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摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際，具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。零件采用不銹鋼作為原材料，厚度為0.5毫米。
首先是對(duì)制品進(jìn)行測(cè)繪，畫(huà)出制品的二維工程圖。并對(duì)沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。對(duì)零件進(jìn)行排樣圖的設(shè)計(jì)，完成了材料利用率的計(jì)算。再進(jìn)行沖裁工藝力的計(jì)算和沖裁模工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)選擇沖壓設(shè)備提供依據(jù)。最后對(duì)主要零部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，為本次設(shè)計(jì)模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)，以及為裝配圖各尺寸提供依據(jù)。通過(guò)前面的設(shè)計(jì)方案畫(huà)出模具各零件圖和裝配圖。
本次設(shè)計(jì)闡述了模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作過(guò)程。本模具性能可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。
關(guān)鍵詞：沖壓；彎曲；模具結(jié)構(gòu)
Abstract
The graduation design task from actual production, strong guidance significance. The components use rolling steel plates to take raw material, the thickness of the steel mill for 0.5 millimeter.
First is to products of surveying and mapping, paint products of two-dimensional engineering graphics. And for stamping process analysis and determination of the complete process. In parts of the design, layout diagram completed material utilization. Then punching process of calculation and punch die working parts of the design and calculation, stamping equipment selection. Finally the design of main components and parts for the selection of the design, mold and die forming, and provide basis for various sizes of assembly drawings. Through the front design draw all parts and mold assembly.
The design of the mould structure design is expounded and the working process. The mould reliable performance, stable operation, improve the quality of our products and production efficiency and reduce labor intensity and production cost.
Key words: Stamping; Bending;The mould structure
常 州 工 學(xué) 院
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)
題目：
二級(jí)學(xué)院（直隸學(xué)部）：
專(zhuān)業(yè)： 班級(jí)：
學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)：
指導(dǎo)教師姓名： 職稱(chēng)：
評(píng)閱教師姓名： 職稱(chēng)：
年 月 日
目錄 第一章、課題簡(jiǎn)介3 第二章、工藝分析4 一、零件工藝分析4 二、工藝方案的確定4 三、工藝參數(shù)的確定5 第三章、工作力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇10 一、沖壓力的計(jì)算10 二、粗選壓力機(jī)12 三、機(jī)床壓力中心12 第四章、填寫(xiě)沖壓工序卡14 第五章、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15 一、模具結(jié)構(gòu)形式的選擇15 二、模具結(jié)構(gòu)的分析與說(shuō)明15 三、模具工作部分的尺寸和公差的確定16 四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20 五、校核壓力機(jī)安裝尺寸23 第六章、 彎曲模具的設(shè)計(jì)24 一、制件彎曲工藝分析24 二、沖壓工藝參數(shù)的確定25 第七章、彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27 一、模具結(jié)構(gòu)的分析說(shuō)明27 二、彎曲模的卸料裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明28 第八章、彎曲模的工作尺寸計(jì)算29 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)33 參考文獻(xiàn)35 第一章 課題簡(jiǎn)介 零件分析說(shuō)明 1 零件形狀及其一般要求 制件如圖1-1所示，材料為不銹鋼，材料厚度為0.5mm，制件尺寸精度 按圖紙要求，未注按IT12級(jí)，生產(chǎn)綱領(lǐng)年產(chǎn)10萬(wàn)件。 