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XXXX大學 畢業(yè)設計說明書 題 目:L形片沖壓工藝及模具設計 年級、 專業(yè): 姓 名: 學 號: 指 導 教 師: 完 成 時 間: 本科畢業(yè)設計 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計 L形片沖壓工藝與模具設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 學 號： 作者姓名： 2016 年 3 月 13 日 目 錄 摘　要 5 第１章、緒論 6 1.1.課題來源和研究意義 6 1.2.國內外在該方向的研究現狀及分析 7 1.3.本課題研究的主要內容 8 1.4.本章小結 8 第2章、L形片加工工藝綜合分析 9 2.1.L形片加工工藝要求 9 2.2.零件圖分析 9 2.3.沖壓工藝性審查 9 2.4.沖壓件經濟性和先進性分析 10 2.5.工藝方案的確定 10 2.6.本章小結 11 第3章、級進模的設計 12 3.1.沖壓件的工藝分析 12 3.1.1.彎曲件回彈值的計算 12 3.2.排樣 12 3.3.計算沖壓力（根據工步計算沖壓力） 14 3.3.1.切側刃力 14 3.3.2.切側刃力 14 3.3.3.沖孔力 14 3.3.4.沖中間廢料力 14 3.3.5.切廢料力1 14 3.3.6.彎曲力的計算 14 3.3.7.切斷力 14 3.3.8.卸料力 15 3.3.9.頂件力 15 3.4.確定模具壓力中心 15 3.5.計算凸、凹模刃口尺寸 17 3.5.1.沖孔凸、凹模刃口計算 17 3.5.2.落料凸、凹模刃口計算 18 3.5.3.彎曲工作部分尺寸計算 20 3.6.凸模、凹模的結構設計 21 3.7.模具總體設計及主要零部件設計 24 3.7.1.模具總休裝配設計 24 3.7.2.卸料橡皮墊的設計計算 24 3.7.3.模柄設計 25 3.7.4.模架設計 25 3.7.5.墊板設計 25 3.7.6.凸模固定板設計 26 3.7.7.卸料板設計 26 3.7.8.模具的閉合高度 26 3.8.沖壓設備的選擇 27 3.8.1.公稱壓力的選擇 27 3.8.2.行程次數 27 3.8.3.滑塊行程（S） 28 3.8.4.模具閉合高度 28 3.8.5.工作臺面尺寸 29 3.8.6.模柄孔尺寸 29 3.9.模具的裝配 29 3.10.本章小結 30 結　論 31 致 謝 32 參考文獻 33 摘　要 畢業(yè)設計是在模具專業(yè)理論教學之后進行的實踐性教學環(huán)節(jié)。是對所學知識的一次總檢驗，是走向工作崗位前的一次實戰(zhàn)演習。其目的是，綜合運用所學課程的理論和實踐知識,設計一副完整的模具訓練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴充模具專業(yè)課程所學內容，掌握模具設計與制造的方法、步驟和相關技術規(guī)范。熟練查閱相關技術資料。掌握模具設計與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設備選定、制造工藝、收集和查閱設計資料，繪圖及編寫設計技術文件等。 本設計主要對L形片沖壓模具進行設計。結合公司實際生產要求和產品的特點，在廠原有的設計上，對模具進行了改進設計。本設計對L形片加工工藝進行了分析，得出了最佳加工方案，在充分保證零件質量與精度的前提下，選擇高生產率的加工工藝，降低生產成本，從而有效地節(jié)約了材料。本設計中使用計算機軟件進行了輔助設計，在保證高精度的同時簡化了傳統的繁瑣計算過程，使設計更為便捷。 該L形片從坯料到完全成形，以前是使用兩套模具：沖孔落料復合模與彎曲模。所設計的兩套模具較為典型，也具有一定的代表性。本設計的重點與難點是多道工序的結合以及對凸、凹模刃口尺寸的計算，因為它將直接影響零件的質量。 關鍵詞　　沖壓模具；級進模；輔助設計；模具結構 第１章、緒論 1.1.課題來源和研究意義 本設計題目由實習單位提供，經系指導老師審核通過的。本設計題目涉及的主要內容是對沖壓模的設計, 研究目的是在廠原有的基礎上，對模具進行改進設計，提高產品質量與效益。 在二十世紀中期甚至更早,國外就已經出現很多對模具及模具工業(yè)的高度評價與精辟的比喻。例如: “模具是美國工業(yè)的基石”(美國)；“模具是促進社會繁榮富強的原動力”(日本)；“模具工業(yè)是金屬加工的帝王”(德國)；“模具是黃金”(東歐)等。