扣耳沖壓成型工藝及沖孔落料模、彎曲模設(shè)計【全套12張CAD圖】

扣耳沖壓成型工藝及沖孔落料模、彎曲模設(shè)計【全套12張CAD圖】,全套12張CAD圖,沖壓,成型,工藝,沖孔,落料模,彎曲,設(shè)計,全套,12,CAD 機 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號 02 零件名稱 凸凹模 零件號 00-15 零件重量 同時加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 牌 號 硬 度 型 號 重 量 Cr12 HRC56 40㎜×45㎜×50㎜ 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號 銑床 虎鉗 游標(biāo)卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀 長 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時 一次 1 銑上平面 75面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 1 銑下平面 75面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 2 銑兩端面 20立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min1 300r/mi 一次 2 銑兩端面 20立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min1 300r/mi 設(shè) 計 者 翁坤 指 導(dǎo) 教 師 于智宏 共 1 頁 第 1 頁 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號 零 件 名 稱 00-15 凸凹模 工序號 工 序 名 稱 設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 下料(40×45×50) 蒸汽錘 直尺 02 粗銑：銑六面,互為直角,留單邊余量0.5mm 銑床 虎鉗 標(biāo)準(zhǔn) 面銑刀 游標(biāo)卡尺 03 磨削：磨六面,互為垂直,留單邊余量0.3mm 磨床 磁力夾具 砂輪 游標(biāo)卡尺 04 鉗工：劃線,按位置加工孔 鉆床 虎鉗 鉆刀、鉸刀、攻絲刀 高度尺、游標(biāo)卡尺 05 熱處理：按熱處理工藝,淬火回火達到58～62HRC 電熱爐 火鉗 06 磨削：精磨上下平面 磨床 磁力夾具 砂輪 游標(biāo)卡尺 07 線切割：按圖紙要求進行線切割 線切割機床 復(fù)式支撐夾具 銅絲 游標(biāo)卡尺 08 鉗工：鉗工精修、拋光 研磨工具 游標(biāo)卡尺 編制 翁坤 校對 審核 批準(zhǔn) 1 緒論 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)大的差距，導(dǎo)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(dāng)大。 1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。 在2萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國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(yīng)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(dāng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)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。 1.1.2　國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 1） 模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；?? ? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；??? ? 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；? ?? 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)；??? 7）模具的精度將越來越高；? ? 8）模具研磨拋光將自動化、智能化；?? ?? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；?? ?10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，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(biāo)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(yīng)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達70%以上，而我國才達到45％。 