圖1-1 第二章 工藝分析 1、 零件工藝分析 本制件形狀簡(jiǎn)單、尺寸、厚度適中，一般批量生產(chǎn)，屬于普通沖 壓件，但在設(shè)計(jì)冷沖壓模具時(shí)要注意以下幾點(diǎn)： 2 制件的外形輪廓、結(jié)構(gòu)都算簡(jiǎn)單，但是要考慮幾個(gè)孔的加工 A、 兩個(gè)2的孔的位置要求，B、 由于要裝配，C、 兩孔必 須有一定的同D、 軸度要求，E、 其值為0.15mm。 3 此制件的加工難點(diǎn)主要在孔2的中心距的定位。 7 由于幾個(gè)孔的直徑都較小，并且有一定的批量，在設(shè)計(jì)時(shí)要重視 模具的材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命。 二、工藝方案的確定 根據(jù)制件的工藝的分析，其基本工序有落料、沖孔、彎曲三種。按其 先后順序組合以及合理的加工方案有以下幾種： 1、落料-沖孔-彎曲，單工序沖壓。 2、落料-彎曲-沖孔，單工序沖壓。 3、落料沖孔-彎曲壓筋，復(fù)合沖壓。 方案1)為單工序沖壓模具。由于此制件有一定的生產(chǎn)批量，過(guò)多的 工序，降低產(chǎn)品的精度，而且此方案生產(chǎn)效率底，不宜批量生產(chǎn)，故 不宜采用此方案。 方案2)也為單工序沖壓模具。它除有方案1的毛病外，還有孔的位 置精度難以保證，在并且在彎曲時(shí)也缺少定位精度難保證，故不宜采 用此方案。 方案3)復(fù)合沖壓模具。由于制件的結(jié)構(gòu)，材料的厚度較薄，沖孔與 落料一次沖壓完成。故最宜采用此方案 具體方案示意如下： 三、工藝參數(shù)的確定 1 毛坯尺寸的計(jì)算 外形尺寸的長(zhǎng)度計(jì)算 零件相對(duì)彎曲半徑為： R/t=2/0.5=40.5 式中 R彎曲半徑； T料厚。 可見(jiàn)，制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應(yīng)現(xiàn)求彎曲變形區(qū)的 中性層曲率半徑。 由課本p145中性層位置計(jì)算公式 =R+Xt 式中 X由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的應(yīng)變中性層位移系數(shù) 由課本p145 表4-5查出X取0.42 所以： =R+Xt =2+0.420.5 =2.21mm 圓角半徑較大（R0.5t）的彎曲件毛坯長(zhǎng)度計(jì)算公式 L=L直+L彎 L彎=（180-a）/180*ABCDEFGHIJKL 圖2-2 所以制件長(zhǎng)度為如圖2-2 L=LAB+LBC+LCD+LDE+LEF+LFG+LGH+LHI+LIJ+LJK+LKL L=3+3.0342+8.54+14+1+1+1.8028+13+1.8028+1+2 L=50.1798 DE段屬于工藝設(shè)置,目的是為了減少?gòu)澢貜?其半徑很大,可看成是直 線，所以DE段長(zhǎng)度按直線計(jì)算。 1 外形輪廓寬度的計(jì)算 : 由于考考慮到板料的利用率和排樣的方便，此制件由CAD生成的 工藝尺寸為：外形輪廓寬度為L(zhǎng)=53.74mm 2 排樣尺寸的計(jì)算 1 搭邊值的確定： 由課本上P46表3-14查得L50的工件間a1的值為2.2*0.8=1.76 側(cè)邊a的值為2.5*0.8=2 3 條料寬度的計(jì)算 在設(shè)計(jì)模具是為了方便，采用無(wú)側(cè)壓裝置送料方式條料寬度計(jì)算 公式如下： B=(D+2a +Z) 0- 式中 B為條料寬度的基本尺寸； D為條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸 a側(cè)面搭邊 Z導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 條料寬度的負(fù)向偏差 搭邊距a如上所示 間隙、剪切公差Z查課本p47表3-17查得=0.5mm、Z=0.5mm 由上面公式計(jì)算得B=(53.74+2*2+0.5 0-0.5=56.240-0.5mm 2 步距的計(jì)算 由制件的展開(kāi)圖（見(jiàn)右圖2-3） 所生成的橫向有效尺寸為L(zhǎng)s=53.74mm 圖2-3 步間距計(jì)算公式為： L=Ls+a1 式中L為步間距 Ls為橫向有效尺寸 a1搭邊距 L=53.74+2=55.74mm 由此可得模具排樣圖如下： 圖 2-4 根據(jù)要求查模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)史鐵梁主編 表4-1，選板的規(guī)格 15008000.5每塊板可剪150056規(guī)格條料14塊，材料利用率達(dá)80% 以上。 3 計(jì)算材料利用率 由課本p43式子3-19 =nA/BL100% 為材料利用率； A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積； B條料的寬度 L條料的長(zhǎng)度 n一張板料上沖裁件的總數(shù)目 =28*1932.765/（56*1500 ）=65% 第三章 工作力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 工作力的計(jì)算以落料沖孔模具為例計(jì)算： 一、沖壓力的計(jì)算 完成本制件所需的沖壓力由沖裁力、彎曲力、及卸料力、推料力、 頂料力和壓料力組成 1. 沖裁力F 沖 的計(jì)算 由本課本p49式子3-28 F沖 =KtL 式中： 為材料的抗剪強(qiáng)度（MPa） F沖 沖裁力（N） L沖裁周邊總邊長(zhǎng)（mm） t材料厚度（mm） 說(shuō)明：系數(shù)K是考慮到?jīng)_裁刃口的磨損、凸模與凹模的波動(dòng)（數(shù)值 的變化或分布不均） 、潤(rùn)滑情況、材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因 素而設(shè)置的安全系數(shù)，一般取1.3。