在二十世紀未,中國人才開始認識到其極端重要性,作出了科學的評價:“模具工業(yè)是現代工業(yè)之母”(中國)。 21世紀的制造業(yè)，正從以機器為特征的傳統技術時代，向著以信息為特征的技術時代邁進，即用信息技術改造和提升傳統產業(yè)。經濟全球化和世界市場一體化加速發(fā)展，不斷加劇了制造商之間的競爭，提出了快速反應市場的要求，與之相適應，制造業(yè)對柔性自動化技術及裝備的要求更加迫切而強烈。同時，微電子技術和信息通信技術的快速發(fā)展，為柔性自動化提供了重要的技術支撐，工業(yè)裝備的數控化、自動化、柔性化呈現蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。 現今,全世界模具工業(yè)年總產值約為650億美元，其中亞洲地區(qū)占到全世界一半的總產值。而在亞洲,最高屬于日本,年產值達200億美元上下。美國的年產值為50億美元。中國也在后來居上,現在已經達到70億美元。然而,產值并不等同于技術質量。雖然我國沖壓模具無論在數量上，還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與發(fā)展經濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精度、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。而技術含量低的模具已供過于求,市場利潤空間狹小。近五年來,平均每年進口模具約為11.2億美元,2003年就進口了近13.7億的模具,這還未包括隨設備和生產線作為附件帶進來的模具。這表示中國大陸模具業(yè)的發(fā)展?jié)摿θ匀缓芫薮?。這就是這次研究的意義。 1.2.國內外在該方向的研究現狀及分析 在世界上大多數國家和地區(qū)，模具及模具工業(yè)早已成為了一個行業(yè)，有專門的行業(yè)組織機構指導和推動模具工業(yè)的發(fā)展。比如日本有“型技術協會”，臺灣地區(qū)有“臺灣模具工業(yè)同業(yè)公會”，我國有“中國模具工業(yè)協會”，各省市均有其分會。模具行業(yè)已成為一個大行業(yè)，僅我國的模具企業(yè)已達到了數萬家之多。 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產單套重量達50多噸的模具，中檔轎車配套的覆蓋件模具和多工位級進模也能生產了。模具精度達到1~2μm，壽命2億次左右。表面粗糙度達到Ra≤1.5μm的精沖模、大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內也已達到相當高的水平。 我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學院和武漢733廠于1984年共同完成的精沖模CAD/CAM系統是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統。華中工學院和北京模具廠等在1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CAD/CAM系統。上海交通大學開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統也于同年完成。21世紀開始，CAD/CAM技術逐漸普及，現在具有一定生產能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術，其中部分骨干重點企業(yè)還具備各CAE能力。 模具CAD/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高產品質量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術，數控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進了相當數量CAD/CAM系統。如美國EDS的UG，美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer，美國CV公司的CADSS，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內汽車覆蓋件模具生產企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術/DL圖的設計和模具結構圖的設計均已實現二維CAD，多數企業(yè)已經向三維過渡，總圖生產逐步代替零件圖生產。