1.3　扣耳模具設(shè)計與制造方面 1.3.1 扣耳模具設(shè)計的設(shè)計思路 沖孔落料是沖壓基本工序之一，它是利用沖裁模在壓力機作用下，將平板坯料進行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件IT8～IT7級精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用IT7～IT6級精度的高級沖裁模。 只有加強沖裁件基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質(zhì)量。 支撐件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過程很簡單就沖孔落料，可采用單工序模、復(fù)合模具或級進模具，根據(jù)計算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長度決定．設(shè)計時可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。 1.3.2扣耳沖孔落料彎曲件模具設(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。 在設(shè)計的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。 2.整體零件的工藝性 2.1沖壓件工藝分析 工件名稱：扣耳 生產(chǎn)批量：大量 材 料：Q235 厚 度：1.5mm 工件簡圖：如圖1所示 圖1 扣耳 沖裁件材料為Q235，是結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能。分析此沖壓件的結(jié)構(gòu)可知，其結(jié)構(gòu)非對稱，由直線和圓弧構(gòu)成。 零件的精度要求不高，選定IT14確定尺寸的公差。零件圖上未標(biāo)注尺寸偏差，為自由尺寸。 2.2工藝方案的確定 由零件的結(jié)構(gòu)圖1可知，在沖孔工序的時候孔邊距明顯小，因此要對孔邊距進行校核。對于帶空的彎曲件，若預(yù)先沖好的孔位于彎曲變形區(qū)內(nèi)，由于彎曲過程中材料的塑性流動，會使原有的孔發(fā)生變形，為此，空的位置應(yīng)位于彎曲變形區(qū)外?？走呏翉澢€的距離與材料的厚度有關(guān)，一般應(yīng)滿足一下條件： 當(dāng)t<2mm 時，a≥t; 當(dāng)t≥2mm時，a≥2t； 當(dāng)b＜25mm時，a＞2.5t； 當(dāng)b＞50mm時，a＞3t； 根據(jù)以上公式，已知t=1.5mm，a=2，經(jīng)比較可知孔的位置位于彎曲變形區(qū)之外。 該零件所需的沖壓工序為落料、沖孔和彎曲，根據(jù)其工序可擬定出一下幾種工藝方案： 方案一：用簡單模具分三次加工，即落料、沖孔和彎曲。 方案二：采用兩套模具，即一套落料沖孔復(fù)合模和一套彎曲模。 方案三：采用落料、沖孔、彎曲級進模。 若采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累積誤差大，操作不方便。方案二采用兩套模具，其中復(fù)合模的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高，盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，由于零件結(jié)構(gòu)簡單，模具制造并困難。方案三，級進模雖然生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差，欲保證沖裁件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過以上三種方案的比較分析該零件的沖壓生產(chǎn)方案二為佳。 3.沖壓工藝計算 3.1排樣設(shè)計 設(shè)計復(fù)合模時，首先要設(shè)計排樣圖。根據(jù)該零件的形狀特點，形狀簡單，采用直排材料的利用率并不算低，故此零件的排樣設(shè)計為直排。 查最小工藝搭邊值表，確定搭邊值。兩側(cè)搭邊值各取a=1.8mm,兩工件間的搭邊值為1.5mm。查表條料寬度偏差△＝0.5mm。 計算條料寬度： B=26+1.8×2=29.6mm 步距： S=32＋1.5=33.5mm 計算沖壓件毛坯的面積： A=2026+=633mm 材料利用率的計算： 根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用1000mm×2000mm×1.5mm的冷軋薄鋼板。 每板的條數(shù)n1=2000/29.6=67.57 每條的工件數(shù)：n2=1000/33.5=29.85 每板的件數(shù)：n= n1× n2=2016.96 利用率：A/10002000=79% 排樣圖2如下： 圖2 排樣圖 3.2計算凸凹模刃口尺寸 查表得間隙值=0.240mm Z=0.132mm 3.2.1沖孔凸凹模刃口尺寸的計算 由于制件的結(jié)構(gòu)簡單，精度要求不高，所以利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： 查表得凸凹模制造公差： =0.020mm =0.030mm 校核： Z—Z=0.108mm 而+=0.050mm 滿足Z—Z+的條件。 