當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度時(shí)，可用抗拉 強(qiáng)度 b代替，而取Kp=1的近似計(jì)算法計(jì)算。 查模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)p90表4-12取=350 MPa 所以沖裁力F 沖 =1.30.5211.059350=48016 N =48.016KN 2. 卸料力F x 、 推料力FT 、 頂料力FD的計(jì)算 在實(shí)際生產(chǎn)中影響卸料力、推料力、頂料力的因素很多，要精確計(jì)算 很困難。在實(shí)際生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：（查課本p50公式3-30 3-31 3-32） 卸料力： F x=KxF 推料力： FT = nKTF 頂料力： FD =KDF 式中： F沖裁力（N） Kx卸料力系數(shù)，其值為0.045--0.055(薄料取大值、厚料取 小值） ； KT推件力系數(shù)，其值為0.063 KD頂件力系數(shù)，其值為0.08 n時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)(或廢料)數(shù) n=h/t h凹模洞口的直刃壁高度 t板料厚度 卸料力和頂料力是設(shè)計(jì)卸料裝置和彈頂裝置的依據(jù)。 因此： Fx =0.04548.016=2.17 KN FT=0.06348.016=3.025008 KN FD=0.0848.016=3.84128 KN 總壓力F總的計(jì)算 F總= F 沖 F xFD=54.02728 KN 二、粗選壓力機(jī) 由于該制件是一普通制件，且精度要求不高，因此選用開(kāi)式可傾 壓力機(jī)。它具有工作臺(tái)三面敞開(kāi)，操作方便，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。由于 沖孔落料復(fù)合模的壓力行程的特點(diǎn)是在開(kāi)始階段即 需要很大的壓力， 而在后面階段所需要的反倒要小的多。因此若按總的壓力來(lái)選取壓力 機(jī)，很可能出現(xiàn)雖然總的壓力滿足要求，但是在初始階段沖裁時(shí)已經(jīng) 超載。同時(shí)，選用拉深壓力機(jī)還應(yīng)該對(duì)沖裁功進(jìn)行核算，否則會(huì)出現(xiàn) 壓力機(jī)在力的大小滿足要求，但是功率有可能過(guò)載，飛輪轉(zhuǎn)速降低， 從而引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低過(guò)大，損壞電動(dòng)機(jī)。因此精確確定壓力機(jī)壓 力應(yīng)當(dāng)根據(jù)壓力機(jī)說(shuō)明書(shū)中給出的允許工作負(fù)荷曲線，并校核功率。 但是在一般條件下，可以根據(jù)生產(chǎn)車(chē)間的實(shí)際條件，在現(xiàn)有壓力機(jī)中 選取。在這里根據(jù)總壓力為54.02728KN,從模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)史鐵梁主 編一書(shū)中表4-33提供的壓力機(jī)公稱(chēng)壓力序列中選取100KN的壓力機(jī)，型 號(hào)為J23-10.由此可知，電動(dòng)機(jī)的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于拉深所需壓力機(jī)的電動(dòng) 機(jī)功率。故可以選用此電動(dòng)機(jī)。 三、計(jì)算壓力中心 由于制件圖形規(guī)則，上下對(duì)稱(chēng)，所以其壓力中心必在中心線上，用 實(shí)驗(yàn)法測(cè)的該制件的壓力中心坐標(biāo)為X24，Y0如下圖： 第四章、填寫(xiě)沖壓工序卡 由上可知該制件共有兩道工序：即落料沖孔，彎曲壓筋。 冷沖壓工藝卡片如下圖 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件 名稱(chēng) 共 頁(yè)常州紡織 服裝職業(yè) 技術(shù)學(xué)院 沖壓工藝卡片 產(chǎn)品名稱(chēng) 夾子 零（部）件 型號(hào) 第 頁(yè) 材料牌號(hào)及規(guī)格 材料技術(shù)要求 毛坯尺寸 每毛坯可制件數(shù) 毛坯質(zhì)量 輔助材料 1CrB 條料1500*800 29 工序 號(hào) 工序 名稱(chēng) 工序內(nèi)容 加工簡(jiǎn)圖 設(shè)備 工藝設(shè)備 工時(shí) 0 下料 剪床上撬板 1500*800 11-6 2500 1 落料 沖孔 落料與沖孔 J23-250 落料沖孔 復(fù)合模 2 彎曲 壓筋 彎曲制件并 壓筋 J23-250 彎曲模 3 檢查 4 5 6 7 8 9 第五章、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)確定的沖壓工藝方案和制件的形狀、特點(diǎn)、要求等因素確定沖 模的類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式。 1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 在模具設(shè)計(jì)中雖然單工序模具比較簡(jiǎn)單也比較容易制造,但是制件 孔離制件邊緣尺寸較小在落料后沖孔勢(shì)必會(huì)影響模具的精度。且， 兩孔在單工序模具中很難保證兩孔的位置精度。所以考慮到用落料 沖孔復(fù)合模具來(lái)加工第一工序。又因?yàn)闆_孔在前，落料在后，以凸 模插入材料和凹模內(nèi)進(jìn)行落料，必然材料的切向流動(dòng)的壓力，有可 能使4的凸模變形，因此考慮采用彈壓卸料裝置的復(fù)合沖壓。