在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進的軟件外，華中科技術大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產權的軟件，并已在實踐中得到成功應用，產生了良好的效益?？焖僭停≧P）傳統的快速經濟模具相結合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低和制造難等問題，實現了以三維CAD模型作為制模依據的快速模具制造。它標志著RPM應用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現出一些新的快速成型方法。例如，目前已開始在生產中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術。它們都表現出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。 1.3.本課題研究的主要內容 1.L形片沖裁工藝方案； 2.L形片模具總體方案設計； 3.模具各零件尺寸計算； 4.模具總裝配圖與零件圖繪制。 1.4.本章小結 本章從國內外當今模具的發(fā)展狀況這個角度介紹了課題的研究意義，在此基礎上提出課題設計的任務。 第2章、L形片加工工藝綜合分析 2.1.L形片加工工藝要求 L形片零件圖如圖2-1所示，材料為10#鋼，優(yōu)質碳素結構鋼，材料厚度＝1.4mm，已知年產量10萬件，為大批量生產。要求表面無劃痕、孔不允許嚴重變形、沖口無毛刺、彎曲無裂紋。設計其沖壓模，確定沖壓工藝方案。（10#鋼材質抗拉強度約是300-440MPa，抗剪強度約是260-340MPa，具有良好的塑性，其沖裁、成形加工性較好。） 圖2-1　L形片零件圖 2.2.零件圖分析 該件為帶孔的圓孔和彎曲的產品，尺寸精度要求不高，由沖裁和彎曲即可成形。沖壓難點在于多道工序在一副模具里實現，即采用連續(xù)沖壓的方法，同時要保證產品不能變形。最好是采用雙邊載體來設計模具，兩件同時沖，中間連接部分做載體，最后切斷，成兩個產品，可以提高生產效率。 2.3.沖壓工藝性審查 在分析沖壓工藝性的基礎上，其審查內容見下表所示： 表2-1　沖壓工藝性審查表 工藝性項目 沖壓件工藝性狀 工藝性允許值 工藝性評價 沖裁工藝性 1.形狀 落料 沖孔圓孔6 3.孔邊距 對6 1.5t=2.1 最小孔邊距15-3=12 t=1.4 4. 精度 外形IT12 孔直徑是IT8 IT14 彎曲工藝性 1.形狀 單邊彎曲，不對稱 2.彎曲半徑 R0.5 3.直邊高度 自然尺寸 4.孔邊距 距4孔邊12 2t=2.8 5.精度 IT14 由以上分析可知，該零件的工藝性較好，可以沖壓加工。 2.4.沖壓件經濟性和先進性分析 　　沖壓是該件最好的加工方法。由于批量較大，為提高生產率，宜采用復雜一點的組合工序?！? 2.5.工藝方案的確定 方案一：首先整體落料，再沖孔，最后進行彎曲； 方案二：落料，彎曲，最后進行沖孔； 方案三：落料沖孔復合，最后進行彎曲。 方案四：沖側刃，沖孔，切廢料1，切廢料2，彎曲，最后切斷，產品掉下。 上述三方案的綜合比較見下表： 表2-2　沖壓工藝方案比較表 項　目 方案一，二 方案三 方案四 模具數量 三套 二套 一套 制件質量 有回彈，可控制 有回彈，不易控制 形狀尺寸精度較好，有回彈，可控制 生產率 較低 較高 較高 模具壽命 結構簡單，壽命不長 結構復雜，生產效率高，比較合理 根據上表比較，選定方案四。由于沖壓件彎曲尺寸精度均為IT14，方案四回彈可控制，對其影響不大。同時，采用這樣的方案，在提高生產率的同時也很好地保證沖孔與外形尺寸精度。 2.6.本章小結 本章分析了L形片整體加工工藝性，對其工藝性進行審查，并對沖壓件進行了經濟性與先進性分析，最后確定工藝方案。 第3章、級進模的設計 3.1.沖壓件的工藝分析 該產品落料，沖孔，彎曲等工序結合，結構較為簡單，整個形狀由直線與圓弧組成。由零件圖可知，該件的經濟精度為IT14，符合沖裁精度要求，精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，一次沖壓成形。其尺寸要求、生產批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求。 材料為10#鋼。