汽車懸置左支架沖壓模設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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本科畢業(yè)論文課 題 名 稱 汽車懸置左支架沖壓模設(shè)計(jì)院 系 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 摘 要 模具的一般設(shè)計(jì)流程：首先我們進(jìn)行工藝分析，通過(guò)工藝分析我們對(duì)工件左支架的結(jié)構(gòu)和材料以及工序有個(gè)基本的了解，然后設(shè)計(jì)出合適的方案。方案設(shè)計(jì)完成以后，需要我們對(duì)模具的設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算一般包括排樣圖利用率計(jì)算，沖壓力的計(jì)算，還有模具工作尺寸的計(jì)算等。通過(guò)分析總結(jié)完成本次模具的最終設(shè)計(jì)，然后通過(guò)圖紙表達(dá)出模具的結(jié)構(gòu)，完成零件圖進(jìn)行加工。設(shè)計(jì)中主要左支架沖壓模具設(shè)計(jì)，第一點(diǎn)我們要做的是對(duì)懸置左支架行來(lái)一次透徹的解析，分析一般包含三個(gè)方面，分別是材料分析，結(jié)構(gòu)分析和工序分析。該工件左支架材料為 16MnRe1 鋼，屬于常用的鈑金類材料，沖壓性能比較好，從整體看來(lái)這個(gè)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有點(diǎn)復(fù)雜，厚度是 3mm，左支架的整體外形復(fù)雜，外形特征平整光滑角度也不夠尖銳，落料完成后需要進(jìn)行翻遍工序。左支架主要有落料、彎曲和翻邊的工序，成形工序比較復(fù)雜，最好設(shè)計(jì)兩套模具來(lái)生產(chǎn)，這樣有利于小批量的工件的生產(chǎn)。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)讓我對(duì)懸置左支架模具的設(shè)計(jì)流程有了較為深刻的認(rèn)識(shí)，通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)，將我們大學(xué)所學(xué)東西進(jìn)行了一個(gè)系統(tǒng)的加深和應(yīng)用。關(guān)鍵詞：工藝 模具設(shè)計(jì) 沖裁模 左支架AbstractThe general design process of the mold: First of all, we carry out the process analysis, through the process analysis we have the workpiece wrench structure and materials and processes have a basic understanding, and then design a suitable program. After the completion of the design of the program, we need to calculate the design of the mold, the calculation generally includes the layout of the use of calculation, punching force calculation, as well as the calculation of mold size. After the basic theoretical calculation is completed, we design the general structure of the mold, and then complete the mold finishing design, drawing out the mold drawings.The design process of the workpiece sheet: First of all, we carry out process analysis, through the process analysis of the workpiece sheet parts of the structure and materials and processes have a basic understanding, and then design a suitable program. After the completion of the design of the program, we need to calculate the design of the mold, the calculation generally includes the layout of the use of calculation, punching force calculation, as well as the calculation of mold size. After the basic theoretical calculation is completed, we grasp the overall structure of the mold, through the analysis of the completion of the final design of the mold, and then through the drawings to express the structure of the mold to complete the parts for processing.The whole design makes me familiar with the wrench mold design process, through this mold design, we have learned what we have a system of deepening and application for future work and study laid a solid foundation.Key words: card spring punching punching die technology die design目錄1 緒論 11.1 課題背景 11.1.1 課題目的 .21.1.2 課題的意義 .21.2 文獻(xiàn)綜述 21.2.1 國(guó)外模具研究發(fā)展概述 .31.2.2 國(guó)內(nèi)模具研究發(fā)展概述 .41.3 課題研究的內(nèi)容 51.4 課題研究思路 51.5 課題研究應(yīng)注意的問(wèn)題 62 設(shè)計(jì)方案 72.1 工件圖材料分析 82.2 結(jié)構(gòu)分析 82.3 尺寸精度分析 92.4 工序分析 .102.5 工序方案的制訂 .102.6 方案改進(jìn) .102.7 定制合適的沖壓方案 .113 工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算 .123.1 排樣設(shè)計(jì) .123.1.1 排樣的方案和原則 123.1.2 排樣利用率的計(jì)算 133.2 各工序沖壓力的計(jì)算與沖壓設(shè)備的選擇 .143.2.1 落料模 143.2.2 翻邊成形模 163.3 沖裁模刃口尺寸及公差的計(jì)算 .163.4 彎曲凸凹模工作尺寸計(jì)算 173.5 凹模圓角半徑 .183.6 回彈分析 .184 落料模具設(shè)計(jì) .204.1 模具類型的選擇 .204.2 定位方式的選擇 .204.3 卸料裝置與推件裝置的選取 .214.4 導(dǎo)向方式的選擇 .214.5 工作零件的設(shè)計(jì) .214.5.1 落料凹模 .214.5.2 凸模 .224.6 模架及其它零部件的設(shè)計(jì) .235 彎曲成形模具設(shè)計(jì) .245.1 模具類型和結(jié)構(gòu)形式的確定 .245.1.1 模具結(jié)構(gòu)類型的確定 .245.1.2 工件的定位方式的確定 .255.1.3 卸料與出件方式的確定 .255.2 第一次彎曲模具零件的設(shè)計(jì)與選用 .255.3 翻邊模具零件的設(shè)計(jì)與選用 .275.4 固定板的設(shè)計(jì) .315.5 卸料板的設(shè)計(jì) .325.6 浮頂卸料機(jī)構(gòu) .325.7 模具圖樣的繪制及壓力機(jī)校核 .335.7.1 模具裝配圖的繪制 .335.7.2 模具工作過(guò)程 .345.7.3 壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)的校核 .34總結(jié) 35致謝 36參考文獻(xiàn) 3801 緒論1.1 課題背景隨著工業(yè)化的發(fā)展模具工業(yè)已經(jīng)成為了我國(guó)的一個(gè)明星工業(yè)，發(fā)展的勢(shì)頭逐漸增大，并且現(xiàn)在已經(jīng)逐漸的變成了國(guó)家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的支柱。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)我國(guó)先后取代了日本、德國(guó)、以及美國(guó)成為世界上最大的工業(yè)國(guó)家，模具產(chǎn)業(yè)會(huì)得到巨大的發(fā)展，屆時(shí)將促使國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展得到飛躍式的提升。因?yàn)閲?guó)家模具工業(yè)開始比較晚，相對(duì)來(lái)說(shuō)中國(guó)的模具設(shè)計(jì)技術(shù)比較差，在第九個(gè)五年計(jì)劃時(shí)期雖然獲得了快速的發(fā)展，但與那些模具制造比較昌盛的國(guó)家對(duì)比，我們和世界發(fā)達(dá)國(guó)家之間還是有著很大的差距。想要我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展的更高、更快、更好，就要加快的培訓(xùn)高層專業(yè)人員了解這項(xiàng)基本項(xiàng)目的重要，這也將使的模具設(shè)計(jì)制造的高科技技術(shù)受到更好的歡迎。畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是大學(xué)期間最后一個(gè)學(xué)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次綜合考察，它不但表達(dá)了我對(duì)模具設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)，并且對(duì)我有著非常關(guān)鍵的意義和實(shí)踐與知識(shí)相結(jié)合的應(yīng)用，所以我需要先對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)有個(gè)整體規(guī)劃然后再進(jìn)行工藝分析等最后還要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的需要，才能更好地完成所學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)做的是沖壓模，首先要掌握好理論知識(shí)，其次做好工藝分析，確定好沖壓工藝，最后確定設(shè)計(jì)沖壓模具是有什么要求。什么是第一次定義機(jī)械運(yùn)動(dòng)在沖裁過(guò)程，彎曲過(guò)程和拉伸過(guò)程中，要對(duì)某些內(nèi)容進(jìn)行控制，在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意; 其次解釋了怎樣在模具設(shè)計(jì)方法中使用機(jī)械運(yùn)動(dòng)和一些實(shí)際案例; 最后關(guān)鍵是模具制造的設(shè)計(jì)。按照自己的條件，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)行明確的分析和加工，使我能夠聯(lián)系，有更多的機(jī)械運(yùn)動(dòng)見(jiàn)解，當(dāng)然以后還可以在更多的局面運(yùn)用，是鞏固模具設(shè)計(jì)的最佳方式。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題來(lái)源于某家汽車配件工廠的實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)品，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)旨在幫助學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐，先用在學(xué)校學(xué)到的理論知識(shí)武裝自己，再進(jìn)一步結(jié)合工廠的生產(chǎn)實(shí)踐，來(lái)提高我們的綜合應(yīng)用能力，使我們得到寶貴的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)為將來(lái)的實(shí)際工作打下一個(gè)夯實(shí)的基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是汽車懸置左支架的沖壓模設(shè)計(jì)，材料選用 16MnRe1，懸置左支架的厚度約 3.0mm。設(shè)計(jì)沖壓模具時(shí)我認(rèn)為這幾點(diǎn)是要特別注意的。第一點(diǎn):保證好沖裁工藝性。第二點(diǎn)：節(jié)省材料，提高材料的利用率。第三點(diǎn)：使工序盡可能減少，保證加工速率。第四點(diǎn)：保證模具的穩(wěn)定可靠和使用壽命。第五點(diǎn)：使操作簡(jiǎn)單便捷。沖裁時(shí)，經(jīng)過(guò)合理判斷選擇尺寸精度是 IT14 級(jí)，通過(guò)一般沖裁的方法來(lái)加工。懸置左支架的外形簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，所以模具成型是比較容易，并且能較少材料的消耗提高利用率，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。11.1.1 課題目的隨著改革開放的進(jìn)行，我國(guó)的綜合國(guó)力有了極大的提升，國(guó)內(nèi)模具行業(yè)也獲得了極大的突破，其總產(chǎn)值已經(jīng)處于重工業(yè)總產(chǎn)值的前列。大家都知道的制造業(yè)的發(fā)展離不開模具行業(yè)，模具行業(yè)是制造業(yè)發(fā)展的基石，所以模具行業(yè)必將成為制造業(yè)的中心產(chǎn)業(yè)。根據(jù)大數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)在的中國(guó)已經(jīng)超過(guò)德國(guó)和美國(guó)成為世界第一工業(yè)大國(guó)，這將使得我國(guó)模具行業(yè)成為最具潛力的產(chǎn)業(yè)之一。