《一種卡板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《一種卡板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)（41頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、編碼2017-JXSJ專業(yè)代碼080202-169本科畢業(yè)設(shè)計(jì)一種卡板沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)學(xué) 院商丘工學(xué)院專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)4113010508學(xué)生姓名王鵬指導(dǎo)教師管紅艷提交日期2017年05月18日II誠(chéng) 信 承 諾 書本人鄭重承諾和聲明：我承諾在畢業(yè)論文撰寫過程中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,恪守學(xué)術(shù)規(guī)范,此畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中均系本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成,沒有剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和成果,沒有篡改研究數(shù)據(jù),凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料,均作了注釋,如有違規(guī)行為發(fā)生,我愿承擔(dān)一切責(zé)任,接受學(xué)校的處理,并承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 年 月 日摘 要本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)

2、是完成卡板沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)，根據(jù)對(duì)零件的綜合分析，設(shè)計(jì)了兩套模具：第一種是利用連續(xù)模進(jìn)行沖孔落料，第二種利用彎曲模進(jìn)行彎曲操作，在設(shè)計(jì)中，首先依據(jù)工件圖計(jì)算毛坯尺寸，接著是算出工件的壓力、坯料的利用率，畫出排樣圖的設(shè)計(jì)草圖以及對(duì)凸凹模的刃口尺寸進(jìn)行計(jì)算，然后再次對(duì)工件進(jìn)行分析，并確定合理的加工方案，確定模具的類型和壓力機(jī)的選用，最終完成模具的裝配與調(diào)試。對(duì)重要的零部件與裝配要求技術(shù)進(jìn)行必要的分析。在本次的設(shè)計(jì)過程中除了設(shè)計(jì)說明書之外，還包括了模具的裝配圖、三維裝配圖和一些非標(biāo)準(zhǔn)零件圖等。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，先介紹了卡板的結(jié)構(gòu)，對(duì)其工藝特點(diǎn)進(jìn)行分析，再根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)

3、使用了CAD繪制模具的主要工作部件圖和裝配圖，還使用了各種三維軟件；如UG、Proe等，繪制了模具的三維圖形，有利于我們對(duì)模具結(jié)構(gòu)有更深的了解。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，首先介紹了模具行業(yè)的特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)未來的發(fā)展方向進(jìn)行了分析。然后對(duì)所設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行了工藝分析和設(shè)計(jì)計(jì)算，并且根據(jù)主要的參數(shù)選擇合理的沖壓設(shè)備，最后完成了總體圖紙和關(guān)鍵零部件的圖紙。最后總結(jié)了本次設(shè)計(jì)的心得以及經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵字：卡板沖壓;模具設(shè)計(jì);連續(xù)模;裝配圖AbstractThis graduation design is completed card stamping process and die design, ac

4、cording to the comprehensive analysis of parts, two sets of mold design: the first one is the use of continuous punching die, using second kinds of bending die for bending operations, in the design, based on the work drawing calculation blank size, then calculated according to work pressure, blank r

5、ate, sketched out the layout of punch and die size of the blade is calculated, and then again on the workpiece is analyzed, and determine the reasonable processing plan, determine the selection of type and press mold, the final completion of the mold assembly and debugging. Conduct necessary analysi

6、s of key components and assembly requirements. In the design process in addition to the design specifications, but also includes the mold assembly drawings, three-dimensional assembly drawings and some non-standard parts drawings, etc.The graduation design of the main working parts using CAD drawing

7、 die drawing and assembly drawing, but also use a variety of 3D software; such as UG, Proe etc, rendering 3D graphics to die, we have a deeper understanding of the structure of die.In this graduation project, this paper first introduces the characteristics of themold industry as well as the developm

8、ent status at home and abroad, and analyzes the future development direction. And then the design of the mold process analysis and design calculations, and according to the main parameters of the selection of reasonable stamping equipment, and finally completed the overall drawings and drawings of k

9、ey components. At last, it summarizes the experience and experience of this design.Keywords:stamping card board;Mold design;Progressive die.Assembly drawingII目 錄1 緒論11.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11.2 沖壓工藝的介紹11.3 沖壓模具的分類11.4 所面臨的問題及解決方法12 沖壓工藝分析22.1 產(chǎn)品零件圖22.2 制件產(chǎn)品的工藝分析22.2.1 制件產(chǎn)品的工藝審核22.2.2 工件工藝分析32.3 模具結(jié)構(gòu)類型工藝方