該工件的彎曲內圓角半徑為0.5mm，小于最小彎曲半徑rmin=0.5t=0.5×1.4=0.7mm，故該工件形狀、尺寸、精度在計算展開尺寸時按小R角公式計算。 3.1.1.彎曲件回彈值的計算 （1） 時屬于小變形程度，而時屬于大變形程度。 此零件的r/t=0.5/1.4=0.357，屬于大變形程度，圓角半徑回彈小，不必計算，只計算凸模角度。因為，由文獻[3，表5-1]得到： 計算凸模的中心角： (3-1) 其中 凸模的圓角部分的中心角，（）； 工件的中心角，（）。 （2） 工件回彈問題的解決：當工件精度要求不高或校正彎曲時，生產中常采取調整凸、凹模間隙的方法解決工件回彈問題。 3.2.排樣 根據產品形狀，彎曲R角和材料厚度的比例，按小R角計算公式計算展開尺寸： L=L1+L2+0.4t，其中L1=35-1.4=33.6，L2=35-1.4=33.6，0.4t=0.4×1.4=0.56，所以L=33.6+33.6+0.56=67.76，取整67.8，本次設計按67.8計算和設計模具，展開圖如下： 此尺寸還需要經過實際生產來調節(jié)，結合產品形狀和模具結構情況，決定采用直排的排樣方案,如下圖3-1所示： 圖3-1　排 樣 圖 由文獻[3，表3-13]可知：搭邊值a1=2.5mm，a=2.5mm。中間搭邊載體尺寸為2.5+2.5=5mm，沖壓件面積為30×37.8+3.14×15×15=1840.5mm2,條料寬度b=67.8+67.8+2.5+2.5+2.5+2.5+2.5+2.5=150.6mm，進距h=30+2.5+2.5=35mm，所以一個進距的材料利用率為： 2×1840.5÷150.6÷35×100%=69.835% （3-1） 3.3.計算沖壓力（根據工步計算沖壓力） 3.3.1.切側刃力 P1=Lt= (22.5+35)1.4340=19.04KN 3.3.2.切側刃力 P2=Lt= (22.5+35)1.4340=19.04KN 3.3.3.沖孔力 P3＝Lt=4 (3.146)1.4340=35.87KN 3.3.4.沖中間廢料力 P4＝Lt=2 (5+37.8+5+37.8)1.4340=81.49KN 3.3.5.切廢料力1 P5＝Lt=2（3.1415+2.5+2.5）1.4340=49.6KN 3.3.6.彎曲力的計算 （1）彎曲力 P6=cLt=0.8（30+30）1.4440=29.568KN 式中 P—彎曲力 c--系數，取0.5-0.8 L--彎曲件長度（mm） t--板料厚度（mm） --材料抗拉強度（MPa） 3.3.7.切斷力 P7＝Lt=(3.14152)1.4340=44.84KN 3.3.8.卸料力 Pr=KrP1　　　 由文獻[3，表3-11]：取Kr＝0.04,故 Pr＝0.04×（19.04+19.04+35.87+81.49+49.6+29.568+44.84）＝11.18KN 3.3.9.頂件力 由文獻[3，表3-11]，取Kp＝0.045，故 PtKp=0.045×（19.04+19.04+35.87+81.49+49.6+29.568+44.84）=12.575KN 總沖壓力 P0＝P1＋P2＋P3＋P4＋P5＋P6＋P7＋Pr＋Pt＝303.203KN 初步選擇630 KN沖床。 3.4.確定模具壓力中心 圖3-2 沖裁力分析圖 以中間圓圓心為原點，建立如上圖3－2所示坐標系XOY。 采用解析法求壓力中心，求YG，XG F1——沖側刃力 F1=Ltσb，得F1=19.04KN F2——沖側刃力 F2=Ltσb，得F2=19.04KN F3——沖孔力1 F3=Ltσb，得F3=8.97KN F4——沖孔力2 F4=Ltσb，得F4=8.97KN F5——沖孔力3 F5=Ltσb，得F5=8.97KN F6——沖孔力4 F6=Ltσb，得F6=8.97KN F7——切廢料力 F7=Ltσb， 得F7=40.75KN F8——切廢料力 F8=Ltσb， 得F8=40.75KN F9——切廢料力 F9=Ltσb， 得F9=24.8KN F10——切廢料力 F10= Ltσb， 得F10=24.8KN F11——彎曲力 F11= cLt，得F11=29.568KN F12——切斷力 F12=Ltσb， 得F12=44.84KN Y1——F1到X軸的力臂 Y1=72.8 X1——F1到Y軸的力臂 X1=70 Y2——F2到X軸的力臂 Y2=-72.8 X2——F2到Y軸的力臂 X2=70 Y3——F3到X軸的力臂 Y3=55.3 X3——F3到Y軸的力臂 X3=52.5 Y4——F4到X軸的力臂 Y4=-17.5 X4——F4到Y軸的力臂 X4=52.5 