但比起德國(guó)美國(guó)而言我國(guó)模具工業(yè)由于歷史上的種種原因發(fā)展起步比較晚，底子非常單薄，處于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的中低層次， 在第九個(gè)五年計(jì)劃的期間有政策的大力扶持取得了較大的成績(jī)，但是與國(guó)際先進(jìn)水平相比還是有所不如。至今還有很多高端模具需要進(jìn)口，想要制造高級(jí)的模具人才是關(guān)鍵，無(wú)論是技術(shù)性人才還是管理類人才都是必須的，但是我國(guó)的人才也供不應(yīng)求。為進(jìn)一步加快我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，基本任務(wù)之一就是加快人才的培養(yǎng)，普及先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，培養(yǎng)模具專業(yè)的高級(jí)人才 [1]。1.1.2 課題的意義本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的是通過(guò)模具設(shè)計(jì)的實(shí)踐來(lái)結(jié)合在學(xué)校所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，并在一起形成互補(bǔ)既加深對(duì)理論知識(shí)的理解又提高實(shí)踐能力。本次的設(shè)計(jì)是幾年來(lái)學(xué)習(xí)過(guò)程中涵蓋面最廣的一次設(shè)計(jì)，它不僅體現(xiàn)了我們對(duì)模具的設(shè)計(jì)，更重要的是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)踐，使我明白了在今后設(shè)計(jì)過(guò)程中的一般步驟和方法 [2]。1.2 文獻(xiàn)綜述沖壓模具身為模具中的一種，依靠的是沖壓設(shè)備對(duì)零件沖壓成型。所以選擇合適的沖壓設(shè)備就很重要。選擇沖壓設(shè)備就離不開壓力機(jī)，壓力機(jī)是沖壓模具生產(chǎn)的心臟，因此要合理的選擇壓力機(jī)。正常來(lái)說(shuō)，工廠規(guī)模大小、設(shè)備配置、生產(chǎn)綱領(lǐng)等會(huì)對(duì)沖壓設(shè)備的選擇起到相當(dāng)大的作用。除了壓力機(jī)的選擇外還有其他的沖壓生產(chǎn)設(shè)備需要選擇，可以根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、模具的生產(chǎn)數(shù)量和模具的生產(chǎn)難度來(lái)決定。這些沖壓生產(chǎn)設(shè)備的布局可以根據(jù)壓力機(jī)的工作臺(tái)面、零件的最大尺寸來(lái)決定。對(duì)若采用大型多工位線，則一臺(tái)大型多工位壓力機(jī)就是一條完整的自動(dòng)生產(chǎn)線，在大批量生產(chǎn)時(shí)其優(yōu)勢(shì)明顯 [3]。隨著新技術(shù)的發(fā)展，大量勞動(dòng)力被機(jī)動(dòng)化機(jī)器所取代，大大解放了生產(chǎn)力。自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線也被開發(fā)出來(lái)，自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線與傳統(tǒng)生產(chǎn)線相比，缺點(diǎn)是：前期投入很高。優(yōu)點(diǎn)是：自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線生產(chǎn)效率高，能大大降低人工成本，安全系數(shù)高，加工2更加精密。孰優(yōu)孰劣很明顯，所以以后自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線將會(huì)逐漸取締普通生產(chǎn)線。與自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線相比還有一種多工位壓力機(jī)也非常先進(jìn)，可以這樣說(shuō)一臺(tái)多工位壓力機(jī)就相當(dāng)于一條自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。我國(guó)的模具行業(yè)正處于上升期，自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線和多工位壓力機(jī)得到了大力的推廣，但是也僅僅在一些有實(shí)力的企業(yè)里大量裝備了自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線和多工位壓力機(jī)，那些中小企業(yè)還沒(méi)有大量裝備。綜上所由于曾經(jīng)底子太薄而導(dǎo)致我國(guó)的模具工業(yè)在高端模具產(chǎn)業(yè)上顯示了我國(guó)和世界先進(jìn)企業(yè)的巨大代差，但是只要我也利用好先進(jìn)技術(shù)奮起直追將來(lái)在高端模具的發(fā)展上也會(huì)有我們的一席之地。1.2.1 國(guó)外模具研究發(fā)展概述美國(guó)模具工業(yè)美國(guó)是世界上頭號(hào)發(fā)達(dá)國(guó)家，擁有著世界最龐大的經(jīng)濟(jì)體，自然工業(yè)體系也無(wú)比龐大，雖然現(xiàn)在在規(guī)模上比不上中國(guó)但是卻比中國(guó)現(xiàn)今很多，處于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的上端。據(jù)統(tǒng)計(jì)美國(guó)現(xiàn)今大約有七千多家模具企業(yè)，超過(guò)九成的為五十人以下的小型企業(yè)。美國(guó)的模具工業(yè)成熟、先進(jìn)，美國(guó)掌握著大量的現(xiàn)今科技技術(shù)和管理技術(shù)，從其軍工發(fā)展就可見(jiàn)一斑。在這上面模具起著支柱型的作用，例如 1965 年美國(guó)的 Lockheed 飛機(jī)公司發(fā)明了 CAD 這一革命性軟件，就促進(jìn)了模具工業(yè)的極大發(fā)展。但是隨著來(lái)到二十一世紀(jì)美國(guó)的模具行業(yè)也遇到很大的沖擊。首先就是以中國(guó)為首的新興經(jīng)濟(jì)體國(guó)家模具行業(yè)的崛起，極大擠壓了美國(guó)模具行業(yè)的生存空間。再是歐洲日本等發(fā)達(dá)國(guó)家在高端模具上對(duì)美國(guó)造成的激烈競(jìng)爭(zhēng)，最后在人工成本、材料成本等方面的增加。日本模具工業(yè)日本的工業(yè)起步于十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初，模具發(fā)展史也有著悠久的歷史。在二戰(zhàn)時(shí)期日本就有了建造大型航母的能力由此可見(jiàn)其模具工業(yè)實(shí)力是很強(qiáng)大的。二戰(zhàn)以后日本工業(yè)全面復(fù)蘇并且還取得了巨大的進(jìn)步，特別是二十世紀(jì)七八十年代，更是工業(yè)發(fā)展的黃金二十年。現(xiàn)在日本擁有超過(guò)一萬(wàn)家的模具企業(yè)，主要以中小型企業(yè)為主。日本模具通過(guò)幾十年的發(fā)展也摸索除了適合自身的一條發(fā)展道路，首先就是工人的技術(shù)素質(zhì)很高這些工人在日本有個(gè)特別的稱呼“手藝人”通過(guò)他們的手甚至能加工出一些精密機(jī)器都難以加工出來(lái)的零件，另外日本在模具行業(yè)的分工特別明確，實(shí)行模塊化分工，這也是一個(gè)股大的優(yōu)勢(shì)，最后就是在利用新技術(shù)方面上很成功。