查表得IT14級時候的磨損系數(shù)x=0.5 按式d=(d+x)=(8+0.5)=8.15mm d=( d+ Z)=(8.15+0.132)=8.282mm 3.2.2外形落料凸凹模刃口尺寸的計算 對外形輪廓的落料，由于形狀復(fù)雜，故采用配合加工法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對模具的加工設(shè)備的精度的要求，其凸凹模刃口部分尺寸計算如下： 當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)件時，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此都屬于A類尺寸。 工件圖中未標(biāo)注尺寸查相關(guān)文獻得出其極限偏差R6，26 查表得磨損系數(shù)X為 當(dāng)0.5時，X=0.5 當(dāng)＜0.5時，X=0.75 按式A=（A—X） 20=（20—0.75） =9.69mm 14=（14—0.50.5）=13.75mm 26=（26—0.5=25.64mm R6=（6—0.75=5.7mm 落料凸模的基本尺寸與凹模的相同，分別為19.69，13.75，25.64，5.7 不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件下注明，凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面間隙值Z=0.132mm 3.2.3沖壓力的計算 已知 t=1.5mm L=202+14+20+2=125.68mm L=20+8=65.12mm 落料力 F=Lt=84.834KN F=Lt=43.956KN 沖孔時的推件力 F=nKF 取直口形刃口的凹模刃口形式，由表查得h=6mm 則n=h/t=4個 查表得K=0.05 F=40.0543.956=8.792KN 落料時的卸料力 F=KF 查表得 K=0.03 故 F=0.0384.834=2.55KN 總沖壓力 F= F+ F+ K+ F=140.14KN 為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時的壓力機噸位比計算的沖壓力大30%左右，即F=1.3 F=182.182KN 3.2.4壓力中心的計算 用分析法求模具的壓力中心的坐標(biāo)，按比例畫出工件尺寸，選用坐標(biāo)系XOY，坐標(biāo)如圖3所示。 圖3 壓力中心 因工件左右對稱，即X=0.故只需計算Y將工件周邊分成L、L、L、L、L基本線段。求出各段長度的重心位置： L=32mm Y=0 L=37.68mm Y=6mm L=28mm Y=19mm L=20mm Y=26mm L=65.12mm Y=6mm Y= LY+ LY+ LY+ LY+L Y/ L+ L+ L+ L+L =9.13mm 4.模具總體設(shè)計 根據(jù)上述分析，本零件的沖壓工藝包括沖孔和落料兩個工序，以為孔邊距較小，所以采用正裝復(fù)合膜，彈性的頂件裝置、卸料裝置對工件和條料起到壓平作用，沖裁精度高，模內(nèi)不會積聚工件或廢料，有利于減小凸凹模的最小壁厚。工件留在落料凹模內(nèi)，須在凹?？自O(shè)置推件塊，其中沖孔廢料從上模孔引出。 因是大量生產(chǎn)，采用手動送料方式，由前往后送料。 5.模具主要結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 5.1凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括以下幾個方面： 5.1.1落料凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 在落料凹模的內(nèi)部，由于需要設(shè)置推件塊，所以凹模刃口應(yīng)采用直筒形刃口，查表得，取刃口高度h=6mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡單，宜采用整體式。 查表得，k=0.35 即凹模高度H=kb=0.526=13mm 凹模壁厚C=1.5H=1.513=19.5mm 凹模外型尺寸的確定：凹模外形長度L=26+219.5=65mm 凹模外形寬度B=32+219.5=71mm 凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，取為80mm84mm36mm 5.1.2沖孔凸模設(shè)計 由于凸模為直線和圓弧組成的結(jié)構(gòu)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，為非圓行凸模，可設(shè)為直壁式，且它的外形尺寸較大，固定板的形孔加工較復(fù)雜，凸模固定板厚度取28mm，凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定 L=h+h=28+13=41mm（取45mm）由于此凸模尺寸較大且長度小，剛度和強度足夠，所無需對其進行強度校核。