Y5——F5到X軸的力臂 Y5=-17.5 X5——F5到Y軸的力臂 X5=52.5 Y6——F6到X軸的力臂 Y6=-55.3 X6——F6到Y軸的力臂 X6=52.5 Y7——F7到X軸的力臂 Y7=36.4 X7——F7到Y軸的力臂 X7=35 Y8——F8到X軸的力臂 Y8=-36.4 X8——F8到Y軸的力臂 X8=35 Y9——F9到X軸的力臂 Y9=65 X9——F9到Y軸的力臂 X9=0 Y10——F10到X軸的力臂 Y10=-65 X10——F10到Y軸的力臂 X10=0 Y11——F11到X軸的力臂 Y11=0 X11——F11到Y軸的力臂 X11=-52.5 Y12——F12到X軸的力臂 Y12=0 X12——F12到Y軸的力臂 X12=-87.5 根據合力距定理： YG=（Y1F1+ Y2F2+ Y3F3......）/（F1+ F2+ F3……） XG=（X1F1+ X2F2+ X3F3…..）/（F1+ F2+ F3……） YG——F沖壓力到X軸的力臂；YG=0 XG——F沖壓力到Y軸的力臂；XG=6.89 所以本次設計的模具壓力中心為（6.89，0）。 3.5.計算凸、凹模刃口尺寸 3.5.1.沖孔凸、凹模刃口計算 對沖孔采用凸、凹模分開的加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸計算如下： 沖Φ6mm孔，由文獻[3，表3-5]可知：Zmin=0.16，Zmax =0.25， 　　　　　Zmax－Zmin=0.25－0.16＝0.09mm 　 由文獻[3，表3-7]得凸凹模制造公差：=0.02mm, =0.03mm 校核： Zmax-Zmin＝0.09mm ，+=0.05mm 滿足Zmax-Zmin ≧+的條件。 由文獻[3，表3-8]得因數x=0.5，則 　　dp=（5.95+0.5×0.1)=6.0 3.5.2.落料凸、凹模刃口計算 凸、凹模刃口尺寸計算原則 設計落料模先確定凹模刃口尺寸，以凹模為基準，間隙取在凸模上；設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸，以凸模為基準，間隙取在凹模上。 間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖裁過程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間的均有磨檫，而且間隙越小，磨檫越嚴重。在實際生產中受到制造誤差和裝配精度的限制，凸模不可能絕對垂直于凹模平面，而且間隙也不會絕對均勻分布，合理的間隙均可使凸模、凹模側面與材料間的磨檫減小，并緩減間隙不均勻的不利影響，從而提高模具的使用壽命。 沖裁間隙對沖裁力的影響： 雖然沖裁力隨沖裁間隙的增大有一定程度的降低，但是當單邊間隙介于材料厚度 5%~20%范圍時，沖裁力的降低并不明顯（僅降低5%~10%左右）。因此，在正常情況下，間隙對沖裁力的影響不大。 沖裁間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響： 間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后，從凸模上斜、從凸?？卓谥型瞥龌蝽敵隽慵紝⑹×?。一般當單邊間隙增大到材料厚度的15%~25%左右時斜料力幾乎減到零。 沖裁間隙對尺寸精度的影響： 間隙對沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律，對于沖孔和落料是不同的，并且與材料軋制的纖維方向有關。 通過以上分析可以看出，沖裁間隙對斷面質量、模具壽命、沖裁力、斜料力、推件力、頂件力以及沖裁件尺寸精度的 影響規(guī)律均不相同。因此，并不存在一個絕對合理的間隙數值，能同時滿足斷面質量最佳，尺寸精度最佳，沖裁模具壽命最長，沖裁力、斜料力、推件力、頂件力最小等各個方面的要求。在沖壓的實際生產過程中，間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質量和模具壽命這兩個方面的主要因素。但許多研究結果表明，能夠保證良好的沖裁件斷面質量的間隙數值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數值也是不一致的。一般說來，當對沖裁件斷面質量要求較高時，應選取較小的間隙值，而當對沖裁件的質量要求不是很高時，則應適當地加大間隙值以利于提高沖模的使用壽命。 