但是根據(jù)調(diào)查所了解，日本的模具行業(yè)也面臨許許多多的問(wèn)題，現(xiàn)在主要面臨的問(wèn)題有五個(gè)。第一:交貨時(shí)間大大縮短面臨時(shí)間壓力，第二：面對(duì)眾多國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)制造成本大大降低，第三：需要提高模具的質(zhì)量和準(zhǔn)確性，第四：人口老齡化嚴(yán)重嚴(yán)重缺乏勞動(dòng)，第五：隨著亞洲其他國(guó)家發(fā)展日本面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。針對(duì)以上的物種情況，日本政府和許多日本模具制造商都準(zhǔn)備增加在設(shè)備方面的投資。模具技術(shù)的發(fā)展主要以高精度、高速度、長(zhǎng)壽命、復(fù)雜、大、集成和高性能方面發(fā)展 [6]。3德國(guó)模具工業(yè)在我們國(guó)人的印象中德國(guó)人一向以嚴(yán)謹(jǐn)著稱，十九世紀(jì)末期，在德國(guó)皇帝威廉一世和鐵血宰相俾斯麥的領(lǐng)導(dǎo)下迅速的完成了國(guó)家的統(tǒng)一，同意后德國(guó)的工業(yè)實(shí)力迅速增強(qiáng)到二十世紀(jì)初期就超越了老對(duì)手英國(guó)和法國(guó)成為了歐洲第一。在這種大背景下德國(guó)的模具工業(yè)也發(fā)展迅速，加上當(dāng)時(shí)德國(guó)出現(xiàn)了許多著名的科學(xué)家，大量的先進(jìn)技術(shù)被開發(fā)出來(lái)，再加上德意志本身的嚴(yán)謹(jǐn)特性，是的德國(guó)的模具工業(yè)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。對(duì)于這種復(fù)雜的模具制造行業(yè)，經(jīng)過(guò)一百多年的的實(shí)踐并不斷探索，最終在模具制造行業(yè)德國(guó)的模具制造商達(dá)成了一個(gè)共識(shí)：那就是整個(gè)模具行業(yè)必須要整體合作，把整個(gè)行業(yè)凝聚成一個(gè)整體，進(jìn)而獲得整個(gè)行業(yè)的成功。除此之外，為了滿足現(xiàn)如今新產(chǎn)品在德國(guó)的高速有效的發(fā)展，不僅大公司設(shè)立了研究發(fā)展中心，還有許多中小型企業(yè)也設(shè)立了研究發(fā)展中心，幫助客戶搞研發(fā)服務(wù)。在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，德國(guó)模具行業(yè)多年保持在國(guó)際市場(chǎng)上的強(qiáng)勢(shì)地位，出口率一直穩(wěn)定在 33%左右 [7]。1.2.2 國(guó)內(nèi)模具研究發(fā)展概述二十年前的一天，柳州某汽車配件廠悄然成立了，這家汽車配件場(chǎng)是給五菱汽車提供汽車配件的，在成立當(dāng)初這家汽車配件廠只能制造加工少數(shù)幾種汽車配件而且制造工藝也不高，但是經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展這家汽車配件廠已經(jīng)成為五菱汽車的主要配件供應(yīng)商，并且這家汽車配件廠的工藝也有了極大的提高，達(dá)到國(guó)內(nèi)高等水準(zhǔn)。與這家配件廠類似的模具企業(yè)在中國(guó)如雨后春筍般紛紛開花，這從側(cè)面反映了我國(guó)現(xiàn)如今模具產(chǎn)業(yè)的規(guī)模，現(xiàn)在這些模具企業(yè)不但能接受國(guó)內(nèi)的訂單也能接受國(guó)際上的訂單，因此，在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)會(huì)在國(guó)內(nèi)、國(guó)外市場(chǎng)得到前所未有的發(fā)展。模具分為很多種，例如最常見(jiàn)的是沖壓模和注塑模，當(dāng)然還有橡膠模等。這些模具共同組成了模具大家族，我所做的是汽車的懸置左支架，懸置左支架是屬于汽車配件的一種，大部分汽車配件都是沖壓模制造的，懸置左支架也不例外也是沖壓模制造的。大部分塑料制品是用注塑模做的。從這兩種就可以看出來(lái)各類模具幾乎涵蓋了所有工業(yè)制品。過(guò)去的幾十年中，模具一路發(fā)展過(guò)來(lái)，經(jīng)歷了很多的困難。以前的模具工業(yè)技術(shù)含量比較低主要靠人力來(lái)加工，屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)雖然規(guī)模很大但是效率卻很低，并且加工質(zhì)量也不高。但是經(jīng)過(guò)幾十年的工業(yè)的發(fā)展特別是高新技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許許多多的新技術(shù)，例如 CAD 制圖、CAXA 制圖、數(shù)控加工技術(shù)等從技術(shù)層面上極大地促進(jìn)了模具工業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)在智能、數(shù)控、模塊化成為了模具工業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。模具成形零件時(shí)實(shí)現(xiàn)快速、優(yōu)質(zhì)、低耗是國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求 [9]。以前在中國(guó)國(guó)內(nèi)模具工業(yè)一直不太受重視只是把模具當(dāng)作生產(chǎn)后方，模具工業(yè)并沒(méi)有被列入單獨(dú)的工業(yè)體系，知道改革開放的十年后模具工業(yè)才從其他工業(yè)部門獨(dú)立4出來(lái)。然后模具工業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系，根據(jù)需要大量模具工廠建立起來(lái)。拒不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)未含港、澳、臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，約有 3000 家模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，年模具銷售額約 1500 億元，而且年年增長(zhǎng)迅速 [8]。2016 年中國(guó)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值已經(jīng)超過(guò)了十一萬(wàn)億美元成為僅次于美國(guó)的第二大經(jīng)濟(jì)體，工業(yè)總產(chǎn)值更是超過(guò)美國(guó)達(dá)到世界第一，這是改革開放三十多年取得的成就，成為世界歷史上的一個(gè)經(jīng)濟(jì)奇跡，也是 13 億中國(guó)人的中國(guó)夢(mèng)。隨著工業(yè)化的發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)也有了飛速的提高，到目前為止我國(guó)的模具制造業(yè)幾乎覆蓋了所有的工業(yè)部門，成為了獨(dú)立的、完整的、規(guī)模巨大的一個(gè)產(chǎn)業(yè)。我們所有學(xué)習(xí)模具的人都應(yīng)該對(duì)此感到自豪。