10、案32.3.1 類型與結(jié)構(gòu)32.3.2 沖載原理42.3.3 零件方案確定43 連續(xù)模53.1 半成品零件圖53.2 連續(xù)模的工作原理53.3 工件的工藝分析53.4 排樣設(shè)計(jì)63.4.1 排樣的設(shè)計(jì)原則63.4.2 最小工藝搭邊值的選擇63.4.3 計(jì)算送料步距63.4.4 計(jì)算條料寬度73.4.5 排樣圖的繪制73.5 條料尺寸的選擇83.6 裁板方式83.7 壓力中心的計(jì)算與沖載工藝力的計(jì)算83.7.1 計(jì)算沖裁力83.7.2 推件力、卸料力以及頂件力93.8 壓力中心94 連續(xù)模的零部件設(shè)計(jì)124.1 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)124.1.1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)124.1.2 凸模的長(zhǎng)度計(jì)算12

11、4.1.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)134.1.4 凸、凹模工作尺寸計(jì)算164.2 定位形式與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)174.2.1 設(shè)計(jì)原則174.2.2 定位零件174.3 卸料橡膠元件的選擇184.4 連續(xù)模導(dǎo)向和安裝194.4.1 導(dǎo)向194.4.2 結(jié)構(gòu)件與安裝194.4.3 緊固件選用214.4.4零件的熱處理要求及材料選擇215 壓力機(jī)的選擇236 彎曲模的設(shè)計(jì)計(jì)算246.1 彎曲的基本原理246.1.1 彎曲工藝的概念及彎曲件246.1.2 彎曲的基本原理246.2 彎曲力246.2.1 計(jì)算彎曲力246.2.2 彎曲用壓力機(jī)的額定壓力的計(jì)算246.3 彎曲件的回彈256.4 彎曲模工作部分尺寸的確定2

12、56.4.1 凸、凹模圓角半徑以及間隙計(jì)算256.4.2 凹模深度256.4.3凸、凹模工作部分尺寸與公差256.5 彎曲模零件總體尺寸的確定256.5.1 緊固件選用266.5.2 零件的熱處理要求及材料選擇267 裝配27總 結(jié)30致 謝31參考文獻(xiàn)32IV商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)1 緒論1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)隨著改革開放，我國(guó)在科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)上是快速的發(fā)展，與其同時(shí)沖壓加工的技術(shù)也是得到了越來越廣的應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)和制造和成形技術(shù)已然成為了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的技術(shù)，十幾年來，我國(guó)模具工業(yè)也是迅速發(fā)展，誰掌握了進(jìn)步的技術(shù)，誰就掌握了未來。我國(guó)雖然正快速的發(fā)展模具技術(shù)，但是

13、和發(fā)達(dá)國(guó)家就顯得十分落后。主要是由于我國(guó)在模具的工藝、設(shè)計(jì)、成形技術(shù)、設(shè)備的基礎(chǔ)理論、模具的加工精度等等方面的發(fā)展比較落后，由此導(dǎo)致了和國(guó)外的差距。使用模具在加工零件時(shí)能使用冶金廠大批量生產(chǎn)的鋼帶或者軋制的鋼板用為培料，并且在生產(chǎn)中還不需要加熱，還具有較高生產(chǎn)效率，成本低，質(zhì)量好并且還節(jié)約原材料和能源等其它很多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)的大趨勢(shì)就是使用模具加工工件。1.2 沖壓工藝的介紹對(duì)金屬板材施加壓力的加工方法就叫做沖壓。沖壓加工的三要素：板料、模具和沖床。三要素是不可分離的，因?yàn)槠涫菦Q定生產(chǎn)的效率、質(zhì)量和精度的關(guān)鍵。只有好模具配上先進(jìn)的壓力機(jī)再加上質(zhì)量?jī)?yōu)良的板材，才做到一流產(chǎn)品。沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)