根據沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設計落料模時，凹?；境叽鐟〗咏虻扔诹慵淖钚O限尺寸；設計沖孔模時，凸?；境叽鐒t取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度，凸、凹模磨損留量在公差范圍內的0.5-1.0之間。磨損量用xΔ表示，其中Δ為沖件的公差值，x為磨損系數，其值在0.5-1.0之間，與沖件制造精度有關，可按下列關系選?。毫慵菼T10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。 不管落料還是沖孔，沖裁間隙一律采用最小合理間隙值（Zmin）。選擇模具制造公差時，一般沖模精度較零件高3-4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7級選?。粚τ谛螤顝碗s的刃口尺寸制造偏差可按零件相應部位公差值的1/4來選??；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取沖件相應部位公差值的1/8并冠以（±）；若零件沒有標注公差，則可按IT14級取值。 零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應按“入體”原則標注單向公差，即：落料件上偏差為零，只標注下偏差；沖孔件下偏差為零，只標注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標注的，則應換算成單向標注。磨損后無變化的尺寸除外。 對外輪廓的落料，由于形狀較復雜，故采用配合的加工方法。其凸、凹模刃口部分尺寸計算如下： 當以凹模為基準件時，凹模磨損后，刃口尺寸有的增大，有的減小。 增大尺寸有：15，5，37.8，35，它在沖孔凸模上相當于落料凹模尺寸，故按一般落料凹尺寸公式計算。 由文獻[3，表3-8]得因數x為：對3、17，12，△0.50時，所以有 15d=(15.15-0.5×0.3) =15 5d=(5.05-0.5×0.1) =5 35d=(35.2-0.5×0.4) =35 37.8d=(38-0.5×0.4) =37.8 由文獻[3，表3-5]得Zmin＝0.16mm，凸模尺寸按凹模實際尺寸配做，保證雙邊間隙為(0.25 +0.16)/2=0.20mm，具體零件尺寸看零件圖。 3.5.3.彎曲工作部分尺寸計算 （1）凸模圓角半徑 由于此件圓角半徑（r=0.5mm）較小，凸模圓角半徑可取R=0.5。 （2）凹模圓角半徑 凹模圓角半徑不能過小，以免增加彎曲力，擦傷工件表面。此工件單邊彎曲，屬于不對稱件，為方便模具設計，保證模具壽命，采用對稱兩件設計，凹模圓角半徑應取大小一致。凹模圓角半徑一般按材料厚度t來選取。本設計中取1.5t=R2，同時工件屬于對稱件，為防止在沖壓過程中，模具收力不均勻現象，需要用一模兩件的方法，最后切斷，中間部分做載體。 （3）凹模工作部分深度的設計計算 凹模工作部分的深度將決定板料的進模深度，同時也影響到彎曲件直邊的平直度，對工件的尺寸精度造成一定的影響。一般情況下，凹模工作部分深度可查相關設計資料即能滿足彎曲件的要求。 （4）凸、凹模間隙 彎曲模的凸凹模間隙是指單邊間隙Z。間隙越小，則彎曲力越大，間隙過小，會使制件邊部厚變薄，降低凹模壽命。間隙過大，則回彈大，降低制件精度。凸、凹模間隙Z可按下式計算 Z＝t+Ct 式中 Z彎曲模凸、凹模單邊間隙； t材料厚度（基本尺寸）； C間隙系數； 由文獻[3，表5-11]得C＝0.02 所以 Z＝1.4＋0.02×2＝1.44mm 3.6.凸模、凹模的結構設計 模具結構比較復雜，但從單獨的各個工序分開看，模具就簡單多了，首先，就切側刃和沖孔，切廢料，就類似沖孔模，由于需要卸料板壓住材料，才能繼續(xù)沖壓，所以沖頭和切側刃的沖頭都可以設計成直柱的形塊。尺寸標注如下圖3-3所示。 圖3-3　切斷凸模零件圖 圖3-4　沖圓孔凸模零件圖 圖3-5　切側刃凸模零件圖 凹模的刃口形式，考慮到生產批量較大，所以采用刃口強度較高的凹模，如圖3-4所示的刃口形式。凹模的外形尺寸，由文獻[3，式4-7，式4-8]計算：H＝kb=0.24×150.6=36.144mm，取H＝35mm，C=1-1.5H=35-52.5mm，由于產品向下彎曲，產品彎曲的高度為33.6，考慮到切斷后產品順利脫離模具，建議設計凹模時厚度需要增加，達到40mm以上，本次設計45mm厚，尺寸標注如下圖所示：最后切斷兩邊加工斜邊，方便切斷的產品從凹模兩邊自然滑下，能夠保證條料自然送料。 