當(dāng)然并不是說(shuō)我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，我國(guó)的模具制造業(yè)和國(guó)際先進(jìn)水平還是有著巨大差距的一些先進(jìn)、精密高質(zhì)量的模具依然要從國(guó)外進(jìn)口，并且國(guó)外并不會(huì)直接出售技術(shù)給我們，高端技術(shù)他們都是牢牢把控在自己手上的，所以這就決定了我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)只能走自主研發(fā)這一條道路。這就需要國(guó)家加大在模具行業(yè)上的投資和人才的培養(yǎng)。在人才的培養(yǎng)上除了技術(shù)上的人才還要大力培養(yǎng)管理上的人才，這些人才將會(huì)是國(guó)家模具行業(yè)向上發(fā)展的主力軍?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)的大部分模具公司都是私人企業(yè)，這些私人企業(yè)會(huì)有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。這些私人企業(yè)給模具行業(yè)注入了新的活力和新的血液，我相信他們會(huì)成為我們提升國(guó)內(nèi)模具制作水準(zhǔn)進(jìn)軍國(guó)際模具高端市場(chǎng)的先鋒軍。以上這些都使模具企業(yè)結(jié)構(gòu)越來(lái)越適用于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì) [9]。1.3 課題研究的內(nèi)容懸置左支架是新型駕駛室沖壓工件中十分關(guān)鍵的零件，根據(jù)企業(yè)提供的零件圖對(duì)其進(jìn)行零件工藝性分析、成型設(shè)備選擇和模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。零件良好的工藝性將會(huì)降低材料的消耗定額、提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和方便模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。下面就對(duì)零件的工藝性做一下分析。模具設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先我們要對(duì)懸置左支架的結(jié)構(gòu)性、材料進(jìn)行分析，選擇合適的方式進(jìn)行生產(chǎn)。材料的分析來(lái)確定工件是否適合生產(chǎn)。之后要通過(guò)工件的厚度來(lái)確定工件排樣圖的搭邊，然后計(jì)算排樣圖的材料利用率。接下來(lái)就是進(jìn)行沖壓力的計(jì)算，通過(guò)計(jì)算沖壓力選擇合適的沖壓設(shè)備。模具刃口的計(jì)算也及其的重要，只有選擇合適的刃口才能夠確保模具的壽命，提高模具的使用率。模具刃口計(jì)算后，就是模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，先進(jìn)行凹模外形尺寸的計(jì)算，通過(guò)凹模的外形尺寸來(lái)得到模具中其他固定板 卸料板等的尺寸，最后選擇模架等一系列標(biāo)準(zhǔn)件，最終完成模具的設(shè)計(jì) [10]。51.4 課題研究思路懸置左支架沖壓模具一般的研究思路：第一步：對(duì)懸置左支架進(jìn)行沖壓工藝分析，分析其材料精度問(wèn)題，看看是否能夠使用沖壓工藝來(lái)完成生產(chǎn)。第二步：通過(guò)分析來(lái)確定懸置左支架使用何種模具，以及使用這種模具所需要采用那種結(jié)構(gòu)。第三步：將懸置左支架進(jìn)行展開，然后計(jì)算它的排樣圖，選擇合適的排樣圖，并計(jì)算出排樣利用率第四步：計(jì)算模具沖裁過(guò)程中所需要的力，結(jié)合這些力來(lái)完成壓力設(shè)備的選擇。第五步：計(jì)算刃口，通過(guò)刃口計(jì)算來(lái)確定凸凹模應(yīng)該達(dá)到的精度，通過(guò)凸凹模精度來(lái)完成控制沖壓件的精度。第六步：計(jì)算和設(shè)計(jì)模具的主要零部件，算出和設(shè)計(jì)具體的尺寸為畫圖做準(zhǔn)備。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件可以選擇和是的標(biāo)準(zhǔn)，選擇的過(guò)程中結(jié)合模具其他零件的尺寸。第七步：完成 cad 裝配圖和對(duì)應(yīng)的零件圖的繪制，然后再依次完成標(biāo)注，通過(guò)老師審核后打印裝訂 [11]。第八步：將以上計(jì)算和設(shè)計(jì)進(jìn)行整理，完成說(shuō)明書的審核，然后打印裝訂。1.5 課題研究應(yīng)注意的問(wèn)題設(shè)計(jì)中我們應(yīng)該注意哪些問(wèn)題：第一：生成率問(wèn)題，就是同樣的材料，如何來(lái)完成更多工件產(chǎn)品的制作，可以通過(guò)合理的排樣來(lái)考慮。第二：沖壓力的計(jì)算， 通過(guò)計(jì)算來(lái)確定合適的壓力設(shè)備，防止壓力機(jī)的對(duì)于模具來(lái)說(shuō)壓力過(guò)大或者過(guò)小，還有確定閉合高度是否合適 [12]。第三：刃口計(jì)算，合適的刃口計(jì)算能夠保證工件合適的精度，從而減少次品的數(shù)量。以上問(wèn)題都是模具設(shè)計(jì)中比較重要的問(wèn)題，我們要多查詢資料，對(duì)于以上問(wèn)題合理的解答，從而完成模具的設(shè)計(jì)。62 設(shè)計(jì)方案圖 2-1 懸置左支架渲染圖圖 2-2 懸置左支架7如圖 2-1 所示懸置左支架為本次設(shè)計(jì)模具的工件，其中材料為 16MnRe1，厚度是3mm，生成綱領(lǐng)屬于小批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度的問(wèn)題 [13]。圖 2-3 懸置左支架展開尺寸2.1 工件圖材料分析懸置左支架所用材料為比較常見(jiàn)的材料 16MnRe1，這個(gè)材料在市場(chǎng)比較常見(jiàn)，也是比較常用的鈑金材料，通過(guò)沖壓性能的分析，16MnRe1 的具體性能如下：表 2-1 抗剪性能材料名稱抗剪強(qiáng)度（ Mpa）抗拉強(qiáng)度（ Mpa）屈服點(diǎn)（ Mpa）伸長(zhǎng)率（%）16MnRe1 300 430 220 25可以看出懸置左支架的材料 16MnRe1 無(wú)論是抗剪強(qiáng)度還是抗拉強(qiáng)度都比較適中，對(duì)于沖裁來(lái)說(shuō)，性能比較合適，延伸率 25 也比較不錯(cuò)，整體來(lái)說(shuō)，懸置左支架采用16MnRe1 作為材料，效果比較好。2.2 結(jié)構(gòu)分析首先我們需要對(duì)懸置左支架進(jìn)行詳細(xì)的分析，分析一般包含三個(gè)方面，分布是材料分析，結(jié)構(gòu)分析和工序分析。該工件懸置左支架材料為 6MnRe1，屬于常用的鈑金類材料，沖壓性能比較好，結(jié)構(gòu)上總體來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)基本屬于對(duì)稱，所以滿足沖裁的要求。82.3 尺寸精度分析模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中，工件的精度也要充分考慮到，對(duì)于精度較高的模具，在模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)應(yīng)的成形零件的精度也要較高，反之一樣。懸置左支架的精度要求相對(duì)較低，尺寸均為未注公差，所以一般我們可以 IT14 來(lái)計(jì)算，粗糙度未注，我們可以按 Ra6.3 來(lái)分析和考慮。