沖裁時，凸模進入凹模刃口1mm。 5.1.3凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 本模具為復(fù)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 如右圖所示： 確定凸凹模安排在模架上的位置時，要依據(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。 校核凸凹模的強度：查表得凸凹模的最小壁厚為1.8mm，而凸凹模實際最小壁厚為2mm，故復(fù)合強度要求，。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模的尺寸配置，并保證雙面間隙為0.132mm~0.240mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸6mm的公差，應(yīng)比零件所標(biāo)注的精度高3~4級，即定為 （60.15）mm。 5.2彈性元件的設(shè)計 此沖壓模具的彈性元件選擇橡皮，橡皮允許承受的負荷較彈簧大，且安裝調(diào)試方便，在沖裁中被廣泛采用。 平面尺寸按其所產(chǎn)生的壓力計算 F=Sq 所以S=，由此式可以求出D，其中F為所需要的材料的卸料力為2.55KN D橡皮的直徑，S橡皮的橫截面積， q與橡皮的壓縮量有關(guān)的單位，按橡皮的壓縮特性曲線選用查表得q為0.02,求得D為12mm 橡皮的高度必須滿足工藝要求與模具結(jié)構(gòu)空間的要求，并考慮橡皮的壽命。橡皮最大壓縮量不宜超過自由高度H的10%~45%,取20% 橡皮安裝在模具上，一般預(yù)先壓縮（10%~15%）H,取10%。使預(yù)壓的壓力達到所需要的卸料力。 壓縮工作行程為H=25%H 橡皮的自由高度為 H= H/25% 高度的校核：0.51.5 式中H=15mm，D為12mm 0.5=1.251.5符合要求。 5.3模架的設(shè)計 模架各零件標(biāo)記如下： 上模座：222mm222mm30mm 下模座：252mm252mm32mm 導(dǎo) 柱：B35h5×182mm×30mm 導(dǎo) 套：B35h6×81mm×42mm 模 柄：30mm38mm 墊板厚度：114mm×84mm×6mm 卸料板厚度：114mm×84mm×12mm 凸凹模固定板厚度：15mm 模具的閉合高度：170mm 6、沖壓設(shè)備的選擇 選擇型號為JB23—100的開式雙柱可頃壓力機能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力：1000KN 滑塊行程：130mm 最大閉合高度：480mm 最大裝模高度：380mm 連桿調(diào)節(jié)長度：100mm 工作臺尺寸（前后左右）:710mm1080mm 墊板尺寸（厚度孔徑）：100mm250mm 模柄孔尺寸：30mm30mm 最大傾斜角度：30° 7、彎曲模具的設(shè)計 7.1彎曲件的工藝分析 此工件是典型的L型彎曲件，零件圖中的尺寸公差為未標(biāo)注公差，在處理這類零件公差等級的時候均按IT14級要求。彎曲圓角半徑R為1，大于最小彎曲半徑，其最小彎曲半徑為r=0.6×1.5=0.9mm,故此件形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，可用彎曲工藝加工。 7.2工藝方案的確定 該零件所需的沖壓工藝為彎曲，采用彎曲単工序模。 7.3彎曲工藝計算 （1）彎曲件展開長度的計算 由上個沖裁工序可知彎曲件的展開長度為26mm。 （2）彎曲模工作部分尺寸計算 7.3.1凸模圓角半徑 由于工件的R/t=1/1.5=0.67較小，且R為1mm大于最小彎曲半徑0.9mm，所以凸模圓角半徑為1mm。 7.3.2凹模圓角半徑 凹模圓角半徑r一般按材料厚度t來選取，因為材料厚度為1.5mm，所以r=（2~3）t，故凹模圓角半徑取r=3mm。 7.3.3凹模工作部分深度的設(shè)計計算 凹模工作部分的深度將板料的進模深度，同時也影響到彎曲件直邊的平行度，對工件的尺寸精度造成一定得影響。此彎曲件直邊高度13mm，板厚1.5mm，查表得凹模的底部最小厚度h=4mm，因此，工作部分深度 h=（13+4）mm=17mm。 7.3.4凸凹模間隙 當(dāng)工件精度要求不高或校正彎曲時候，生產(chǎn)中常采用調(diào)整凸凹模間隙的方法來解決工件回彈問題。設(shè)計彎曲模結(jié)構(gòu)時，把凹模做成可調(diào)式，由于凹模設(shè)計為可調(diào)，故也將模具的凸凹模間隙初選為材料厚度t，即 =1.5mm。 7.3.5凸凹模橫向尺寸及公差 工件標(biāo)注外形尺寸時，以凹模為基準(zhǔn)進行計算，間隙取在凸模上，查表得=0.025m =0.020mm。 凹模橫向尺寸 L=（L-0.75）=（15-0.750.6）mm=14.55mm 凸模橫向尺寸 L=（L-Z）=（14.55-2）mm=12.55mm 7.3.6彎曲件回彈值得計算 小變形程度時，回彈大，先計算凸模圓角半徑，再計算凸模圓角;大變形程度時，卸載后圓角半徑變化小，僅考慮彎曲中心角的回彈變化。彎曲時，彎曲中心角為90，因此查相關(guān)手冊得回彈角為3. 