沖壓件模具設(shè)計 模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)論文

目錄一．前言 2二．工藝分析 71.工件名稱 72.工件簡圖 73.沖壓件結(jié)構(gòu)形狀分析 84.沖壓件的材料分析 8三．工藝方案分析 8四.模具總體設(shè)計 101.模具類型的選擇 102.卸料和出件方式 103.確定導(dǎo)向方式 11五．沖孔、翻邊、切斷、彎曲級進(jìn)模的設(shè)計過程 121主要設(shè)計計算 121.1計算毛坯尺寸 121.2.畫排樣圖: 13方案一 131.2.2方案二 15方案的比擬 161.3.計算沖壓力 171.4.計算壓力中心 191.5.凸凹模刃口尺寸的計算 201.6凸凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計 221.6.1凸模 221.6.2落料凹模 221.7卸料部件的設(shè)計 241.7.1卸料板的設(shè)計 241.7.2卸料螺釘?shù)倪x用 241.8模架以及其他零部件的選用 241.9壓力機(jī)的校核 251.9.1校核模具閉合高度 251.9.2沖壓設(shè)備的選定 25六．側(cè)向沖孔模 26七．總結(jié) 27八．參考文獻(xiàn) 28一．前言模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是制造業(yè)的一種根本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料〔固態(tài)或液態(tài)〕的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)本錢低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的根底工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的上下是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平上下的重要標(biāo)志，它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。振興和開展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府公布的?關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定?中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成局部，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承當(dāng)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％～90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動本錢低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大開展。研究和開展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的開展有著特別重要的意義。各種模具的分類和占有量模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除局部沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗麄円话愣际且揽咳S的模具形腔是材料成型。〔1〕沖模：沖模是對金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖?？煞譃槁淞夏?，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。〔2〕鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。〔3〕塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等?！?〕壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6％?！?〕粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造〔凝固理論〕，塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見。我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀自20世紀(jì)80年代以來，我國的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的開展提供了巨大的動力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)開展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長到130億元人民幣，1999年已到達(dá)245億元人民幣，2000年增至260～270億元人民幣。今后預(yù)計每年仍會以10%～15%的速度快速增長。 目前，我國17000多個模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速開展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省開展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)〞和最具開展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛參加了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)那么多集中于沿海工業(yè)興旺地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50%〔中國臺灣：40%〕，塑料模具約占33%〔中國臺灣：48%〕，壓鑄模具約占6%〔中國臺灣：5%〕，其他各類模具約占11〔中國臺灣：7%〕。中國臺灣模具產(chǎn)業(yè)的成長，分為萌芽期〔1961——1981〕，成長期〔1981——1991〕，成熟期〔1991——2001〕三個階段。萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改良。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商〔如熱處理產(chǎn)業(yè)等〕逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。1981年——1991年是臺灣模具產(chǎn)業(yè)開展最為迅速且高度成長的時期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對工業(yè)開展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍〞，大力推動模具工業(yè)的開展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力開展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車及家電業(yè)開展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺灣模具工業(yè)兩大主流。從1985年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計算機(jī)輔助模具設(shè)計和制造等CAD/CAM技術(shù)，所以臺灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)的時間相當(dāng)早。成熟期，在國際化，自由化和國際分工的潮流下，1994年，1998年，由臺灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與開展五年方案〞與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與開展方案〞，以協(xié)助業(yè)界突破開展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級，朝向開發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴高的模具。1997年11月間臺灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會〔ISTMA〕認(rèn)同獲準(zhǔn)入會，正式成為世界模具協(xié)會會員，。整體而言，臺灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的開展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測能力的提升，以及計算機(jī)輔助設(shè)計，臺灣模具廠商供給對象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計算機(jī)與電子，通信與光電等精密模具，并開展出汽機(jī)車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。未來沖壓模具制造技術(shù)開展趨勢模具技術(shù)的開展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短〞、“精度高〞、“質(zhì)量好〞、“價格低〞的要求效勞。到達(dá)這一要求急需開展如下幾項(xiàng)：〔1〕全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的開展方向。隨著微機(jī)軟件的開展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已根本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)效勞的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的開展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能?！?〕高速銑削加工國外近年來開展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的外表光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的開展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向開展?！?〕模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程〞。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五〞期間將發(fā)揮更大的作用?！?〕電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大開展。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到開展。中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)開展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具開展，向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改良，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改良、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向開展。近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件開展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資〞及私營企業(yè)開展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)開展快于中西部地區(qū)，南方的開展快于北方。目前開展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大開展。二．工藝分析1.工件名稱：沖壓件2.工件簡圖：技術(shù)要求：1.