圖3-4　凹模零件圖 本模具為連續(xù)沖壓模，因此除沖孔凸模和凹模外，還會有彎曲凸模。凸模是本模具中的關鍵零件。 圖3-5　彎曲凸模零件圖 凸模結構如圖所示，通過過盈配合固定在凸模固定板上。由于變曲件圓角半徑較小，所以凸模過渡圓角半徑取R2，符合生產實際要求。 凸模的材料選用與凹模材料相同，為Cr12MoV，工作部分熱處理淬硬58 HRC ~62HRC。 3.7.模具總體設計及主要零部件設計 3.7.1.模具總休裝配設計 該連續(xù)模將凹模安裝在下模，沖頭固定在固定板利，安裝在上模上，為典型的正裝結構。 兩個導料板控制條料送進的導向，定位銷和側刃距離控制送料的進距。卸料采用彈性卸料裝置，彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性橡膠組成。沖制的工件在最后的切斷工序后自動脫落模具，從模具上掉下。沖孔的廢料可通過凹模的內孔從沖床臺面孔漏下。 滑塊帶動上?；厣龝r，卸料裝置將箍在凸模上的條料卸下，推件裝置將卡在凹模之間的沖件頂出凹模面，送料裝置繼續(xù)往前送料，這樣，一個沖次就已經完成。 3.7.2.卸料橡皮墊的設計計算 1.確定橡皮墊的自由高度H 沖模工作行程： ＝t+1+4.5=1.4+1+4.5=6.9mm 根據橡皮墊工作行程的取值范圍，橡皮墊的自由高度為 H＝÷（0.30～0.35）（mm） 取0.30,計得H＝23mm。 2.確定橡皮墊的安裝高度 ?。紿×0.90＝20.7mm 3.確定橡皮墊的平面尺寸：根據本沖裁模的結構，橡皮墊設計成圓形 由前面計算得卸料力Pr＝11180KN，根據模具結構初定8塊橡皮墊，每塊橡皮墊分擔的壓力為：Pr／4＝11180／8＝1397.5N,卸料鏍釘選用M8,所以d=11mm,由文獻[2，表3.1-42]計算得 　　　　　　D＝＝19.43mm 　 （3-27） 所以選用直徑為20的樹脂8件即可。 3.7.3.模柄設計 模柄的作用是固定上模座于壓力機滑塊上時使模具的壓力中心與壓力機的壓力中心保證一致。模柄的長度不得大于壓力機滑塊里模柄孔的深度，模柄直徑應與模柄孔一致。本模具選用凸緣模柄，由鏍釘將模柄與上模座連在一起。根據所選擇的沖床為J23-63，由文獻[2，表1.4-22]得，模柄孔尺寸為5070，由文獻[2，表5.2-26]得： 選用通用模柄＝50mm，在與機床配合時，模柄外面可以加上模柄套。 則模柄　A5060 JB/T 7646.6-1994，材料為45#，技術條件按JB/T 7653-1994的規(guī)定。 3.7.4.模架設計 本模具選用中等精度，中、小尺寸沖壓件的對角導柱模架、兩導柱和導套分別裝在上、下模座對角位置，凹模面積是導套前的有效區(qū)域。送料及操作方便，縱向，橫向送料。主要適用于一般精度要求的沖模，不宜用于大型模具，因有彎曲，上模座在導柱上運動不平穩(wěn)，所以模具里需要增加內導柱，使模具保持平衡。再根據凹模設計的結果，由文獻[2，表5.1-3]得，選用模架280240232~264 I GB/T 2851.3，技術條件按JB/T8050-1990的規(guī)定。所以： 上模座：L×B×H=410mm×330mm×45mm， 下模座：L×B×H=410mm×330mm×55mm， 導 柱：d×L=40mm×200mm， 導 套：d×L×D=40mm×100mm×55mm， 3.7.5.墊板設計 　　墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳來的沖壓力，以減小上模板所承受的單位壓力，保護凸模頂端面的上模板面不被凸模頂端壓陷。 　　墊板用45鋼制造，淬火硬度為HRC43～48，上下面須磨平，保證平行。本模具墊板厚度?。?0mm，長、寬尺寸取與凹模長、寬一樣。 3.7.6.凸模固定板設計 凸模要借助于凸模固定板才能安裝在上模板上。凸模固定板厚度可取為凹模厚度的0.5～0.8倍，長寬尺寸比凹模的對應尺寸略小或相同，以減小沖模形成的危險區(qū)的面積。凸模裝入凸模固定板的部位與固定板呈過渡配合，即H7／m6。凸模裝入固定板后，其頂面要與固定板頂面一起磨平。 由于凹模的厚度已定為45mm，所以凸模固定板根據標準定為18mm。外形尺寸同凹模大小相同。 3.7.7.卸料板設計 由于本零件厚度為1.4mm，精度和平整度要求也較高，所以本模具采用彈性卸料裝置，卸料力由橡皮產生。卸料孔與凸模的單邊間距取板料厚度的0.1～0.2倍，卸料板長、寬尺寸取與凹模長、寬一樣的尺寸。 所以，卸料板厚度取為18mm，由于需要讓出導料板的位置空間，所以厚度需要增加至28，長、寬分別為280mm和240mm。 3.7.8.