對(duì)于未注公差我們可以按下表進(jìn)行查詢：懸置左支架查表標(biāo)注公差后的尺寸：屬于 A 類尺寸的有： 、 、 、 、 、01.5874?01.296?0.3675R?0.3?0.365R?0.25R?屬于 B 類尺寸的有： 、 、 、 、0.43R?0.43?0.3?0.3?、.526.6?注：A 類尺寸為磨損后增大的尺寸，一般指工件上面落料尺寸， B 類尺寸為磨損后減小的尺寸，一般指工件上面沖孔或者切口切邊的尺寸大小。表 2-2 常見(jiàn)零件公差等級(jí)表 [16]公差等級(jí) IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 IT14基本尺寸/mm /μm /mm≤3＞3~ 6＞6~10＞10~ 18＞18~ 30＞30~ 50＞50~ 80＞80~120＞120~ 180＞180~ 250＞250~ 315＞315~ 400＞400~ 500344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.5592.4 工序分析懸置左支架工件外形比較復(fù)雜，有曲線組成，大部分都是圓弧和凹槽過(guò)渡，沒(méi)有設(shè)置尖角，所以外形可以采用常用沖壓工序落料和沖孔，成形分為彎曲和翻邊成形。所以工件只需要落料、彎曲和翻邊 3 個(gè)工序工序即可2.5 工序方案的制訂由以上的分析可以知道，懸置左支架包含常用的落料、彎曲和翻邊 3 個(gè)工序，我們可以制訂以下幾個(gè)方案：方案一：首先我們需要對(duì)左支架進(jìn)行詳細(xì)的分析，分析一般包含三個(gè)方面，分別是材料分析，結(jié)構(gòu)分析和工序分析。該工件左支架材料為 16MnRe1 鋼，屬于常用的鈑金類材料，沖壓性能比較好，結(jié)構(gòu)上總體來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，厚度是 3mm，左支架的整體外形復(fù)雜，整體外形平滑無(wú)尖角，需要進(jìn)行翻邊成形。外形靠落料可以完成。我們可以使用落料模、彎曲模和翻邊模 3 個(gè)單工序模來(lái)完成工件的鈑金沖壓。方案二：首先我們需要對(duì)左支架進(jìn)行詳細(xì)的分析，分析一般包含三個(gè)方面，分別是材料分析，結(jié)構(gòu)分析和工序分析。該工件左支架材料為 16MnRe1 鋼，屬于常用的鈑金類材料，沖壓性能比較好，結(jié)構(gòu)上總體來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，厚度是 3mm，左支架的整體外形復(fù)雜，整體外形平滑無(wú)尖角，需要進(jìn)行翻邊成形。外形靠落料可以完成。利用落料復(fù)合模，然后采用彎曲和翻邊的級(jí)進(jìn)模，一個(gè)模具完成兩次彎曲翻邊成形，通過(guò)一個(gè)模具來(lái)完成工件最終成形，最后將彎曲成形后的工件進(jìn)行沖孔。方案三：首先我們需要對(duì)左支架進(jìn)行詳細(xì)的分析，分析一般包含三個(gè)方面，分別是材料分析，結(jié)構(gòu)分析和工序分析。該工件左支架材料為 16MnRe1 鋼，屬于常用的鈑金類材料，沖壓性能比較好，結(jié)構(gòu)上總體來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，厚度是 3mm，左支架的整體外形復(fù)雜，整體外形平滑無(wú)尖角，需要進(jìn)行翻邊成形。采用多個(gè)工序的級(jí)進(jìn)模來(lái)完成，先安排翻邊成形，最后將工件切斷。2.6 方案改進(jìn)傳統(tǒng)的方案：1 第一步對(duì)工件進(jìn)行落料。2 對(duì)落料的工件進(jìn)行彎曲成形。3 將彎曲成形的工序進(jìn)行最終的翻邊成形。改進(jìn)后的方案：針對(duì)傳統(tǒng)方案需要進(jìn)行分別進(jìn)行彎曲，然后再進(jìn)行翻邊成形，工序過(guò)多，而且最后一步彎曲成形的時(shí)候，容易導(dǎo)致工件已經(jīng)發(fā)生變形，所以進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后，先進(jìn)行落料，然后工件整體進(jìn)行成形。102.7 定制合適的沖壓方案方案分析：方案一：優(yōu)點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)比較容易實(shí)現(xiàn)，成本消耗較少。缺點(diǎn)：生產(chǎn)效率地下，不利于實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)化生產(chǎn)。適合小批量生產(chǎn)方案二：優(yōu)點(diǎn)：將工序進(jìn)行合并，一個(gè)模具就能完成一個(gè)工件的整個(gè)工序，集成化程度較高，有利于自動(dòng)化。缺點(diǎn)：生產(chǎn)成本相對(duì)與單工序模較高。方案三：優(yōu)點(diǎn)：和復(fù)合模類似，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化快速生產(chǎn)。缺點(diǎn)：模具制作成本比較高。級(jí)進(jìn)模具結(jié)構(gòu)更為緊湊，沖壓生產(chǎn)效率高，沖裁件表面粗糙度和精度高。毛刺少，模具壽命較長(zhǎng)。通過(guò)分析可以知道，在本次設(shè)計(jì)中，懸置左支架適合采用方案二，采用落料模和彎曲和翻邊合并到一個(gè)模具的方案來(lái)完成懸置左支架的成形，最后有單工序沖孔模完成沖孔。113 工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算3.1 排樣設(shè)計(jì)利用 UG 的鈑金再展開命令 [17]，毛坯展開圖如 3-1 所示：圖 3-1 毛坯展開圖3.1.1 排樣的方案和原則一般設(shè)計(jì)時(shí)，排樣一般分為三種主要的方案 [18]：有廢料的排樣方法顧名思義，也就是工件的周邊都有廢料產(chǎn)生，所以設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮工件間和側(cè)邊的廢料搭邊值。少?gòu)U料的排樣方式12工件只有工件間會(huì)有部分搭邊，正是由于這個(gè)原因沖切的過(guò)程中，可以保證搭邊只會(huì)出現(xiàn)再工件之間或者側(cè)搭邊，所以就避免一部分廢料，達(dá)到少?gòu)U料的目的。無(wú)廢料排樣排樣過(guò)程中，工件和工件之間采用無(wú)縫對(duì)接，這樣就避免了所有廢料的產(chǎn)生，不過(guò)工藝廢料除外，由于工件之間直接連接，所以工件的精度也會(huì)大大降低，因?yàn)闊o(wú)廢料排樣適合于精度不高的工件。本次設(shè)計(jì)中懸置左支架的外形為復(fù)雜外形，根據(jù)以上三種方案的分析，我們一般采用的為有廢料的排樣方式。由于沒(méi)有特殊要求，所以我們采用有廢料的直排的排樣方式。搭邊的設(shè)計(jì)懸置左支架材料的厚度為 3 毫米，通過(guò)查搭邊值的表，確定懸置左支架的工件間搭邊值 a =4.7 毫米、懸置左支架和側(cè)邊 a=4.2 毫米。由于外形不規(guī)則，所以需要在1設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行取整3.1.2 排樣利用率的計(jì)算懸置左支架鈑金料的寬度：B=(D+2a)0 -Δ式中，B—寬度；D—工件尺寸；a—側(cè)搭邊；△—偏差；確定公式如下：B=1960 -0.5mm步距簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是每一步的距離，就是我們沖壓過(guò)程中，每沖一個(gè)工件，所往前的距離。