生產(chǎn)批量：大批量；2.本產(chǎn)品為沖孔落料彎曲件，材料：08F材料厚度：1.5mm；3.未標(biāo)注尺寸按照IT14級處理；4.工件外觀必須平順，毛邊物等均需去除。3.沖壓件結(jié)構(gòu)形狀分析彎曲件的圓角半徑不宜小于最小彎曲半徑，以免產(chǎn)生裂紋。但也不宜過大，因?yàn)檫^大時，受到回彈的影響，彎曲角度與圓角半徑的精度都不易保證。彎曲件的彎邊長度不宜過小，其值應(yīng)為h>R+2t。當(dāng)h較小時，彎邊在模具上支持的長度過小，不容易得到形狀準(zhǔn)確的零件。彎曲線不應(yīng)位于零件寬度突變處，以防止撕裂。4.沖壓件的材料分析此工件為一般沖壓件，材料為08F，具有良好塑性，適合沖壓成型。結(jié)構(gòu)相對不復(fù)雜，適合沖壓。08F鋼強(qiáng)度、硬度很低，而塑性、韌性極高，具有良好的冷變形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后導(dǎo)磁率較高，剩磁較少，但淬透性、淬硬性極低。故冷加工時，應(yīng)采用消除應(yīng)力熱處理，或水韌處理，防止冷加工斷裂。三．工藝方案分析根據(jù)制件工藝性分析，其根本工序有沖孔、翻邊、切斷和彎曲四種。按其先后順序組合，可得如下方案：表2-1各類模具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)比擬模具種類比擬工程單工序?！矡o導(dǎo)向〕〔有導(dǎo)向〕級進(jìn)模復(fù)合模零件公差等級低一般可達(dá)IT14～I(xiàn)T10級可達(dá)IT10～I(xiàn)T8級零件特點(diǎn)尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度較厚小零件厚度0.2～6mm可加工復(fù)雜零件，如寬度極小的異形件形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度限制，尺寸可以較大，厚度可達(dá)3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高質(zhì)量制件需較平由于壓料沖件的同時得到了較平，制件平直度好且具有良好的剪切斷面生產(chǎn)效率低較低工序間自動送料，可以自動排除制件，生產(chǎn)效率高沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ魍獗砩希仨毷謩踊驒C(jī)械排除，生產(chǎn)效率較低平安性不平安，需采取平安措施比擬平安不平安，需采取平安措施模具制造工作量和本錢低比無導(dǎo)向的稍高沖裁簡單的零件時，比復(fù)合模低沖裁較復(fù)雜零件時，比級進(jìn)模低適用場合料厚精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)大批量小型沖壓件的生產(chǎn)形狀復(fù)雜，精度要求較高，平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn)根據(jù)上表得出以下兩種方案：方案一：下料沖孔〔一回沖完料上所有的孔〕、翻邊、切斷和彎曲方案二：下料沖孔〔除側(cè)壁上的兩個孔一回沖完剩下的孔〕、翻邊、切斷和彎曲沖側(cè)壁的兩個孔方案一需一副模具，既沖孔、翻邊、切斷、彎曲級進(jìn)模；方案二需兩副模具既沖孔、翻邊、切斷、彎曲級進(jìn)模和側(cè)向沖模方案的比擬和選擇：方案一相對于方案二簡單。方案一用一個級進(jìn)模而方案二卻用一個級進(jìn)模和一個側(cè)向沖模，但方案一先4-Φ4+0.050中心距為12±0.1的孔再彎曲不容易保證6±0.05這個尺寸并且沖裁件內(nèi)外所能到達(dá)的經(jīng)濟(jì)精度為IT14，將以上精度與零件簡圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比擬，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。所以：綜合考慮選擇方案二。四.模具總體設(shè)計1.模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級進(jìn)模方式?jīng)_壓，所以模具類型為級進(jìn)模。2.卸料和出件方式(1)卸料方式剛性卸料與彈性卸料的比擬：剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取〔0.2～0.5〕t。當(dāng)固定卸料板還要起到對凸模的導(dǎo)向作用時卸料板與凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場合。彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用，沖件比擬平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇〔0.1～0.2〕t,假設(shè)彈壓卸料板還要起對凸模導(dǎo)向作用時，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。工件平直度較高，料厚為2mm相對較薄，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件外表，故可采用彈性卸料。(2)出件方式因采用級進(jìn)模生產(chǎn)，故采用向下落料出件(3)確定送料方式因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B小于送料方向的凹模長度L故采用橫向送料方式，即由右向左〔或由左向右〕送料。3.確定導(dǎo)向方式方案一：采用對角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比擬方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時，偏心距會造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個方向送料。根據(jù)以上方案比擬并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該級進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，即方案一最正確。五．