14、是操作十分簡(jiǎn)單，便于管理和組織；由于生產(chǎn)的效率高，生產(chǎn)過程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化，對(duì)大批量的生產(chǎn)比較適合，但是有利就有弊，伴隨而來的就是模具的制造成本高、周期長(zhǎng)，對(duì)于小批量的就不適合了。1.3 沖壓模具的分類第一種是伸長(zhǎng)類成形，變形區(qū)的最大主應(yīng)力是拉力，破壞形式為拉裂，特征是變形區(qū)材料厚度減薄，比如說脹形。第二種是壓縮類成形，變形區(qū)的最大主應(yīng)力是壓力，破壞形式為起皺，特征是厚壁增厚，比如說拉伸。1.4 所面臨的問題及解決方法沖壓模具行業(yè)所面臨的問題：1.由于我國(guó)一直是制造大國(guó)，所以對(duì)自主研發(fā)和創(chuàng)新能力上有很大的欠缺。2.最近幾年隨著改革開放，我國(guó)經(jīng)濟(jì)上得到了飛速的發(fā)展，但伴隨而來的就是企業(yè)的管

15、理與技術(shù)的要求得不到平衡。3.目前，雖然我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的很快，但是在企業(yè)的信息化生產(chǎn)上，還是很難實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。2 沖壓工藝分析2.1 產(chǎn)品零件圖 圖2-1 產(chǎn)品零件圖如圖2.1所示，尺寸精度為IT14，厚度為2mm，材料為Q195，適用于大批量生產(chǎn)。在這次設(shè)計(jì)中，主要牽涉到機(jī)械設(shè)計(jì)的構(gòu)思以及對(duì)本次設(shè)計(jì)的可行性分析，從零件到裝配再到說明書的完成，都是本次設(shè)計(jì)中所要考慮的。由于模具是一種高效率的工藝裝備，另外還有很多優(yōu)點(diǎn)，比如說可以節(jié)約很多材料，另外對(duì)生產(chǎn)的成本控制上也是具有很大的優(yōu)勢(shì)，對(duì)保障產(chǎn)品的質(zhì)量上也是不容懷疑。所以在設(shè)計(jì)中，必須要先了解模具的相關(guān)知識(shí)才能更好的完成任務(wù)。2.2 制件產(chǎn)品的工藝

16、分析2.2.1 制件產(chǎn)品的工藝審核1.工藝性審核的目的設(shè)計(jì)時(shí)一定要仔細(xì)的分析制件的結(jié)構(gòu)形狀、質(zhì)量精度、尺寸大小以及材料的性能等是否滿足沖載要求，從而確定沖載的可能性。2.審核方法主要從以下幾方面審核:1）沖裁件的形狀沖載件的形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱。本次設(shè)計(jì)中，沖載件采用左右對(duì)稱，力求簡(jiǎn)單，符合審核條件。2）最小沖孔尺寸沖孔的尺寸不宜太小，目的是不讓在工作的時(shí)候出現(xiàn)把凸模弄斷或者彎曲。特選擇高強(qiáng)度的材料制作，最小直徑選擇為8mm。3）最小圓角半徑4）沖裁件上的尺寸精度本次設(shè)計(jì)屬于經(jīng)濟(jì)精度原則，因?yàn)橹g的精度為IT14。5）沖裁件的斷面質(zhì)量，見表2-1。表2-1 斷面表面粗糙度材料厚度t/mm11-22-3

17、3-44-5剪切斷面表面粗糙度Ra/m3.26.312.52550在本次設(shè)計(jì)中，滿足工藝要求。2.2.2 工件工藝分析1.材料：材料是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195。該材料一般都是用于建筑，結(jié)構(gòu)，摩托車車架等。該材料具有高塑性、高韌性和高焊接性能，另外壓力加工性能也比較好，所以在沖壓性能上也是非常不錯(cuò)的。2.零件結(jié)構(gòu)：外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)稱，另外在轉(zhuǎn)彎處設(shè)置的有圓角，適合沖載。3.尺寸精度：零件圖沒有什么特殊尺寸要求，采用普通的沖載方式就可以滿足要求。4.結(jié)論：適合沖裁2.3 模具結(jié)構(gòu)類型工藝方案本次設(shè)計(jì)是冷沖壓模具，為了適應(yīng)生產(chǎn)，模具的結(jié)構(gòu)對(duì)生產(chǎn)要滿足，只有這樣不僅可以生產(chǎn)出合格的制件，還能提高生產(chǎn)效率。