這 樣既提高了工作效率又提高了模具的壽命，這樣一來(lái)提高了模具的 使用價(jià)值。因?yàn)橹萍炔皇嵌喔?，采用兩副模具，一副是沖孔落 料復(fù)合模、一副是彎曲模。這樣就降低了模具的制造難度，且適合 生產(chǎn)條件不是很好的企業(yè)生產(chǎn)模具，給模具生產(chǎn)帶來(lái)一定的廣度。 給生產(chǎn)降低了成本，帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)利益。 二、模具結(jié)構(gòu)的分析與說(shuō)明 1、沖孔落料模結(jié)構(gòu)的分析與說(shuō)明 本道模具主要用來(lái)完成落料沖孔，目的明確簡(jiǎn)單，看似易設(shè)計(jì)。但 對(duì)于本制件來(lái)說(shuō)它是一個(gè)上下對(duì)稱(chēng)的制件并且有兩個(gè)4的小孔， 為了保證兩孔在彎曲后的精度，所以要在本工序中做到兩孔的精度。 在本制件考慮到形狀有一定的復(fù)雜，且較薄（0.5mm） ，為了保證制 件有較高的平直度本，故采用正裝式復(fù)合模。制件制造時(shí)還要考慮 到制件的定位，根據(jù)制件的特征，為了保證凹模的強(qiáng)度，故采用鉤 形當(dāng)料銷(xiāo)、和采用外形定位的定位銷(xiāo)。 2、彎曲模結(jié)構(gòu)的分析與說(shuō)明 為了保證坯料在彎曲時(shí)不發(fā)生偏移，在設(shè)計(jì)時(shí)用5的孔為定位孔， 用定料銷(xiāo)定位。為了防止坯料轉(zhuǎn)動(dòng)，采用左右定位銷(xiāo)定位。 三、模具工作部分的尺寸和公差的確定 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口尺寸精度，模具的合 理間隙值也主要靠刃口尺寸及制造精度來(lái)保證。正確決定模具刃口 尺寸及制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模具的主要任務(wù)之一。 在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需考慮下列原則： 8 落料件尺寸由凹模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料精度時(shí)，以凹模為 基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間 隙在凹模上。 14 考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取 制件尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔時(shí)，凸?；境叽?則應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。這樣，在凸、凹磨 損到一定的程度的情況下，仍能沖出合格的制件。凸凹模間 隙則取最小合理間隙值。 31 確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì) 刃口尺寸精度要求過(guò)高（即制造公差過(guò)?。?，會(huì)使模具制造 困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口尺寸精度要求 過(guò)低（即制造精度公差過(guò)大） ，則生產(chǎn)出來(lái)的制件可能不合 格，會(huì)使模具的壽命降低。若制件沒(méi)有標(biāo)注公差，則對(duì)于非 圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值” IT14級(jí)處理，沖 模則可按IT11級(jí)制造；對(duì)于圓形件，一般可按IT7IT6級(jí)制 造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差， 落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏 差為零。 1） 、 計(jì)算落料凸、凹模的刃口尺寸： 本制件為簡(jiǎn)單的軸對(duì)稱(chēng)圖形，故按配作法計(jì)算凸、凹模刃口尺寸。 根據(jù)凸、凹模刃口尺寸計(jì)算公式，先計(jì)算出落料凹模刃口尺寸 課本p35式子3-3,3-4（落料） A0maxA)( D mina 0inT TZ Zp DA落料凹模的基本尺寸mm DT落料凸模的基本尺寸mm Dmax落料件最大極限尺寸mm Zmin凸凹模最小初始雙面間隙mm T凸模制造下偏差，可查表3-6,或取T0.4(ZmaxZmin) A凹模制造上偏差，可查表3-6,或取A0.6(ZmaxZmin) 沖裁件制造公差 x系數(shù)，為了避免沖裁件尺寸偏向極限尺寸(落料時(shí)偏向最 小尺寸，沖孔時(shí)偏向最大尺寸),X值在0.51之間,與工件精度有關(guān)。 可查課本p36表3-7或按下列關(guān)系取值： 當(dāng)制件公差為IT10以上時(shí)，取x=1； 當(dāng)制件公差為IT11IT13時(shí)，取x=0.75； 當(dāng)制件公差為IT14以下時(shí)，取x=0.5。 由課本p33表3-4 3-6 3-7得 Zmin=0.035mm,Zmax=0.045mm, T=0.02mm ， A=0.03mm X=0.75mm 則Z max-Zmin=(0.045--0.035)=0.01mm T A=(0.02+0.03) =0.05mm0.01mm 說(shuō)明所取凸凹模公差不滿足T AZ max-Zmin條 件,此時(shí)可調(diào)整如下: T=0.4(Zmax-Zmin)=0.40.01=0.004 A =0.6(Zmax-Zmin)=0.60.01=0.006 校核： 0.004+0.006=0.01mm 由此可得該尺寸能保證間隙在合理的范圍內(nèi)，故可取 故有： =(50-0.750.1) A0maxA)( D =49.925 mm 06. =(49.925-0.035)minmax 0inAT TZ Zp = 49.89 mm 04. 