沖孔、翻邊、切斷、彎曲級進(jìn)模的設(shè)計過程1主要設(shè)計計算1.1計算毛坯尺寸因?yàn)閞=2>0.5t=0.75，所以根據(jù)有圓角半徑彎曲〔彎曲中心角為90°的單腳彎曲件〕的毛坯展開長度得：L=L1+L2+∏／2(r+×t)其中L1、L2——直邊局部的長度〔mm〕；r——為圓弧局部的彎曲半徑〔mm〕；t——為料厚(mm)；×——為圓弧局部中性層位移系數(shù)〔見?沖壓工藝與模具設(shè)計?〕表3.3.3彎曲時變薄系數(shù)?和系數(shù)x，r/t=2/1.5≈1.33，x取0.4。毛坯展開長度：L=L1+L2+∏／2(r+xt)=[58.5+8.5+∏／2〔2+0.4×1.5〕]mm=71mm展開的效果如下列圖： 1.2.畫排樣圖:方案一(1)搭邊值、切口寬與條料寬度確實(shí)定根據(jù)〔2〕表2-17〔最小工藝搭邊值〕查L=71，t=1.5可確定搭邊值為：a1=1.8a=2.0本設(shè)計中采用定距側(cè)刃的模具，所以條料寬度必須增加側(cè)刃局部可按下式計算：B=〔Lmax+2a+nb1〕0-δ=〔Lmax+2×1.5+nb1〕0-δ式中Lmax——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸〔mm〕；δ——剪切公差，見〔1〕中表2.5.3，當(dāng)B=Lmax=71，t=1.5時那么δ=0.6；a——側(cè)搭邊值〔mm〕；n——側(cè)刃數(shù)；采用兩個側(cè)刃，以到達(dá)沖裁時力的平衡使條料在沖裁時不產(chǎn)生翹起；b1——側(cè)刃沖切的條料寬度〔mm〕,見〔2〕中表2-21當(dāng)t=1.5時b1=1.5。那么：B=〔71+1.5×2+2×1.5〕0-0.6=770-0.6mm排樣圖而導(dǎo)料板〔導(dǎo)尺〕的間距為B′=B+CB1′=Lmax+1.5a+y式中C——沖切前的條料寬度與導(dǎo)板間的間隙〔mm〕；見〔1〕表2.5.3當(dāng)B〔Lmax〕=71，t=1.5時那么C=0.2；y——沖切后的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙〔mm〕,見〔2〕中表2-21，當(dāng)t=1.5時y=0.1；那么B′=B+C=71+0.2=71.2mmB1′=Lmax+1.5a+y=71+1.5×2+0.1=74.1mm(2)確定材料利用率根據(jù)材料利用率的計算公式?=S/S0×100%=S/AB×100%式中?——材料利用率；S——工作的實(shí)際面積〔mm2〕；S0——所有的材料面積，包括工件與廢料的面積〔mm2〕；A——步距〔相鄰兩個制件相對點(diǎn)的距離〕；B——調(diào)料寬度。那么?=S/AB×100%=1468/(25.8×77)×100%=73.8%方案二(1)搭邊值、切口寬與條料寬度確實(shí)定根據(jù)〔2〕表2-17〔最小工藝搭邊值〕查L=24，t=1.5可確定搭邊值為：a1=1.5a=1.8本設(shè)計中采用定距側(cè)刃的模具，所以條料寬度必須增加側(cè)刃局部可按下式計算：B=〔Lmax+2a+nb1〕0-δ=〔Lmax+2×1.8+nb1〕0-δ式中Lmax——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸〔mm〕；δ——剪切公差，見〔1〕中表2.5.3，當(dāng)B=Lmax=24，t=1.5時那么δ=0.5a——側(cè)搭邊值〔mm〕；n——側(cè)刃數(shù)；采用兩個側(cè)刃，以到達(dá)沖裁時力的平衡使條料在沖裁時不產(chǎn)生翹起；b1——側(cè)刃沖切的條料寬度〔mm〕,見〔2〕中表2-21當(dāng)t=1.5時b1=1.5。那么：B=〔24+2×1.8+2×1.5〕0-0.5=30.60-0.5mm排樣圖而導(dǎo)料板〔導(dǎo)尺〕的間距為B′=B+CB1′=Lmax+1.5a+y式中C——沖切前的條料寬度與導(dǎo)板間的間隙〔mm〕；見〔1〕表2.5.3當(dāng)B〔Lmax〕=24，t=1.5時那么C=0.2；y——沖切后的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙〔mm〕,見〔2〕中表2-21，當(dāng)t=1.5時y=0.1；那么B′=B+C=24+0.2=71.2mmB1′=Lmax+1.5a+y=24+1.5×1.8+0.1=26.8mm(2)確定材料利用率根據(jù)材料利用率的計算公式?=S/S0×100%=S/AB×100%式中?——材料利用率；S——工作的實(shí)際面積〔mm2〕；S0——所有的材料面積，包括工件與廢料的面積〔mm2〕；A——步距〔相鄰兩個制件相對點(diǎn)的距離〕；B——調(diào)料寬度。那么?=S/AB×100%=1468/(72.5×30.6)×100%=70%方案的比擬通過比擬可知方案一比方案二的材料利用率較高,但方案二的工位較多(將彎曲工藝參加其中)所以比方案一少用一副模具(彎曲模)，綜合考慮選擇方案二。1.3.計算沖壓力1〕根據(jù)沖裁力的計算公式Fp=KpLtτ=Ltбb式中Kp——平安系數(shù)一般取1.3。當(dāng)查不到材料抗剪強(qiáng)度τ時，可用抗拉強(qiáng)度бb代替τ，此時Kp=1；t——材料厚度；L——沖裁周邊總長，〔mm〕；τ——材料抗剪強(qiáng)度，〔MPa〕；бb——材料的抗拉強(qiáng)度，〔MPa〕；見〔1〕中表取бb=295～430〔MPa〕〔為方便計算，取300〔MPa〕。那么Fp=Ltбb=〔L落料+L沖孔〕tбb=(69×2+24+20+2)+〔2×2∏×2+2×1/2×2∏×3+2∏×5+2×10〕×1.5×300N=43KN2)推料力根據(jù)公式得FQ=nk1·Fp式中k1——推料力系數(shù)，其值為0.03～0.07〔薄料取大值，厚料取小值〕取k1=0.05；n——堵塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量，n=h/t，h為直刃刀部分的高，一般取4～10mm，取7.5mm，t為材料厚mm，取t=1.5mm，那么n=5。那么FQ=nk1·Fp=5×0.05×43KN=10.75KN3)彎曲工藝力的計算該零件為自由彎曲V形件所以其彎曲力為：式中Fvz——沖壓行程結(jié)束式的自由彎曲力N；K——平安系數(shù)，一般取1.3；B——彎曲件寬度mm，b=24mm；t——彎曲材料的厚度mm,t=1.5mm；r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑mm，r=2mm；бb——材料的強(qiáng)度極限MPa，見〔1〕中表取бb=300MPa那么Fvz=〔0.6×1.3×24×1.5×1.5×300〕/(2+1.5)N=4000N=4KN3)壓力機(jī)的選擇模具采用剛性卸料裝置和下出料的方式生產(chǎn)零件。