18、2.3.1 類型與結(jié)構(gòu)1.冷沖壓模具類型工藝性質(zhì)分類：成形模、拉伸模、沖載模、彎曲模工序組合程度分類：級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模、單工序模2.冷沖壓模具結(jié)構(gòu)組成冷沖模結(jié)構(gòu)分為：支撐、導(dǎo)向、工作、定位、壓料、緊固、緩沖。模具的零件還分為：工藝零件、輔助零件。2.3.2 沖載原理沖載是利用模具使板料的一部分與另一部分沿著一定的輪廓方向進(jìn)行形狀分離的沖壓方法。沖載模具的定義是用于將金屬或者非金屬的板料相互分離的沖模冷沖壓生產(chǎn)過程。2.3.3 零件方案確定我這次所做的零件需要三個(gè)基本工序：沖孔、落料、彎曲。所以現(xiàn)在有以下三種方案：1.采用沖孔落料彎曲，單工序模進(jìn)行；2.采用復(fù)合模與單工序模結(jié)合；3.采用連續(xù)模與單

19、工序模相結(jié)合，然后進(jìn)行沖孔落料連續(xù)沖壓，再進(jìn)行彎曲達(dá)到生產(chǎn)的目的。方案1中的模具優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)上是比較簡(jiǎn)單，制造起來周期短，最重要的就是加工成本低。缺點(diǎn)要三套模具才可以完成加工，生產(chǎn)起來比較費(fèi)勁，不宜大批量生產(chǎn)。但是方案3不僅具有結(jié)構(gòu)上的簡(jiǎn)單，另外制做起來周期也是相對(duì)較短的，對(duì)于大批量生產(chǎn)，還是符合要求的。所以采用方案3先沖矩形孔和圓孔，進(jìn)行落料處理，最后利用彎曲摸彎曲生產(chǎn)的生產(chǎn)方式。333 連續(xù)模3.1 半成品零件圖 圖3-1 半成品零件圖3.2 連續(xù)模的工作原理連續(xù)模的定義是在一次沖壓行程中，完成一次沖壓，按照一定的距離料帶移動(dòng)一次，一直移動(dòng)直至制件完成。連續(xù)模中的沖壓始終是在一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)，

20、連續(xù)模具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1.在一個(gè)模具中可以完成多道工序，顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具的制造精度要求很高，對(duì)于后期的維修、調(diào)試帶來了難度；3.連續(xù)模一般都是用于沖載工件壁較薄、大批量生產(chǎn)的中小型零件。3.3 工件的工藝分析1.考慮到設(shè)計(jì)要有良好的沖載性能，本次設(shè)計(jì)中的材料就選擇用Q195普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。2.為了便于沖載，由于該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀對(duì)稱，特在轉(zhuǎn)角處設(shè)置了R4的圓角。3.尺寸精度：公差可按IT14級(jí)確定。查公差表可得各尺寸公差為：零件外形： R9-0.0360mm、R40+0.30mm、R4-0.300mm、45-0.620mm、44-0.620mm、18-0.520mm、

21、96-0.870 mm零件內(nèi)形： 120+0.43mm、60+0.30mm、80+0.30mm孔心距： 780.37mm孔邊距： 30-0.520mm、4-0.300mm3.4 排樣設(shè)計(jì)因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的模具要適用于大批量生產(chǎn)，在生產(chǎn)中，原材料占成本的百分之六十以上，所以對(duì)于排樣的合理與否，不僅僅僅影響著產(chǎn)品成本，更是材料能否提高利用率的關(guān)鍵，又是保證質(zhì)量的有效措施。排樣方法按照廢料有和沒有可以分為：有廢料、少?gòu)U料、無廢料。具體的排樣形式有多種形式：直排、斜排、對(duì)稱排樣或者混合排樣。鑒于本次設(shè)計(jì)的工件尺寸和公差等級(jí)，采用少?gòu)U料、無廢料的排樣方法都不合適，工件要是采取対排排樣進(jìn)行送料雖然可以節(jié)省材料，