由課本p36式子3-5 3-6（沖孔） 0minT)(pxd AZ0minin0iAAZ DA沖孔凹模的基本尺寸mm DT沖孔凸模的基本尺寸mm dmin沖孔件最小極限尺寸mm 沖裁件制造的公差mm Zmin凸凹模最小初始雙面間隙mm T凸模下偏差，可查表3-6,或取T0.4(ZmaxZmin) A凹模上偏差，可查表3-6,或取T0.6(ZmaxZmin) x系數(shù)，為了避免沖裁件尺寸偏向極限尺寸(落料時(shí)偏向最 小尺寸，沖孔時(shí)偏向最大尺寸),X值在0.51之間,與工件精度有關(guān)。 可查課本p36表3-7或按下列關(guān)系取值： 當(dāng)制件公差為IT10以上時(shí)，取x=1； 當(dāng)制件公差為IT11IT13時(shí)，取x=0.75； 當(dāng)制件公差為IT14以下時(shí)，取x=0.5。 計(jì)算孔4的凸、凹模尺寸 查課本p33表3-4得 Zmin=0.035mm,Zmax=0.045mm, T=0.02mm ， A=0.02mm X=0.75mm 則Z max-Zmin=(0.045--0.035)=0.01mm T A=(0.02+0.02) =0.04mm0.01mm 說(shuō)明所取凸凹模公差不滿足T AZ max-Zmin條 件,此時(shí)可調(diào)整如下: T=0.4(Zmax-Zmin)=0.40.01=0.004 A =0.6(Zmax-Zmin)=0.60.01=0.006 校核： 0.004+0.006=0.01mm 由此可得該尺寸能保證間隙在合理的范圍內(nèi)，故可取 故 :d T=4+0.750.12= 04.9 DA=4.09+0.035= 6125 四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、凹模周界尺寸計(jì)算: 因制件形狀簡(jiǎn)單,尺寸不大,又是對(duì)稱(chēng)零件。考慮到為了便于加工，故 選用整體式凹模比較合理. 1 凹模厚度尺寸H的計(jì)算:由凹模的計(jì)算公式為 = =16mm 3沖FH016.48 又因?yàn)闆_裁輪廓線全長(zhǎng)為211.059mm,超過(guò)了50mm,故應(yīng)乘以修正系數(shù)K. 由模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表4-21可得凹模厚度的修正系數(shù)K的值為k=1.37 則 H凹=1.37*16=21.92mm 將凹模厚度圓整成22mm 2 落料凹模周界尺寸LB的計(jì)算:因?yàn)榘寄？卓谳喞獮橹本€和圓弧形組 成所以： BS（2.54）H53.74（5588）109142mm LS12S253.74228109.74110mm 2、選擇模架及確定其他沖模零件的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)凹模周界尺寸 B109142mm、L110mm, 查模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)史鐵梁主編表5-8選 取典型結(jié)構(gòu)并結(jié)合實(shí)際125125150190I（GB/T2851.31990）,并 選用滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架. 3、落料凸模的強(qiáng)度和剛度校核 凸模承載能力的校核： 凸模最小斷面承受的壓應(yīng)力 ，必須小于凸模材料強(qiáng)度允許的壓應(yīng)力， 即 minbcZAF， --凸模的最小斷面面積（ ）inA2m --凸?？v向總壓力包括沖裁力和推件力（N），ZF bc-凸模材料的許用抗彎強(qiáng)度 對(duì)于一般工具鋼，凸模淬火硬度HRC為5862時(shí)，取10001600MPa；如果有特 殊導(dǎo)向時(shí)，可取20003000 MPa 51.85728/50.2654824574371.032 MPa minA Z， 由已知 bc450 MPabc 即落料凸模承載壓力完全合格。 由于本產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10萬(wàn)件,即在沖裁過(guò)程中由于材料本身 屬于硬質(zhì)材料,為此需要經(jīng)常磨刃口,適當(dāng)給落料凸模適當(dāng)加厚。 3、卸料.壓邊彈性元件的確定 沖壓工藝中常見(jiàn)的彈性元件有彈簧和橡膠等,但是由于這副模具的 結(jié)構(gòu)和結(jié)合實(shí)際生產(chǎn),因此我們選用橡膠作為卸料的彈性元件. 1 確定卸料橡膠 確定橡膠的自由高度H自,有資料查模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)史鐵梁主編表 3-9得: H自=L工/(0.25-0.30)+h修磨 式中的L工為模具的工作行程再加1-3mm.本模具的工作行程為沖孔落料, 故L工1mm,h修磨的取值范圍為4-6mm,在這里取中間值5mm. H自=(1/0.3+5)mm9mm 確定L預(yù)和H裝.由表3-9可得如下計(jì)算公式: L預(yù)=(0.1-0.15)H自=0.15*9=1.35mm H裝=H自-L預(yù)=(9-1.35)mm=7.65mm 確定橡膠橫截面積A A=F/q F由前可知為F=2.17KN,q=0.26-0.5MPa.在這里,由于該模具的工作行程 比較小,因此取q=0.4MPa 則 A=2170/0.4mm=5425mm 核算橡膠的安裝空間: 可以安裝橡膠的空間可按 凹模外形表面積與凸凹模底部面積之差 的80估算.經(jīng)計(jì)算為S=13692.235mm,則可以安裝橡膠的面積 S=10953.788mm,大于所需的橡膠面積,因此滿足安裝橡膠的需要. 五、校核壓力機(jī)安裝尺寸 模座的外形尺寸為125125,閉合高度為160mm,,由資料查模具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)史鐵梁主編表4-33查得J23-10型壓力機(jī)的工作臺(tái)尺寸為 360mm240mm,最大閉合高度為180mm,連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為50mm,故符合安 裝要求. 