7.3.7彎曲力的計算 L形件彎曲時，彎曲力指的是壓力機完成預(yù)定的彎曲工序所需施加的壓力，是選擇壓力機和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一，算一必須進行計算，但要從理論上計算彎曲力是很復(fù)雜的，并且計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)驗公式計算。 Fz=0.6Kbt2§b/(r+t) 式中： Fz——沖壓行程結(jié)束時自由彎曲的彎曲力（N）; K——安全系數(shù)，一般取1.3； b——彎曲件寬度（mm）; t——彎曲件材料厚度（mm）; §b——彎曲件材料的抗拉強度（Mpa）; r——彎曲件的彎曲半徑（mm）; Fz=0.61.3141.5450（1+1.5）=27.65KN 預(yù)件力Fd可近似取自由彎曲力的30﹪～80﹪，即 Fd=(30﹪～80﹪) Fz=(8.259~22.12)KN 故取Fd=22KN 校正彎曲時校正彎曲力是在壓力機工作到下死點的位置，且校正力遠遠大于自由彎曲力（或接觸彎曲力），而在彎曲工作的過程中而這又不是同時存在的，因此查表得P=70Mpa,所以校正力F為： F=AP=2014270=39.3KN 7.4 初選壓力機 ⑴公稱壓力的選擇 選擇壓力機時，要根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來確定，當(dāng)施力行程較大時（50﹪～60﹪）F0﹥F,即沖壓時工藝力的總和不能大于壓力機公稱壓力的50﹪～60﹪，校正彎曲時，更要使額定壓力有足夠的富裕量。 對于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力大的多的多，故頂件力可以忽略，但這里為了保險起見，在計算公稱壓力時還是將頂件力考慮進去。 F0≥（1.2～1.3）（F+Fd）= （1.2～1.3）（ 39.3+ 22） =（1.2～1.3）61.3 =73.56KN~79.69KN 初選壓力機的公稱壓力為100KN，即J23——10型。 ⑵行程次數(shù) 選擇用于彎曲的壓力機的行程次數(shù)主要考慮以下因素： ① 考慮操作方式（進出料速度的快慢）； ② 彎曲時，金屬變形需要過程限制了行程次數(shù)的增加； ③ 該件為小批量，不需要以較大形成來提高生產(chǎn)效率； ⑶滑塊行程（S） 滑塊行程是指滑塊的最大運動距離，即曲柄旋轉(zhuǎn)一周上死點至下死點的距離，其值為曲柄半徑的兩倍。 選擇用于彎曲的壓力計的滑塊行程主要考慮以下因素： ① 要保證毛坯和工件的取出，應(yīng)使滑塊的行程大于工件高度的兩倍； ② 該件為小批量生產(chǎn)，不需要以限制行程來增加行程次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。 ⑷閉合高度 壓力計的閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離。 ① 壓力機的最高閉合高度可以通過調(diào)整連桿的長度來改變其大小，將連桿調(diào)至最短時閉合高度最大，稱之為最大閉合高度；將連桿調(diào)至最長時閉合高度最小，稱之為最小閉合高度。 J23——10型壓力機的最大閉合高度為180mm。 ③ 當(dāng)壓力機工作臺面上有墊板時，用壓力機的閉合高度減去墊板厚度就是壓力機的裝模高度；沒有墊板的壓力機，其裝模高度與閉合高度相等。其中模具的閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離。 ⑸工作臺面尺寸。壓力機工作臺尺寸應(yīng)大于下模周界50 mm～70mm, J23——10型壓力機的工作臺尺寸（前后×左右）為240mm×370mm，那么設(shè)計時模具的下模座（寬×長）不要超過40mm×370mm。 ⑹模柄孔尺寸 直徑×深度為φ30mm×35mm，那么設(shè)計時模具的模柄要與模柄孔尺寸匹配。 其主要技術(shù)參數(shù)如下表1。 表1 公稱壓力/KN 100 發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm 4 滑塊行程/mm 45 滑塊調(diào)節(jié)行程/mm 60/8 標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)(不小于)(次/min) 145 (快速型)發(fā)生公稱壓力時滑塊離下極點距離/mm 1.5 (快速型)滑塊行程/mm 30 (快速型)行程次數(shù)(不小于)(次/min) 300 (最大閉合高度)固定臺和可傾/mm 180 封合高度調(diào)節(jié)量/mm 35 (標(biāo)準(zhǔn)型)滑塊中心到機身距離(吼深)/mm 130 (標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺尺寸(左右×前后)/mm 370×240 (標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺孔尺寸(左右×前后)/mm 180×90 (標(biāo)準(zhǔn)型)工作臺孔尺寸(直徑)/mm 130 (標(biāo)準(zhǔn)型)立柱間距離(不小于)/mm 180 模柄孔尺寸(直徑×深度)/mm Ф30×50 工作臺板厚度/mm 50 床身最大傾斜角(°) 35 8、彎曲模的總體設(shè)計 8.1模具的類型選擇 由沖壓工藝分析可知，采用單工序模，所以模具類型為單工序模具。 