∑L 彎 m63.48.14.308.A???。。彎 ???15.46.2...D。。彎該零件的毛坯展開長度為：L 總=∑L 直+∑L 彎=50mm9.2彎曲模工作部分尺寸計算9.2.1凸模圓角半徑計算由于次工件的 RA/t=4/1=4和 RD/t=2/1=2較小，且 RA=4mm、RD=2mm，都大于最小彎曲半徑（rmin=0.6×1mm=0.6mm） ，故凸模半徑 R 凸 A=4mm、R 凸 D=2mm。9.2.2凹模圓角半角計算凹模圓角半角 r 凹一般按材料厚度 t來選取，因為材料厚度為 1mm，所以 r 凹=（2～3）t，故凹模圓角半徑去 r 凹=2mm。9.2.3凹模工作部分深度的設(shè)計計算。凹模工作部分的深度將決定板料的進模深度，同時也影響到彎曲件直邊的平直度，對工件的尺寸精度造成一定的影響，此彎曲件：直邊長度為 10mm，查表 3.12得凹模的底部最小厚度 h0=3mm，因此，凹模工作部分深度 h 凹=（17+1+3）mm=21mm。9.2.4凸、凹模間隙的確定V形件彎曲時，凸、凹模的間隙是靠調(diào)節(jié)壓力機的閉合高度來控制的，用這種方法來解決工件回彈問題。不需要在設(shè)計、制造模具時確定。設(shè)計彎曲模結(jié)構(gòu)時，必須考20慮到模具閉合狀態(tài)，使模具工作部分與工件能緊密貼合，保證彎曲質(zhì)量。9.3彎曲件回彈值的計算小變形程度(r/t≥10）時，回彈大，先計算凹模圓角半徑，再計算凸模角度；大變形程度（r/t＜5)時，卸載后圓角半徑小，僅考慮彎曲中心角的回彈變化。彎曲時，彎曲中心角為 60o，查相關(guān)手冊，取回彈角為 2 o；彎曲中心角為 120o，查相手冊，取回彈角為 4 o。9.4彎曲工藝彎曲力的計算9.4.1自由彎曲力的計算V形件校正彎曲前是自由彎曲，彎曲力 FV自 A為： NtrkbV 4.681403.606.0F22A ??????自彎曲力 FV自 D為：trkb142013.606.02 ?????彎因為 D段彎曲為對稱分布兩處彎曲，所以彎曲力 FV自應為：FV自=2FV 自 D+FV自 A=2×0.686+2x1.1=3.5kN9.4.2校正彎曲力的計算校正彎曲時，校正彎曲力最大值在壓力機工作到下止點的位置，且校正力遠遠大于自由彎曲力，而在彎曲工作過程中，二者又不是同時存在，因此，查表 3.7得p=50MPa，所以校正力 F校為：F校=Ap=(48.8×10)×50N=24.4kN9.4.3頂件力的計算頂件力 F頂可近似取自由彎曲力的 30%～80%，即F頂=（0.3～0.8）×FV 自 =（0.3～0.8）×3.5=（1.05～2.8）kN21取 F頂=2kN9.5壓力機壓力的計算對于校正彎曲，由于校正力 F校比頂件力 F頂大得多，所以頂件力 F頂?shù)闹悼梢院雎圆挥嫞虼酥话葱Ｕ?F校來選擇壓力機即可，即F 壓≥（1.2～1.3）F 校=（1.2～1.3）×24.4kN=（29.3～31.5）kN9.6彈頂器的計算、彈性元件的選取與計算因為彎曲工作行程較大，彈頂器中的彈性元件選用為彈簧。根據(jù)頂件力的大小，選用國標標準彈簧。9.7選擇壓力機因為初選壓力機型號為 JB23—100，再加上彎曲工藝的總壓力計算，其壓力機的運算滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)見上述的沖孔落料工藝。10 模具總體設(shè)計10.1 模具類型的選擇 由沖壓工藝性可知，由工序圖可以知道，該步可以一次沖壓便可以成型，故此模具類型為單工序模。10.2 定位方式的選擇由于該零件簡單，切在壓彎過程中，該道工序用了兩個定位塊，便可以滿足工作要求。2210.3 卸料出件方式的選擇由于成型后工件結(jié)構(gòu)，可以很方便的由定出機構(gòu)從下模中頂出。10.4 導向方式模具屬于單工序沖模，結(jié)構(gòu)簡單，但為了保證導向精度，通過導柱導套來導向。10.5連接與固定零件綜上可設(shè)計此模具主要由，模柄，上模座板，上模板，凸模，凹模，下模板等組成。模柄與上模采用倒置壓入式結(jié)構(gòu)，凸模和上模板為滑動配合，通過定位銷和螺釘和上模座板固定在一起，下模同樣靠螺釘連接。初步確定其模具結(jié)構(gòu)草圖如下：2310.6模具閉合高度的計算 確定模架尺寸時，查表相關(guān)手冊選用后側(cè)導柱沖模標準模具（125×100），該模架閉合高度最小閉合高度為 165mm，最大閉合高度為 245mm。模具的實際閉合高度一般為：H 模 =上模座厚度+墊板厚度 +凸模板厚度+凹模厚度+下模座厚度 則該模具的實際閉合高度為： H 模 =35+10+45+40+45=175mm查開式壓力機技術(shù)參數(shù)表可知，160kN 壓力機最大閉合高度為:固定臺和可傾式最大閉合高度為 220mm（封閉高度調(diào)節(jié)量為 60mm）；故實際設(shè)計的模具閉合高度 H 模=190mm 符合要求。 故閉合高度設(shè)計合理,選用的壓力機滿足使用要求。11 模具主要零部件的設(shè)計11.1 凸模的設(shè)計由于上模的設(shè)計由工件的上表面可以知道，上模為一個小的 V形，其平面的大小以略大于工件上表面為易。