第六章 彎曲模具的設(shè)計(jì) 彎曲是使材料產(chǎn)生塑性變形，形成有一定角度或一定曲率形狀零件 的沖壓工序。彎曲的材料可以是板材、型材，也可以是棒料、管料。 彎曲工序除了使用模具在普通壓力機(jī)上進(jìn)行外，還可以使用其他專(zhuān)門(mén) 的彎曲設(shè)備進(jìn)行，以下幾例可看出： 圖6-1 1 制件彎曲工藝分析 本制件彎曲為綜合的折彎，折彎角度為165度和90度，彎曲半 徑為2mm，并且制件為對(duì)稱(chēng)件的，彎曲形狀為U和V形彎曲的綜合彎 曲。在彎曲過(guò)程中要考慮彎曲回彈。 最小彎曲半徑計(jì)算r/t=2/0.5=4<58，彎曲半徑變化一般很小， 可不考慮，而僅考慮彎曲角度的回彈變化?；貜椊且詮澢昂蠊ぜ?彎曲角度的變化量表示?；貜椊? 0-t，其中 0為工件彎 曲后的實(shí)際彎曲角度， t為回彈前的彎曲角度（即凸模的彎曲角） 。 可以運(yùn)用相關(guān)手冊(cè)查取回彈角修正經(jīng)驗(yàn)系數(shù)值。 本制件在彎曲時(shí)帶有壓筋，在減小回彈上有一定的作用，即 它在結(jié)構(gòu)上改良了彎曲，使制件更容易達(dá)到要求。 2 沖壓工藝參數(shù)的確定。 1、沖壓力的計(jì)算 (1)彎曲力的計(jì)算 為了選擇合適的壓力機(jī)需要對(duì)彎曲力進(jìn)行計(jì)算，影響彎曲力的因 素很多，如材料的性能，工件的形狀尺寸，板料厚度，彎曲方式，模 具結(jié)構(gòu)等。此外模具間隙和模具的工作表面質(zhì)量也會(huì)影響彎曲力的大 小。因此，理論分析的方法很難精確計(jì)算彎曲力。在生產(chǎn)實(shí)際中，通 常根據(jù)板料的機(jī)械性能以及厚度和寬度，按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算彎曲力 （查課本p147式子） 。 彎曲力的計(jì)算F彎 (為了有效控制回彈,采用校正彎曲) 由模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)史鐵梁主編一書(shū)中文獻(xiàn)(2)知 F自=0.7Kbt b/（r+t） b為彎曲件的寬度mm t為彎曲件的厚度mm r為內(nèi)圓彎曲半徑mm b為彎曲材料的抗拉強(qiáng)度MPa，查表 4-12得b =450MPa K為安全系數(shù)，一般取1.3 故有： F自=0.71.353.740.25450/(2+0.5)= 2.200653KN 3 頂料力和壓料力的計(jì)算，計(jì)算公式： FQ =（0.30.8）F自 =0.66019591.7605224KN 4 總壓力F總 F自+ FQ= 2.200653+1.76052243.9605224653K N 5 F壓機(jī)1.3F總=5.14867920489 根據(jù)F壓機(jī)可選壓力機(jī)類(lèi)型為J23-4 第七章 彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 彎曲模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在彎曲工序確定后的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，設(shè)計(jì) 時(shí)應(yīng)考慮彎曲件的形狀要求、材料性能以及生產(chǎn)批量等因素。 一、模具結(jié)構(gòu)的分析說(shuō)明 本制件為U形彎曲和V形彎曲的綜合，并且在下面兩側(cè)還有加 強(qiáng)壓筋，假如把模具設(shè)計(jì)成整體的，凸凹模難以加工制造，而且也 會(huì)增加成本，即使能制造出來(lái)也會(huì)在以后的生產(chǎn)中修模也帶來(lái)了困 難，不易修理。故可以把模具設(shè)計(jì)成相拼的。在外面用一凹?？蚶?面用凹模鑲塊，這樣有利于模具的加工和修理。其結(jié)構(gòu)如圖7-1 注：鑲塊主要用于限位的作用，凹模主要用于成型作用。 壤 塊凹 模 圖7-1 上圖的結(jié)構(gòu)是模具工作時(shí)的部位是這副模具的核心，這樣的結(jié)構(gòu)可以 適用于批量生產(chǎn)，即使壞了也可以再制造一個(gè)新的重新加工，這大大 縮短了工作周期，提高了生產(chǎn)率，而且卸料方便。給生產(chǎn)產(chǎn)家?guī)?lái)了 更好的經(jīng)濟(jì)利益。 二、彎曲模的卸料裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明 本制件在彎曲后將包在凸模上，在模具開(kāi)模時(shí)用采用剛性卸料，在 開(kāi)模時(shí)利用卸料板把制件從凸模上卸下來(lái)。在此同時(shí)下面也有一個(gè) 彈性卸料裝置把料和凹模從壤塊中頂出來(lái)其結(jié)構(gòu)如圖6-3 圖7-2 圖中在卸料螺釘下面有個(gè)彈性裝置在合模時(shí)它處于壓縮狀態(tài)，在開(kāi)模 時(shí)要恢復(fù)原狀而釋放力起了卸料作用。 第八章 彎曲模的工作尺寸計(jì)算 工作尺寸設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)說(shuō)明： 1、 凸模圓角半徑 當(dāng)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 略小于工件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r，但不能小于材料允許的最小彎曲半 徑。若彎曲件的r/t小于最小相對(duì)彎曲半徑，則應(yīng)取凸模圓角半徑 rtrmin，然后增加一道整形工序，使整形模圓角半徑rt=r0 當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t較大時(shí)（大于10） ，并且精度要求 較高時(shí)，必須考慮回彈的影響，根據(jù)回彈值的大小對(duì)凸模圓角半 徑進(jìn)行修正。 2、凹模圓角半徑 凹模入口處的圓角半徑的大小對(duì)彎曲力以及彎曲件的質(zhì)量均 有影響。