8.2定位方法的選擇 因為該模具采用的是小條料，控制調(diào)料的送進方向采用定位銷定位和坯了外形定位，因為零件的尺寸精度要求不是很嚴(yán)格，此定位方法就可以滿足要求。 8.3頂件及出料方式的選擇 因為工件的厚度為1.5mm相對較薄，力頂件也比較小，故可以采用彈性卸料裝置。 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式及特點分析我們選擇采用前后送進坯料的后出料方式，可以提高生產(chǎn)效率. 9.模具的裝配調(diào)試 9.1沖裁模的裝配調(diào)試要點 （1）裝配 模架選擇好以后，裝配時需要對模架進行補充加工，然后進行凸模、模柄、凹模等進行裝配。 1.凸模與凹模的裝配 凸模、凹模與固定板的配合常采用H7/n6或H7/m6.總裝前應(yīng)先將凸模壓入固定板，并在平面磨床上將上平面磨平，使其固定端面與固定板的支撐面處于同一平面，凸模應(yīng)和固定板的支撐面垂直。 2.模柄的裝配 本模具選用旋入式模柄，通過螺紋與上模座板連接，并加螺釘加以固定。 3.沖裁模的總裝 沖壓模具上模部分是通過模柄安裝在壓力機的滑塊上的，是模具的活動部分。下模部分被固定在壓力機的工作臺上，是模具的固定部分。 模具工作的時，上模部分和下模部分的工作零件必須保證正確的位置，才能使模具正常的工作。模具裝配時，為了方便地將上、下兩部分的工作零件調(diào)整到正確位置，并使凸模、凹模具有均勻的間隙，要正確安排上、下模的裝配順序。 裝配有模架的模具時，一般是先裝配模架，再進行模具工作零件和其它結(jié)構(gòu)零件裝配。上、下模的裝配順序應(yīng)根據(jù)上模和下模上所安裝的模具零件在裝配和調(diào)整過程中所受限制的情況來決定。如果上模部分的模具零件在裝配和調(diào)整時所受限制最大，則應(yīng)先裝上模具的下模部分，并以它為基準(zhǔn)調(diào)整下模部分的零件，保證凸、凹模配合間隙均勻。反之，則應(yīng)先裝模具的下模部分，并以它為基準(zhǔn)調(diào)整上模部分的零件。 上、下模的裝配順序應(yīng)根據(jù)的結(jié)構(gòu)來決定。對于無導(dǎo)柱的模具，凸、凹模的配合間隙是在模具安排到壓力機上時才進行調(diào)整，上、下模的裝配可以分別進行。 9.2調(diào)試 1.模具閉合高度調(diào)整 模具應(yīng)與沖壓設(shè)備配合好，保證模具應(yīng)有的閉合高度和開啟高度。 2.凸、凹模刃口及間隙調(diào)整 刃口要鋒利，間隙均勻。 3.定位裝置的調(diào)試 定位要可靠、精確 4.導(dǎo)向機構(gòu)的調(diào)試 導(dǎo)柱、導(dǎo)套要有好的配合精度，保證模具運動平穩(wěn)、可靠。 9.3沖裁模試沖時出現(xiàn)的問題及調(diào)整方法 表2 存在的問題 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 送料不暢通 或料被卡住 凸模與卸料板之間間間隙過大，使搭邊翻扭 兩導(dǎo)料板之間的尺寸過小或有斜度 減小凸模與卸料板之間的間隙 根據(jù)情況挫修或磨或重裝 制件不平 頂料桿和工件接觸面過小 凹模有倒錐度 導(dǎo)正銷與預(yù)沖孔配合過緊，將沖件壓出凹陷 更換頂料桿，增加與工件接觸面積 修正凹模 制件有毛刺 刃口不鋒利或淬火硬度低 配合間隙過小或過大 間隙不均勻使沖件一邊有帶斜角的毛刺 刃磨刃口，使其鋒利 調(diào)整凸、凹模之間間隙，使其均勻一致 刃口向肯 凸模、導(dǎo)柱等零件安裝不垂直 凸、凹模相對位置沒對正 卸料板的孔位不正確或彎斜使沖孔凸模位移 導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙過大，使導(dǎo)向不正 重裝凸?；?qū)е３执怪? 調(diào)整凸凹模，使其對正并保證間隙均勻 修正或更換卸料板 更換導(dǎo)柱或?qū)? 卸料不正常 凹模與下模座的漏料孔沒有對正，料被堵死而排不出來 彈簧或橡皮的彈力不足 修正漏料孔 更換彈簧或橡皮 內(nèi)孔與外形位置不正或扁位位置 落料凸模上導(dǎo)正銷尺寸過小 導(dǎo)料板與凹模送料中心線不平行，使孔偏斜 擋料塊位置不正 更換導(dǎo)正銷 修正導(dǎo)料板 修正擋料塊 凹模被脹裂 凹?？子械瑰F現(xiàn)象，即上口大，下口小，或凹模刃口深度太長，積存的件數(shù)太多，張力太大 修正凹模刃口，消除倒錐現(xiàn)象或減小凹模刃口長度，使沖下的制件盡快漏下 制件產(chǎn)生回彈 彈性變形的存在 增加凹模型槽的深度 改變凸模的形狀和角度大小 減小凸、凹模之間的間隙 增加校正力或使校正力集中在角部變形區(qū) 制件表面有擦傷 凹模的內(nèi)壁和圓角處表面不光、太粗糙 板料被粘附在凹模表面 將凹模內(nèi)壁與圓角修光，在凹?；蛲鼓５墓ぷ鞅砻驽冇层t厚0.01-0.03mm. 