具體可設(shè)計成如下圖示：2411.2 凹模的設(shè)計由工件的形狀可以知道，下模設(shè)計成整體模，如下圖示，下模是一個 V型凹模，其尺寸如下圖：11.3 模架的設(shè)計標準模架的選用由凹模外形尺寸選后側(cè)滑動導柱導套模架，再按其標準選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸如下表所示：名稱 尺寸 材料 熱處理 上模板 125×100×35 HT200下模板 125×100×45 HT200導柱 22×160 20Gr 滲碳2556～60HRC導套 22×100×33 20Gr 滲碳56～60HRC12 模具總裝配圖模具總裝配簡圖如下：26結(jié)束語《沖壓工藝與模具設(shè)計》的學習已經(jīng)結(jié)束，課程設(shè)計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用。在完成本門課程的學習，我熟練地掌握了 CAD制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對于沖壓模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器、洛陽一拖、中信重工等的生產(chǎn)實習，我對于冷沖模具設(shè)計步驟有了一個全新的認識，豐富和加深了27對沖壓模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，而對于沖壓模具的制造工藝更是有了全新的理解。在帶隊指導老師的細心指導下和在工廠師傅的講解下，我們對于模具的設(shè)計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的沖壓模具實體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍，更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計工作者應有的素質(zhì)。設(shè)計中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。 在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師指正。28參考文獻[1] 陳錫棟主編.實用模具技術(shù)手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,2001[2] 李紹林主編.實用模具技術(shù)手冊[M].上?？茖W技術(shù)出版社,1998[3] 許發(fā)樾主編.實用模具設(shè)計與制造手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,2000[4] 楊玉英主編.實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2004[5] 模具實用技術(shù)叢書編委會.沖壓設(shè)計應用實例[M].北京：機械工業(yè)出版社,1999[6] 翟德梅主編.模具制造技術(shù)[M].河南機電高等?？茖W校[8] 任嘉卉主編.公差與配合手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2000[9] 彭建聲、秦曉剛編著.模具技術(shù)問答[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,1996[10] 劉建超，張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造.高等教育出版社,2006 年 4月 [11] 薛彥成主編.公差配合與技術(shù)測量.機械工業(yè)出版社,2005 年 2月 [12] 郝海濱主編.沖壓模具簡明設(shè)計手冊.化學工業(yè)出版社,2004 年 3月 [13] 王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計指導.機械工業(yè)出版社,2005 年 6月 [14] 楊占堯編.沖壓模具圖冊.高等教育出版社, 2006 年 4月 [15] 王樹勛主編.冷沖壓模具結(jié)構(gòu)圖冊大全.華南理工大學出版社,1999 年 6月 [16] 馮炳堯，韓泰榮，蔣文森編.模具設(shè)計與制造簡明手冊（第 2版）.上?？茖W技術(shù)出版社,1998 年 [17]夏巨甚，李志剛主編.中國模具設(shè)計大典.2003 年 [18]中國機床總公司編.全國機床產(chǎn)品供貨目錄.機械工業(yè)出版社,2002 年 6月[19]史鐵梁主編.冷沖模設(shè)計指導.機械工業(yè)出版社,1996 年 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