過(guò)小的凹模圓角半徑會(huì)使彎距的彎曲力臂減小，毛坯沿 凹模圓角滑入時(shí)的阻力增大，彎曲力增加，并容易使工件表面擦 傷甚至出現(xiàn)壓痕。 在生產(chǎn)中，通常根據(jù)材料的厚度選擇凹模圓角半徑： 當(dāng)t2mm時(shí)，ra=（3）t 當(dāng)tmm時(shí)，ra（）t； 當(dāng)tmm時(shí)，rat。 本制件凹模圓角半徑應(yīng)取ra=2.5mm 、凹模的深度 凹模的深度要適當(dāng)，若過(guò)小則彎曲件的兩端自由部分太長(zhǎng)，工 件回彈大，不平直；若深度過(guò)大則凹模增加高度，多耗材并需要較 大的壓力機(jī)工作行程。 對(duì)于彎曲件，若直邊高度過(guò)大或要求兩邊平直，則凹模深度 應(yīng)大于工件深度。 、彎曲凸凹模的間隙 行件的彎曲時(shí)必須合理確定凸、凹之間的間隙，間隙過(guò)大則 回彈，工件形狀和尺寸誤差增大。間隙過(guò)小會(huì)增加彎曲力，使工件 厚度減薄，增加摩擦，擦傷工件并降低模具的壽命。形件的凸凹 模具的單面間隙值一般可按下式計(jì)算： ct++kt 式中： c為凸凹模的單面間隙mm t板料厚度的基本尺寸mm 板料厚度的正偏差mm k根據(jù)彎曲件的高度和寬度而決定的間 隙系數(shù) 當(dāng)工件精度高的時(shí)候，間隙值應(yīng)適當(dāng)減小，可以取ct 、形件彎曲模工作部分的尺寸計(jì)算 ） 、彎曲件外形尺寸的標(biāo)注應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，先確定凹模的尺寸， 然后再減去間隙值確定凸模尺寸。 當(dāng)彎曲為雙向?qū)ΨQ(chēng)偏差時(shí)，凹模尺寸為： d（/） d0 當(dāng)彎曲件為單向偏差時(shí)，凹模尺寸為： dLd0)43( 凸模尺寸為： )2(pcdp 或者凸模尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制，保證單面間隙值c式中 d、p為凹模、凸模的制造公差。 ） 、彎曲件內(nèi)形尺寸的標(biāo)注應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，先確定凸模尺寸， 然后再增加間隙值確定凹模尺寸。 當(dāng)彎曲件為雙向?qū)ΨQ(chēng)偏差時(shí)，凸模尺寸為： 0)21(pLp 當(dāng)彎曲件為單向偏差時(shí)，凸模尺寸為： 0)43(pp 凹模尺寸為： dcLd0)2( 或者凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保證單面間隙值c 式中 p、 d為凸模、凹模的制造公差，選用IT7IT9級(jí)精度mm。 經(jīng)過(guò)上述幾點(diǎn)說(shuō)明可得凹凸模尺寸為如圖8-1 凸模 c 凹模 圖8-1 結(jié)論 時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼間我們就要大學(xué)畢業(yè)了。剛結(jié)束畢業(yè)設(shè)計(jì)的我有很多的感想 要對(duì)大家說(shuō)，在此我就利用這個(gè)機(jī)會(huì)來(lái)發(fā)表我的長(zhǎng)篇大論了。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì) 真的讓我學(xué)到了很多東西。以前在學(xué)理論的時(shí)候，我以為自己學(xué)到了很多專(zhuān)業(yè)方面 知識(shí)，曾經(jīng)還一度的認(rèn)為自己不錯(cuò)，但是在實(shí)習(xí)的這段時(shí)間以后，我才發(fā)現(xiàn)自己的 缺陷和不足，而且還非常的缺乏經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)樵趯W(xué)校的時(shí)候我們接觸的都是些純理論 的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并沒(méi)有與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)，所以我們對(duì)模具的認(rèn)識(shí)只局限在表面上的感 性的認(rèn)識(shí)，而沒(méi)有上升到理性認(rèn)識(shí)的高度，換句話說(shuō)就是還沒(méi)有真正的認(rèn)識(shí)模具這 一名詞的真正含義。但是只有實(shí)踐還是不夠的，經(jīng)驗(yàn)才是最寶貴的。而對(duì)與我們這 些剛剛走出大學(xué)校園的畢業(yè)生來(lái)說(shuō)最缺乏的就是經(jīng)驗(yàn)了。所以在實(shí)習(xí)的這段時(shí)間我 吃了不少苦頭。 這次我設(shè)計(jì)的是書(shū)夾，這個(gè)零件的形狀不是很復(fù)雜，是個(gè)軸對(duì)稱(chēng)零件，對(duì)于工 廠來(lái)說(shuō)，是個(gè)比較簡(jiǎn)單的零件，不過(guò)對(duì)于我們這些剛要畢業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)還是比較困 難的。 這個(gè)零件共分兩道工序，落料沖孔、彎曲壓筋，兩道工序中有一道是復(fù)合的， 特別是一道彎曲壓筋難度較大，難的不是彎曲而是壓筋這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)，我看到了廠的 的設(shè)計(jì)他們?cè)O(shè)計(jì)了很巧妙。把彎曲外形和壓筋鑲塊分開(kāi)制造，這樣即省了錢(qián)又提高 了效率，也在制造上降低了難度是很可取的辦法。我開(kāi)始是打算用個(gè)比較精密的沖 側(cè)孔模具把之加工出來(lái)，但是是師傅看到了問(wèn)為什么這樣而不用金加工的方法加工 出來(lái)，我的回答另他們很不滿意。在后來(lái)我才發(fā)覺(jué)到我這樣加工太浪費(fèi)了不切合實(shí) 際。理論就是理論要把它和實(shí)際結(jié)合起來(lái)才能算是真正的有用理論。