將凹模進行化學(xué)處理 制件不平 壓料力不足 增加壓料力，最好校正一下 彎曲角變形部分有裂紋 彎曲半徑太小 材料的紋向與彎曲線平行 材料的塑性差 加大彎曲半徑 將板料退火后再彎曲變形或改變落料的排樣 將板料進行退火處理 U形件左右高度不一致 凹模的圓角半徑左、右兩邊加工不一致 定位不穩(wěn)定或定位位置不準(zhǔn) 壓料不牢 凹、凸模左右兩邊間隙不均勻 修正圓角半徑使左右一致 調(diào)整定位裝置 增加壓料力 調(diào)整凸、凹模之間的間隙 9.4裝配其他零件并試模 上模安裝頂桿，頂件塊，檢查打料機構(gòu)工作的可靠性。頂件塊在最低位置時，應(yīng)突出凸凹模刃口0.2-0.5mm.安裝卸料板，安裝后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低0.2-0.5mm.在設(shè)計指定的壓力機上，裝配好的模具進行試沖。 試模時重點檢查打料機構(gòu)和頂出機構(gòu)的動作是否及時、可靠。每一次沖壓后，上模隨壓力機上行到上死點時，條料和頂出的工件都應(yīng)該出現(xiàn)在下模凹模工作面上，以便及時清除。 裝配后應(yīng)保證間隙均勻，落料凹模刃口面應(yīng)高出沖孔凸模工作端面2mm. 10. 模具裝配圖 圖4 扣耳沖孔落料復(fù)合模 圖5 扣耳彎曲單工序模 結(jié)束語 彎板屬于典型的沖裁彎曲件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機。本設(shè)計主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設(shè)計，需要計算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進行了預(yù)測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。 彎板沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，但是其尺寸相對較大不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長度，因此需要改變上、下模座的長度，以達到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應(yīng)的簡化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護。 彎板沖孔落料模具的設(shè)計，是理論知識與實踐有機的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合格的模具設(shè)計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(yīng)用到實踐中去，并堅持科學(xué)、嚴(yán)謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟的騰飛做出應(yīng)有的貢獻。 致 謝 首先我衷心地感謝我的導(dǎo)師于智宏老師，她仔細審閱了我設(shè)計的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多寶貴的建設(shè)性建議。于老師淵博的學(xué)識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，特別是遇到困難時，她給了我極大的鼓勵和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！ 感謝母?！幽蠙C電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。 最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認識了很多可親可敬的老師和團結(jié)友愛的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！我殷切地希望我們模具專業(yè)能在全系師生的齊心協(xié)力下越辦越好！衷心祝愿我們的學(xué)校和我們所有的師生都能青春永駐！活力無限！步步登高！ 參 考 文 獻 [1]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造[M].北京：高等教育出版社，2006 [2]王孝培主編.沖壓手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 [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]翟德梅、段維峰主編.模具制造技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版.2005 [5]翟德梅主編.金屬與塑料成型機械[M].河南機電高等?？茖W(xué)校2005 [6楊占堯主編.沖壓模具圖冊[M].北京：高等教育出版社，2006 [7]寇世瑤主編.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2004 [8]王曉江主編. 模具設(shè)計與制造專業(yè)英語[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006 共29頁 第28頁