22、提高材料的利用率，但是這樣會(huì)給模具的制造上帶來較大的困難，伴隨而來的就是造價(jià)高，考慮到本次加工的零件材料是Q195，成本相對(duì)較低。綜上所述，本設(shè)計(jì)考慮直排方案。3.4.1 排樣的設(shè)計(jì)原則1.為了保障模具整體的受力，在成型的工藝中是存在局限的，我們可以選擇模具對(duì)安裝尺寸進(jìn)行修正調(diào)節(jié)。2.加工的工步盡量少，當(dāng)然也要考慮到成型的可靠性和工件的強(qiáng)度。3.在考慮到模具的可行性，必要時(shí)可以預(yù)留空檔位。3.4.2 最小工藝搭邊值的選擇1.搭邊有四種作用：（1）用于定位條料；（2）補(bǔ)償定位和剪板誤差；（3）搭邊的優(yōu)點(diǎn)就是可以讓條料剛度增加，條料可以更加的方便送進(jìn)，從而使勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅度提高；（4）可以提高模具

23、的壽命。2.搭邊值選取由于生產(chǎn)最看重的是經(jīng)濟(jì)，雖然搭邊是廢料，但是為了省成本，也考慮到生產(chǎn)效率，該值的大小對(duì)沖載過程和質(zhì)量有影響，所以值越小越好。通常搭邊值保證其作用的前提盡量取最小值，但選的過小又會(huì)容易把模具損壞。由沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)表3-3知兩工件間的搭邊：a=1.5mm, 工件側(cè)搭邊值：a1=2mm。3.4.3 計(jì)算送料步距步距也叫做進(jìn)距，指模具每沖載一次，條料在模具上前進(jìn)的距離，其值大小與排樣方法及工件的形狀、尺寸都是有關(guān)的。 A=D+a （31）公式 A送料步距； D沖裁件寬度； a沖裁件間的搭邊值；計(jì)算得步距為： A=D+a=44+1.5=45.5mm3.4.4 計(jì)算條料寬度沖裁時(shí)

24、，通常需按照要求將板料裁剪為適當(dāng)寬度的條料，稱為下料。在設(shè)計(jì)沖裁模時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)沖裁件的形狀尺寸、選用的搭邊值計(jì)算出條料寬度，以備供應(yīng)、工藝、生產(chǎn)等部門備料。查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)式（3.3）得到條料寬度，即B-0=(D+2a1)-0 （32）導(dǎo)料板之間的距離為： A=B+c公式 B為條料寬度，單位mm； D為在垂直送料的方向上的最大的外形尺寸，單位mm； a1為側(cè)搭邊值，單位為mm； 為條料寬度的單向偏差，單位mm； A為導(dǎo)料板之間距離，單位mm； c為間隙（條料與導(dǎo)料板間），單位mm； 按沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)表2.9和沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)式（2.26）知，=0.6。所以條料寬度： B=(96+

25、22)-0.60=100-0.60mm3.4.5 排樣圖的繪制圖3-2 排樣圖3.5 條料尺寸的選擇選用鋼板尺寸：長(zhǎng)寬高=2000mm1000mm2mm。3.6 裁板方式1.裁板的方式已知板材的規(guī)格1000mm2000mm2mm，那么裁剪條數(shù)按照直排法可得：S1=2000100=20取S1=20條；S2=1000100=10取S2=10條。得到的工件數(shù)分別為:n1S1=2220=440件n2S2=4410=440件2.板料的利用率由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)式3-1得：0=4402412.0210002000100%=53.1%即把板料裁為長(zhǎng)寬=1000mm100mm的樣式。3.7 壓力中心的計(jì)算與沖

26、載工藝力的計(jì)算沖載過程中的主要工藝力有沖載力，推件力，卸料力和頂件力四種。3.7.1 計(jì)算沖裁力沖載過程中所需的壓力，它的大小隨著凸模行程不斷變化的最小承受壓力。沖裁力分為斜刃沖裁力和平刃沖裁力。沖載力大小的計(jì)算公式可以參見表3-1所示：表3-1 沖裁力大小的計(jì)算公式刃口形式計(jì)算公式平刃式刃口F=1.3Lt斜刃式刃口F=1.3KLt公式 F沖沖裁力，單位為N； L沖裁件斷面周長(zhǎng)，單位為mm； t沖裁件厚度，單位為mm； K修正系數(shù)，一般取0.40.7，具體為：當(dāng)H=t，K=0.40.6；當(dāng)H=2t時(shí)，K=0.20.4。另外在一般情況下，材料1.3，為了計(jì)算上的方便，沖裁力可以估算：F沖=Ltb