我那樣加工固 然是個(gè)很不錯(cuò)的加工方法，但是在生產(chǎn)是太浪費(fèi)達(dá)不到原有的經(jīng)濟(jì)利益，在制造模 具時(shí)要浪費(fèi)大量的錢(qián)，并且在模具裝夾定位時(shí)也很困難，很難不易不讓它變形。最 后不得不向?qū)嶋H低頭采納師傅們的意見(jiàn)。確定了該制件的工藝方案以后，通過(guò)力的 計(jì)算，進(jìn)行各套模具的壓力機(jī)的選擇；通過(guò)凸凹模尺寸的計(jì)算，選擇所需要的模架 和導(dǎo)柱導(dǎo)套，并對(duì)其進(jìn)行校核；最后畫(huà)各套模具的零件圖和裝配圖。 在設(shè)計(jì)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到問(wèn)題，比如說(shuō)，設(shè)計(jì)打桿的時(shí)候，由于不知道打桿在 模具中靠什么工作的，所以就不知道它的長(zhǎng)度該怎么確定，每次遇到這樣的問(wèn)題時(shí)， 都是師傅不厭其煩地教我，直到我懂為止。這段時(shí)間師傅教了我很多在學(xué)校里沒(méi)學(xué) 過(guò)的東西，使我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步加深了，對(duì)模具的興趣也越來(lái)越濃了。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的收獲很多，最主要的是實(shí)踐方面的收獲，因?yàn)橥ㄟ^(guò)畢業(yè) 設(shè)計(jì)，讓我了解了沖壓模具的主要結(jié)構(gòu)組成，同時(shí)還了解了設(shè)計(jì)一套模具的主要流 程。但學(xué)會(huì)這些還是不夠的，在以后的工作學(xué)習(xí)中我將更加努力，從而彌補(bǔ)自己的 不足。 由于水平所限，設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤再所難免，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 參考文獻(xiàn) 1王新華 袁聯(lián)富編.沖模結(jié)構(gòu)圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2003 2機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3沖壓手冊(cè) 4模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 5 金滌塵，宋放之. 現(xiàn)代模具制造技術(shù)M 機(jī)械工業(yè)出版社，2001 6 胡石玉.模具制造技術(shù)M.東南大學(xué)出版社.1997. 7 李云程. 模具制造工藝學(xué)M. 機(jī)械工業(yè)出版社.1998. 8 孫鳳勤. 模具制造工藝與設(shè)備M. 機(jī)械工業(yè)出版社.1999. 9 孫鳳勤. 沖壓與塑壓設(shè)備M. 機(jī)械工業(yè)出版社.1997. 10 模具標(biāo)準(zhǔn)匯編M. 機(jī)械工業(yè)出版社.1999. 11 標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè)M. 機(jī)械工業(yè)出版社.1999. 12 機(jī)械加工工藝手冊(cè)M. 機(jī)械工業(yè)出版社.1999. 目錄
第一章、課題簡(jiǎn)介…………………………………………3
第二章、工藝分析…………………………………………4
一、零件工藝分析………………………………………………4
二、工藝方案的確定……………………………………………4
三、工藝參數(shù)的確定……………………………………………5
第三章、工作力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇…………………10
一、沖壓力的計(jì)算………………………………………………10
二、粗選壓力機(jī)…………………………………………………12
三、機(jī)床壓力中心………………………………………………12
第四章、填寫(xiě)沖壓工序卡……………………………………14
第五章、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………15
一、模具結(jié)構(gòu)形式的選擇………………………………………15
二、模具結(jié)構(gòu)的分析與說(shuō)明……………………………………15
三、模具工作部分的尺寸和公差的確定………………………16
四、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………20
五、校核壓力機(jī)安裝尺寸………………………………………23
第六章、 彎曲模具的設(shè)計(jì)…………………………………24
一、制件彎曲工藝分析…………………………………………24
二、沖壓工藝參數(shù)的確定………………………………………25
第七章、彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………27
一、模具結(jié)構(gòu)的分析說(shuō)明…………………………………………27
二、彎曲模的卸料裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明………………………………28
第八章、彎曲模的工作尺寸計(jì)算…………………………29
畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)…………………………………………………………33
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………35
第一章 課題簡(jiǎn)介
零件分析說(shuō)明
1 零件形狀及其一般要求
制件如圖1-1所示，材料為不銹鋼，材料厚度為0.5mm，制件尺寸精度按圖紙要求，未注按IT12級(jí)，生產(chǎn)綱領(lǐng)年產(chǎn)10萬(wàn)件。