所以沖裁各工藝力的總和Fp總=Fp+FQ=〔43+10.75〕KN=53.75KN因?yàn)樵撃＞邽闆_孔、翻邊、切斷、落料、彎曲級進(jìn)模，用兩個側(cè)刃進(jìn)行定距，并參加翻邊切斷工序，所以最終的工藝力為：F總=Fp總+〔5～10〕KN=53.75+〔5～10〕KN取F總=60KN因?yàn)镕壓力機(jī)額≥F總，根據(jù)〔3〕表1—7初選壓力機(jī)為J23—6.3或者J23—101.4.計算壓力中心模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否那么，會使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。沖模的壓力中心，可以按下述原那么來確定：1〕.對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。2〕.工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。3〕.形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級進(jìn)模的壓力中心可以用解析計算法求出沖模壓力中心。X0=〔L1x1＋L2x2＋…Lnxn〕/(L1＋L2＋…Ln)公式〔5-7〕Y0=〔L1y1＋L2y2＋……Lnyn〕/〔L1＋L2＋…＋Ln〕公式〔5-8〕用解析法求得該模具壓力中心的坐標(biāo)。有關(guān)計算如下表所示：根本要素長度L/mm根本要素壓力中心的坐標(biāo)值〔mm)XYL1=15700L2=180.851.20L3=4451.20L4=102.451.20L5=1676.80合計500.233.3〔取33〕01.5.凸凹模刃口尺寸的計算由圖知：落料尺寸R30-0.25、240-0.52、710-0.74查表：2amin=0.152ama×=0.19那么2cma×-2cmin=0.04由公差得：R30-0.25為IT14級取×=0.5，240-0.52為IT14級取×=0.5,710-0.74為IT14級取×=0.5，沖孔Φ4+0.050取×=0.75設(shè)凹凸分別按IT11和IT12級加工制造，那么:沖孔〔Φ4+0.050〕dp=(dmin+×△)0-δp=(4+0.75×0.05)0-0.075=4.040-0.075dd=(dp+2cmin)0+δd=4.19+0.120校核︱δp︱+︱δd︱≤2cma×-2cmin0.075+0.12＞0.040.195＞0.44由此可知，只有縮小δp、δd，提高制造精度,δp=0.4×0.04=0.016δd=0.6×0.04=0.024所以dp=4.040-0.016dd=4.19+0.0240落料〔240-0.52、710-0.74、R30-0.25〕Dd1=(Dma×-×△)0+δd=(24-0.5×0.52)+0.210Dp1=(Dd1-2amin)0-δp=(23.74-0.15)0-0.13校核︱δp︱+︱δd︱≤2cma×-2cmin0.21+0.13＞0.040.34＞0.04δp=0.4×0.04=0.016DP=23.590-0.016δd=0.6×0.04=0.024Dd=23.74+0.0240Dd2=(Dma×-×△)0+δd=〔71-0.5×0.74〕+0.300=70.63+0.300DP2=(Dd2-2amin)0-δp=〔70.63-0.15〕0-0.19=70.480-0.19校核︱δp︱+︱δd︱≤2cma×-2cmin0.30+0.19＞0.040.49＞0.04所以δp=0.4×0.04=0.016DP2=70.480-0.016δd=0.6×0.04=0.024Dd2=70.63+0.0240Dd3=(Dma×-×△)0+δd=〔3-0.5×0.25〕0+δd=2.88+0.100DP3=(Dd3-2amin)0-δp=〔2.88-0.04〕0-δp=2.840-0.06校核︱δp︱+︱δd︱≤2cma×-2cmin0.10+0.06＞0.040.16＞0.04所以δp=0.4×0.04=0.016DP3=R2.880-0.016δd=0.6×0.04=0.024Dd3=R2.84+0.0240(3)空心距〔12±0.1〕Ld=L±1/8△=12±1/8×0.2=12±0.031.6凸凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計凸模零件外形相對簡單，根據(jù)實(shí)際情況并考慮加工，為了滿足凸模強(qiáng)度和剛性，將凸模設(shè)計成階梯式，使裝配修磨方便。采用成形銑、成形磨削加工。落料凸?？傞LL：L＝H1＋H2＋H3＋H4公式〔6-1〕＝18＋15＋16＋2＝51mmH1為凸模固定板厚度，H2為橡膠安裝高度，H3為卸料板厚度，H4為凸模凹進(jìn)卸料板的深度。1.6.2落料凹模落料凹模采用整體凹模，采用線切割機(jī)床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。其外形尺寸按相關(guān)公式計算：凹模厚度H＝KS公式〔6-2〕那么H＝0.35×50＝17.5mm(查表6-1取K＝0.2)取凹模厚度H＝18mm凹模寬度B=料寬＋2預(yù)設(shè)導(dǎo)料板寬度公式〔6-3〕=57＋2×32=121mm根據(jù)JB/T7643.1-1994規(guī)定，取凹模寬度B=125mm凹模長度L＝n〔次數(shù)〕×步距+兩邊距離公式〔6-4〕＝2×51.2+2×〔15―20〕＝132.4―142.4mm根據(jù)JB/T7643.1-1994規(guī)定，以及凹模寬度比照，取凹模長度L=160mm?！财渲蠸為垂直于送料凹模刃壁間最大距離，K為系數(shù)查相關(guān)圖表可得。〕凹模整體輪廓尺寸L×B×H=160mm×125mm×18mm表6-1凹模厚度系數(shù)KS/mm材料厚度t/mm≤1＞1～3＞3～6≤500.30～0.400.35～0.500.45～0.60＞50～1000.20～0.300.22～0.350.30～0.45＞100～2000.15～0.200.18～0.220.22～0.30＞2000.10～0.150.12～0.180.15～0.221.7卸料部件的設(shè)計1.7