這個(gè)距離一般是指定位板沿著送料進(jìn)給上，工件的外輪廓數(shù)值加上工件之間的間距。步距計(jì)算如下：S=L+b式中，S—沖裁步距；L—毛坯尺寸；b—沿送進(jìn)方向的搭邊值S=L+b=133材料利用率定義為：η=A/BS×100%式中，η—材料利用率；13A—面積：A=17918.8mm 2B—寬度；S—步距。= 100%= 100%≈68.7%?A?21798.63m?圖 3-2 排樣圖3.2 各工序沖壓力的計(jì)算與沖壓設(shè)備的選擇3.2.1 落料模落料力：材料的抗剪強(qiáng)度 =300?Mpa﹙3-3﹚=tFKL落 1.37.5309N???其中 ——沖裁力F14——沖裁周邊長(zhǎng)度L——材料厚度t——材料抗剪強(qiáng)度?——系數(shù) K沖裁時(shí)的推件力和卸料力及壓力機(jī)的選擇表 3-3 卸料力、推件力及頂件力系數(shù)沖裁材料 K卸 推 K頂純銅、黃銅 0.02～0.06 0.03～0.09鋁、鋁合金 0.025～0.08 0.03～0.07～0.1 0.06～0.075 0.1 0.140.1～0.5 0.045～0055 0.065 0.080.5～2.5 0.04～0.05 0.050 0.062.5～6.5 0.03～0.04 0.040 0.05鋼材料厚度 m6.5 0.02～0.03 0.025 0.03查表 3.3 ， ， ，則 n 取 3 個(gè)0.5K?推 0.4?卸 10hm故 （3-4）Fn?推 推 落 30.4957.KN??卸=15.8則最大沖壓力：15﹙3-39547.182FKN??總 落 卸 推 ＋＝5﹚查表選取國(guó)產(chǎn) 1000 開式壓力機(jī) J23-100其最大閉合高度為 400 m連桿調(diào)節(jié)高度為 80模柄孔尺寸為直徑 70 ，深度為 100 m3.2.2 翻邊成形模彎曲力：由于此零件彎曲為 U 形彎曲，根據(jù) U 型件的彎曲力計(jì)算，得出：(3-7)20.7bKBtFr???式中： F——自由彎曲力在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力 NB——彎曲件的寬度K——安全系數(shù)，一般取 K=1.3——材料的抗拉強(qiáng)度 MPab?r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑，mmt——彎曲件材料厚度代入數(shù)據(jù)： 20.713840F???9KN翻邊力： 15234072.1sFLt????翻總沖壓總力：458.7.1.KNKN???根據(jù)沖壓力的計(jì)算以及結(jié)合閉合高度，初步選用 J23-125 壓力機(jī)。其最大閉合高度為 450 m連桿調(diào)節(jié)高度為 10016模柄孔尺寸為直徑 100 ，深度為 160mm3.3 沖裁模刃口尺寸及公差的計(jì)算懸置左支架的沖裁尺寸有三種，每種對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式也不一樣 [23]：（1）A 類尺寸：隨著模具的工作，磨損，凸?；蛘甙寄５某叽鐣?huì)逐漸變大。Aj=(Amax-x△) △410?（2）B 類尺寸：隨著模具的工作，磨損，凸?；蛘甙寄５某叽鐣?huì)逐漸減小。Bj=(Bmin+x△) 41△?（3）C 類尺寸：隨著模具的工作，磨損，凸?；蛘甙寄５某叽绫３植蛔儭?Cj=(C min+)△2△8?尺寸轉(zhuǎn)換：屬于 A 類尺寸的有： 、 01.435?01.?表 6-2 工作零件刃口尺寸計(jì)算173.4 彎曲凸凹模工作尺寸計(jì)算彎曲時(shí)，必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙，間隙的大小對(duì)于工件質(zhì)量和彎曲力的大小有很大的影響。間隙越小，彎曲力越大。間隙過(guò)小，會(huì)使工件壁變薄，并降低凸模壽命。間隙過(guò)大，則回彈較大，還會(huì)降低工件的精度[9]。彎曲時(shí)，參考文獻(xiàn)[2]第 151 頁(yè)間隙值利用公式：（3-13）CtttZ???max2/式中： ——彎曲凸、凹模的單邊間隙；t——工件材料厚度；——材料后的的正偏差；?C——間隙系數(shù)，可查表 4-16.代入公式可得：尺寸類型 公稱尺寸 公式 計(jì)算后尺寸01.5874? 0.281765?.0296 .0.3R? .932R?0. 0.7850.365? .904?A .2R????)4/1(0max(Aj .61R0.431? 0.2?.07 0.19.34R? .38R?0.5 0.75.2063? 0.132??B .?0)4/1(min(????xBj .6818)1(2ntZ??式中 ——彎曲凸、凹模的單面間隙；2Zt——材料的公稱厚度；n——因數(shù)，與工件的彎曲高度和彎曲線長(zhǎng)度有關(guān)，查表，取 0.05。代入公式可得： 。(1)3.05.12Ztn????裝配時(shí)需要依靠試模進(jìn)行調(diào)整，保證凸凹模單面間隙即可。3.5 凹模圓角半徑凹模的圓角半徑的大小對(duì)彎曲變形力和制件質(zhì)量均有較大影響，同時(shí)還關(guān)系到凹模厚度的確定。凹模圓角半徑過(guò)小，坯料拉入凹模的滑動(dòng)阻力大，使制件表面易擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。凹模圓角半徑過(guò)大，會(huì)影響坯料定位的準(zhǔn)確性。凹模兩邊的圓角要求制造均勻一致，當(dāng)兩邊圓角有差異時(shí)，毛坯兩側(cè)移動(dòng)速度不一致，使其發(fā)生偏移。生產(chǎn)中常根據(jù)材料的厚度來(lái)選擇凹模圓角半徑：根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)資料： (2~6)39mRt???凹3.6 回彈分析彎曲過(guò)程并不是完全是材料的塑性變形過(guò)程，其彎曲部位還存在著彈性變形，彎曲后零件的形狀因?yàn)榛貜椂c模具的形狀不完全一致?；貜椀拇笮⊥ǔＳ媒嵌然貜椓亢颓驶貜椓?來(lái)表示。角度回彈是指模具在閉合狀態(tài)時(shí)工件彎曲角 與從模具???? ?中取出后工件的實(shí)際角度 之差，即 ；曲率回彈量是指模具處于閉合狀態(tài)0?????0時(shí)壓在模具中工件的曲率半徑 與從模具中取出后工件的實(shí)際曲率半徑 之差，即0?。???0當(dāng)要求工件的彎曲圓角半徑時(shí)，可根據(jù)材料的有關(guān)參數(shù)，用下列公式計(jì)算回彈補(bǔ)償時(shí)彎曲凸模的圓角半徑 。只有當(dāng)彎曲工件的圓角半徑 為板料厚度的 5 倍以上時(shí)，pRR計(jì)算才近似正確。板料彎曲見(jiàn)下式：(3-14)EtRSp?31??式中： —彎曲凸模/彎曲件圓角半徑 ；.\pR??m—材料屈服極限s???Mpa—板料厚度t—材料彈性模量E當(dāng) 時(shí)，工件的彎曲半徑一般變化不大，只考慮角度回彈。角度回彈可參見(jiàn)??tR8~5?19下表 8-1，查表得改工件的回彈角度為 4°，所以凸、凹模設(shè)計(jì)時(shí)去角度為（90-4）°=86°。表 6-2 V 形彎曲回彈角 [25]彎曲角度 ??1503?1205?906?30材料的牌號(hào)和狀態(tài) tR回彈角度 ?1`2????30??4?52 ?`30??1?2`???63 ?1???304??307?4 ?595 '0?3? ?6??8?108AL（已退火）6 '???2?4?307???204 落料模具設(shè)計(jì)模具的機(jī)構(gòu)一般分為動(dòng)靜兩部分，動(dòng)就是指活動(dòng)的部分，靜是指固定的部分，比如固定板等，利用螺釘?shù)染o固件固定在下模的統(tǒng)一成為上模，活動(dòng)的部分一般位于上模，隨著壓力機(jī)進(jìn)行上下滑動(dòng)，不間斷的做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。