27、 （33）式中 b材料的抗拉強(qiáng)度，單位MPa。落料力： F落=KLt=1.3221.6822195=112392.774N沖孔力： F沖=KLt=1.3158.2622195=80238.834N3.7.2 推件力、卸料力以及頂件力在一次沖載結(jié)束之后，被沖載下來的制件由于彈性的回復(fù)會(huì)卡在凹模空之中，帶孔的條料會(huì)禁錮在凸模之外。如沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)圖3-3 a所示。為了使沖壓可以連續(xù)進(jìn)行，必須取出凹模之內(nèi)的和凸模之外的料或者制件。由于在實(shí)際生產(chǎn)中，在理論上這些力比較難計(jì)算，實(shí)際上，在平時(shí)的生產(chǎn)中，我們都是用下邊的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：F卸=K卸F （34）F推=nK推F （35）F頂=K頂F （36

28、）式中 F卸、F推、F頂單位為N； K為各力的系數(shù)，見沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表3-8 ； F為平刃模所需沖載力，單位為N； N為凹模孔中料的件數(shù)，n=ht。由于此連續(xù)模采用自然漏料方式和剛性卸料裝置，總的沖壓力：F 總=F 卸+F 推+F 頂+F 沖 （37）查表=195Mpa，K=1.3，經(jīng)計(jì)算：L落=221.682mm，L沖=158.265mm F卸=K卸 查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)表3-8：K卸 =0.05，則：F卸=0.05192633N=9631.65(N)卸料力 F推=K推nP式中可得：n=ht=4查模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表2-2：h=8mm，查沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)表3-8：K推=0.055，則：F推=

29、40.055192633N=38526.6(N)F總=F卸+F落+F推+F沖=9631.65+112392.774+80238.834+38526.6=240789.858(N) 3.8 壓力中心沖模在與壓力機(jī)固定的時(shí)候，壓力中心通模柄中心并且與滑塊的中心線重合，目的就是使沖?？梢云椒€(wěn)的進(jìn)行工作，減少對(duì)壓力機(jī)精度的影響。本次設(shè)計(jì)中，首先計(jì)算壓力中心。由于沖載件形狀對(duì)稱，壓力中心Y坐標(biāo)可以不計(jì)算，只需要計(jì)算X坐標(biāo)即可。單凸模壓力中心X坐標(biāo)的計(jì)算：（1）按照比例畫出工件的輪廓。（2）建立直角坐標(biāo)系xOy。（3）分解沖載件的輪廓，計(jì)算各段的長(zhǎng)度l1，l2，l3，ln。（4）計(jì)算各個(gè)線段重心到x、y的

30、距離y1, y2, y3yn和x1, x2，x3xn。（5）由力矩平衡原理，由沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)式（3-10）（3-11）計(jì)算壓力中心的公式是：xc=l1x1+l2x2+lnxnl1+l2+ln （38）yc=l1y1+l2y2+lnynl1+l2+ln （39）選取如圖3-4所示的坐標(biāo)系，將軸選在上下對(duì)稱的位置，則壓力中心的y坐標(biāo)不用計(jì)算，即0獨(dú)立的沖裁輪廓共有8個(gè)，其長(zhǎng)度與重心的x坐標(biāo)如下：x1=0 l1=8x2=9 l2=18x3=18 l3=25x4=18.9 l4=4x5=31 l5=36x6=43 l6=4x7=44 l7=37x8=54 l8=16x9=75 l9=108圖3-4

31、 壓力中心計(jì)算草圖計(jì)算壓力中心的x坐標(biāo)，由沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)式（3-10）得：xc=l1x1+l2x2+lnxnl1+l2+ln=918+1825+18.944+3136+43.064+3744+54.216+75.210878+18+25+4+4+16+108+37+36=36.85壓力中心由上式可得坐標(biāo)：（36.85，0）。4 連續(xù)模的零部件設(shè)計(jì)4.1 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在冷沖模中，都是由若干個(gè)零件組成的，并且大部分的零部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，但是，凹凸模大部分為非標(biāo)準(zhǔn)件，所以本章節(jié)將凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。定義是可以使制件直接成形的工作部件，她們的結(jié)構(gòu)是否合理直接影響著模具的加工難易程度以及

32、使用壽命。4.1.1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須具有以下的三個(gè)原則，才能保證能夠正常工作：防止拔出、防止轉(zhuǎn)動(dòng)以及接觸定位。我在設(shè)計(jì)中采用無固定式凸模，工作部分和固定部分是等端面形式，所以在本設(shè)計(jì)中，采用線切割的凸模刃口是合適的。凸模在固定上，之所以采取鉚接式固定，是因?yàn)榭紤]到?jīng)_三個(gè)方孔之間的間距較小，如圖4-1所示：圖4-1 凸模的鉚接式固定在凸模的上端鉚出1.545的斜面，為了防止脫落，將凸模裝入固定板。凸模選擇直通式。為了上端的鉚接，采取頭部局部淬火工藝。4.1.2 凸模的長(zhǎng)度計(jì)算計(jì)算凸模長(zhǎng)度L凸的公式為： L凸=H1+H2+H3+H （41）式中 H1-固定板 H2-卸料板

33、H3-橡膠厚度 H-附加厚度 故得到： L凸=H1+H2+H3+H=24+30+29+10=93mm本設(shè)計(jì)只對(duì)凸模端面進(jìn)行校核。1.承壓能力計(jì)算：S壓=PFS壓 （42）對(duì)圓形凸模，帶入P=pdt 得：4ts壓d3t式中 P沖裁力，N； F凸模最小斷面面積，mm； d凸模直徑，mm； t毛料厚度，mm； 毛料抗剪強(qiáng)度，MPa； 壓凸模材料許用壓應(yīng)力，MPa。查沖壓模具與制造得dt=2，知s壓=10001600MPa，可以取值為1200MPa，=195MPa故S壓=PFS壓成立，沖孔的凸模有足夠的能力承受壓力。2.失穩(wěn)彎曲應(yīng)力校驗(yàn)為了防止失穩(wěn)彎曲，圓凸模最大長(zhǎng)度為：Lmax270d2p （43）

34、由之前的數(shù)據(jù)計(jì)算可知失穩(wěn)彎曲應(yīng)力是足夠的。4.1.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模是最關(guān)鍵的模具零件，起著不可或缺的作用，在典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)凹模的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)或者選用模具中的多個(gè)零件，因此凹模的設(shè)計(jì)很關(guān)鍵。在本次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要解決下面幾種類型：1.凹模的類型選擇由沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)可知，選取直壁刃口整體式凹模，該凹模的優(yōu)點(diǎn)就是刃口強(qiáng)度較高，制造方便，對(duì)以后的安裝、維修都是十分的方便，但是有利就有弊，這種刃口的孔內(nèi)容易積廢料和增大張烈力、推件力和磨損。2.凹模的固定方式由于整體式的凹模平面尺寸較大，可以直接選擇在下模座上固定螺釘和銷釘。3.凹模的外形設(shè)計(jì)凹模的選擇主要看所沖的工件形狀接近于什么

35、，如果接近矩形就用矩形凹模，同理，接近于圓形，就使用圓形凹模。本次設(shè)計(jì)的凹模外形如圖4-2所示：整體式凹模外形設(shè)計(jì)的尺寸初步確定需要考慮到?jīng)_件的尺寸、凹模的壁厚，當(dāng)然也可以借鑒經(jīng)驗(yàn)公式。凹模尺寸的確定如圖4-3所示：圖4-2 凹模外形圖4-3 凹模外形尺寸的確定由于孔口尺寸bA1* A1=0.315Fgh0=0.3154006.32=796.32J而此時(shí)工件的變形功A1*為：A1*=Fs=240.42=480.8J因?yàn)锳1A1*，選擇J23-40壓力機(jī)，滿足要求。6 彎曲模的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 彎曲的基本原理6.1.1 彎曲工藝的概念及彎曲件彎曲工藝的概念是我們根據(jù)我們需要的工件形狀，讓壓力機(jī)和模