依靠上下運(yùn)動(dòng)來(lái)完成工件的沖裁。模具結(jié)構(gòu)有的復(fù)雜，有的簡(jiǎn)單，但是都離不開特定的幾類零件：第一種：標(biāo)準(zhǔn)件，這類零件一般用來(lái)安裝和固定，一般不用設(shè)計(jì)，只需要根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行選擇，常見(jiàn)的有模架，上下模座，螺釘、圓柱銷、固定板、模柄、導(dǎo)柱以及導(dǎo)套等等都屬于標(biāo)準(zhǔn)件，使用的時(shí)候只需要外購(gòu)就行了。第二種：卸料和推件的零件，主要是為了保證模具的順利進(jìn)行，每次沖裁之后能夠及時(shí)的卸廢料和推出工件，從而保證模具的順利運(yùn)行，常見(jiàn)的有卸料板、推件器、推桿、打桿等。第三類：定位導(dǎo)向類型，顧名思義，也就是送料過(guò)程中實(shí)現(xiàn)工件的定位和導(dǎo)向的，能夠保證我們順序完成送料，一般常用的有擋料銷、定位銷，級(jí)進(jìn)模中還會(huì)用到導(dǎo)尺、導(dǎo)正銷等精確定位的零件。第四類：是最終重要的零件，也是和工件緊密接觸的零件，需要我們?cè)O(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)完成工件的最終生產(chǎn)。用于試驗(yàn)或小批量生產(chǎn)中，小批量必須考慮周期不能太長(zhǎng)，而且成本也不能抬高，模具盡量簡(jiǎn)化，甚至為只有工作部件如沖床、模具零件，和一些固定的部分可以；用于大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)力，除了上述部分，還有卸料和推件的一個(gè)特殊功能的結(jié)構(gòu)。本模具為落料模，需要多個(gè)結(jié)構(gòu)共同作用來(lái)完成工件的生產(chǎn)，上面介紹的零件都需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，下面我們將一步步的介紹如果進(jìn)行設(shè)計(jì)，并最終完成模具的設(shè)計(jì)。4.1 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知采用單工序沖壓，采用倒裝落料模進(jìn)行生產(chǎn)。4.2 定位方式的選擇位方式一般包含側(cè)刃定位和擋料銷定位，他們的使用方式有一定的側(cè)重性，側(cè)刃定位一般使用在級(jí)進(jìn)模的上面，通過(guò)側(cè)刃切邊來(lái)完成鈑金料的定位，擋料銷一般都用在復(fù)合?；蛘邌喂ば蚰５纳厦?，比較方便，而且不會(huì)降低條料的利用率。本次設(shè)計(jì)中采用的是復(fù)合模，所以采用擋料銷定位。導(dǎo)向方式常用的有兩種，一種是導(dǎo)料板，第二種是導(dǎo)料銷，還有一種是浮頂導(dǎo)料銷。導(dǎo)料板一般用在一般的沖裁級(jí)進(jìn)模上面，導(dǎo)料銷一般用在復(fù)合模上，浮頂導(dǎo)料銷主要針對(duì)帶有彎曲的級(jí)進(jìn)模上面。通過(guò)對(duì)吧可以知道，采用導(dǎo)料銷導(dǎo)料的方式最合適。214.3 卸料裝置與推件裝置的選取卸件分為彈性卸件和和固定卸件，分別的優(yōu)缺點(diǎn)：彈性卸件：優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)的工件精度高，而且能增加工件的平整性，同時(shí)還能起到導(dǎo)向的作用。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要用到彈性原件。固定卸件：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)方便，結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)化。缺點(diǎn)：工件的精度不高。本設(shè)計(jì)中頂蓋后梁的厚度為 3mm，厚度比較大，采用固定卸料板。出件方式根據(jù)出件的方向分為兩個(gè)常用的方式，第一種是正常的漏料方式，工件直接通過(guò)漏料孔落下，這種方式簡(jiǎn)單易操作，不過(guò)工件的精度有所降低。第二種通過(guò)頂件器將工件頂出，然后取出工件即可，這種操作麻煩點(diǎn)，但是工件的精度比較高。卸料板與凸模配合間隙值查表的 =0.1Cm表 4-3 卸料板與凸模配合間隙值 [26]材料厚度 t＞0.5 ＞0.5～1 ＜1單面間隙 C0.05 0.1 0.15在自由狀態(tài)下的彈壓卸料板應(yīng)高出凸模刃口 0.3～0.5 。m卸料板厚度 25HOm?4.4 導(dǎo)向方式的選擇為了工作方便，安裝調(diào)整簡(jiǎn)單，該模具采用中間導(dǎo)柱。4.5 工作零件的設(shè)計(jì)4.5.1 落料凹模沖裁時(shí)凹模板承受沖裁力和側(cè)向擠壓力的作用。由于模具結(jié)構(gòu)形式及固定方法不同，受力情況又比較復(fù)雜，目前還不能用理論的方法確定凹模輪廓尺寸。在生產(chǎn)中，通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖裁件的輪廓尺寸，或凹?？卓谌斜陂g距離，按經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定。本工件凹模板采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工，安排凹模板在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓計(jì)算如下：凹模板厚度 H=kb=0.2×190=38mm（查表 4-4 得 k=0.2）22凹模壁厚 c=（1.5~2）H=57~76mm取凹模厚度 H=50mm，凹模壁厚 c=60mm凹模輪廓尺寸為 320m×250mm×50mm。表 4-4 凹模厚度系數(shù) k mm[27]材料厚度s≤1 ＞1 ～3 ＞3 ～6≤50＞50 ～100＞100～200＞2000.3 ～0.40.2 ～0.30.13 ～0.20.10 ～0.150.35 ～0.50.22 ～0.350.18 ～0.220.12 ～0.180.45 ～0.60.3 ～0.450.22 ～0.30.15 ～0.22圖 4-1 落料凹模4.5.2 凸模因?yàn)槁淞系耐庑螢榫匦?，所以設(shè)計(jì)成直柱形的凸模，依靠螺釘固定于下模座。234.6 模架及其它零部件的設(shè)計(jì)該模具采用中間導(dǎo)柱模架，這種模架的導(dǎo)柱在中間位置。安裝方便，易于加工。以凹模板周界為依據(jù)，選擇模架規(guī)格為 320mm×250m。導(dǎo)柱 d/mm×L/mm 分別為 50×220，?導(dǎo)套 d/mm×L/mm×D/mm 分別為 50×145×65，上模座厚度 H 上模=40mm，上墊板厚度 H 上墊=10mm，凸模固定板厚度 H 固定=35mm，凹模板厚度 H 凹模板=50mm，下模座厚度 H 下模=50mm，卸料板厚度 H 卸料=25mm。245 彎曲成形模具設(shè)計(jì)5.1 模具類型和結(jié)構(gòu)形式的確定5.1.1 模具結(jié)構(gòu)類型的確定由于成形分為彎曲和翻邊，需要分兩次進(jìn)行，所以將模具設(shè)計(jì)成左右兩部分，在同一個(gè)模架下面工作，可以分步進(jìn)行彎曲和翻邊。模具結(jié)構(gòu)示意圖：圖 5-1 彎曲二維圖圖 5-2 彎曲立體圖