36、具一起努力來讓毛坯形成我們需要的形狀，這就是彎曲工藝，也是一種沖壓工藝方法。彎曲成形工藝的應(yīng)用是十分廣泛的，大到飛機(jī)上的機(jī)頂蓋，小到自行車上的腳支架，無處不存在彎曲成形工藝。6.1.2 彎曲的基本原理1.由于凸凹模的不同接觸點(diǎn)，產(chǎn)生力的作用產(chǎn)生的彎矩，在彎矩的作用下產(chǎn)生彎曲。2.凸模繼續(xù)往下，毛坯和凹模慢慢的靠近并且接觸，導(dǎo)致毛坯與凹模之間的接觸點(diǎn)由凹模兩肩上移動(dòng)到兩斜面上。3.凸模再往下，彎曲開始。4.壓平階段。5.行程結(jié)束，圓角直邊與凸模接觸形成目標(biāo)形狀。6.2 彎曲力6.2.1 計(jì)算彎曲力按沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)式（3-30）計(jì)算：FU=Ffu+FQ=(1.31.6)Bt2brp+t(N)

37、（61）式中 B彎曲線長(zhǎng)度（mm）； t板料厚度（mm）； b材料抗拉強(qiáng)度（MPa）； b彎曲凸模圓角半徑（mm）。則FU=1.31.69622(315390)3+2=31.5447.92（kN）6.2.2 彎曲用壓力機(jī)的額定壓力的計(jì)算為了保障機(jī)械壓力機(jī)的安全，由平時(shí)的工作經(jīng)歷都會(huì)選擇機(jī)械壓力機(jī)彎曲力大約是額定壓力的75%80%，所以，本次設(shè)計(jì)用開式雙柱可傾J2316F型號(hào)的壓力機(jī)。工作臺(tái)板厚度：40mm公稱壓力：160kN最大封閉高度：205mm滑塊行程：70mm模柄孔尺寸：30mm50mm封閉高度調(diào)節(jié)量：45mm工作臺(tái)尺寸：300mm450mm（前后左右）6.3 彎曲件的回彈彎曲半徑小于5

38、時(shí)的自由彎曲，卸載之后彎曲件的彎曲角度都會(huì)發(fā)生一些變化，但是彎曲半徑的變化還是很小的，可以忽略不計(jì)。6.4 彎曲模工作部分尺寸的確定6.4.1 凸、凹模圓角半徑以及間隙計(jì)算當(dāng)彎曲件最小的半徑小于圓角半徑，若是設(shè)計(jì)要求沒什么特殊性，則工件的彎曲半徑選擇rp=3mm。實(shí)際加工生產(chǎn)中，材料的厚度一般等于凹模圓角半徑。當(dāng)t2mm時(shí)，rd=（36）t （6.2）故得到圓角半徑rd=6mm。根據(jù)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)中的公式（4-46）計(jì)算： Z=tmax+Ct （63）式中 Z單面間隙，mm； tmax材料最大厚度，mm； C因數(shù)Z=2+0.102=2.20mm6.4.2 凹模深度凹?？偵疃?20+6+15

39、+5=46mm。其中反頂板的厚度15mm。6.4.3凸、凹模工作部分尺寸與公差對(duì)于尺寸標(biāo)注在外形上的彎曲件，彎曲件為單向公差時(shí)，凹模尺寸為：Ad=(A-34)0+d （64）則Ad=(50-30.62/4)0+0.039=49.5350+0.039，凸模尺寸按凹模配制，保證單面間隙值2.20mm。6.5 彎曲模零件總體尺寸的確定凸模長(zhǎng)度基本尺寸：45.6mm；凸模高度：78mm；凸模寬度：46mm；凹模長(zhǎng)度：每一塊都取值 63mm；凹模寬度：98mm；凹模高度：46mm；上模座：316mm44mm40mm（長(zhǎng)寬高）；下模座：316mm138mm40mm（長(zhǎng)寬高）；模柄：模柄與上模座做為整體，3

40、0mm45mm；定位板（兩塊）55mm98mm5mm（長(zhǎng)寬高）；反頂板：50mm98mm15mm(長(zhǎng)寬高）。6.5.1 緊固件選用由之前計(jì)算出來的參數(shù)和確定的沖模形式，在冷沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)中查得：銷釘:21060 GB119862535 GB11986螺釘:2820 GB65766M1050 GB70766.5.2 零件的熱處理要求及材料選擇模 柄：45鋼、4348HRC凹 模：Cr12、6062HRC凸模固定板：45鋼、4348HRC墊 板：45鋼、4348HRC凸 模：Cr12、5860HRC導(dǎo) 料 板：45鋼、調(diào)質(zhì)2832HRC上、下模座：HT200固定擋料銷：45鋼、4348HRC導(dǎo) 板：45鋼、4348HRC