模具的閉合高度 模具閉合高度是指沖床運行到最下點時模具工作狀態(tài)的高度。故模具閉合高度為 H＝Hs+Hb+Hg+Ha+Hj+Hf+Hk+Hy+Hn=45+10+18+45+1.4+21.6+28+18+55=242mm 其中 H—模具閉合高度，mm Hs—上模板厚度，mm Hb--上墊板厚度，mm Hg—凸模固定板厚度，mm Ha—凹模厚度，mm Hj—沖壓件厚度，mm Hf—卸料板厚度，mm Hk—橡膠工作時閉合厚度，mm Hy—下墊板厚度，mm Hn—下模板厚度，mm 3.8.沖壓設備的選擇 3.8.1.公稱壓力的選擇 選擇壓力機時，要根據模具結構來確定，當施力行程較大時（50%～60%）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余，一般壓力機的公稱壓力要大于校正彎曲力的1.5～2倍。在此取了1.8倍，即公稱壓力 P=1.8×3003.203=545.765KN 初選壓力機的公稱壓力為630KN，即J23-63型開式可傾壓力機。 3.8.2.行程次數 選擇用于彎曲的壓力機的行程次數主要考慮以下因素： 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增加； 3.該件為大批量生產，要以較大的行程次數來提高生產效率。 J23-63型壓力機的行程次數有45次/min和90次/min等，依據上述因素綜合分析，選擇了45次/min。 3.8.3.滑塊行程（S） 滑塊行程是指滑塊的最大運動距離，即曲柄旋轉一周，上死點至下死點的距離。其值為曲柄半徑的兩倍：S=2R。 選擇用于彎曲的壓力機的滑塊行程主要考慮以下因素： 1.要保證毛坯放進和工件取出，應使滑塊行程大于工件高度的兩倍以上，。 2.該件為大批量生產，需要以限制行程來增加行程次數，提高生產效率。 J23-63型壓力機的滑塊行程為100mm，大于工件高度的兩倍，滿足產品彎曲時的沖壓行程。 3.8.4.模具閉合高度 壓力機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 壓力機的閉合高度可以通過調整連桿長度來改變其大小，將連桿調至最短時，閉合高度最大，稱最大閉合高度；將連桿調至最長時，閉合高度最小，稱最小閉合高度。J23-63型壓力機的最大閉合高度為330mm，連桿調節(jié)量為65mm，故最小閉合高度為265mm； ② 當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； ③ 模具的閉合高度是指壓力機滑塊在下止點位置時，模具上模座上平面至下模座下平面之間的距離。它與壓力機的配合應該遵守下列關系 (4-16) 如果壓力機上不設置墊板，本例所設計的模具閉合高度H達不到275～325 mm之間，加上墊板，模具閉合高度H就減小。 式中 3.8.5.工作臺面尺寸 壓力機工作臺尺寸應大于下模周界50～70mm。J23-63型的壓力工作臺尺寸（前后左右）為460mm700mm。那么，設計時模具的下模座（寬長）不要超過360mm600mm。 3.8.6.模柄孔尺寸 ，那么，設計時模具的模柄尺寸要與模柄孔匹配。 綜上所述，選用開式雙柱可傾壓力機J23-63符合本模具設計,其具體各參數如下所示： 公稱壓力：630KN 滑塊行程：100mm 最大閉合高度：330mm 連桿調節(jié)量：65mm 工作臺尺寸（前后×左右）：460×700 模柄孔尺寸（直徑mm×深度mm）：Φ50×70 傾斜角度： 3.9.模具的裝配 根椐連續(xù)模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模，并調整間隙、試沖、返修。 序號 工序 工藝說明 １ 凸、凹模預配 １裝配前仔細檢查各凸模開關及尺寸以及凹模形孔，是否符合圖紙要求尺寸精度、形狀。 ２將各凸模分別與相應的凹?？紫嗯洌瑱z查其間隙是否加工均勻。不合適者應重新修磨或更換 ２ 凸模裝配 以凹?？锥ㄎ?，將各凸模分別壓入凸模固定板的形孔中，并擠緊牢固 ３ 裝配下模 １在上模座上劃中心線，按中心預裝凹模、固定板； ２在下模座、導料板上，用已加工好的固定板分別確定其螺孔位置，并分別鉆孔，攻絲； ３將下模座、導料板、凹模、活動導銷銷、樹脂裝在一起，并用螺釘緊固，打入銷釘 ４ 裝配上模 １在已裝好的下模上放等高墊鐵，再在凹模中放入 0.3mm的紙片，然后將凸模與固定板組合裝入凹模； ２預裝上模座，劃出與凸模固定板相應螺孔、銷孔位置并鉆鉸螺孔、銷孔； ３用螺釘將固定板組合、墊板、上模座連接在一起，但不要擰緊； ４將卸料板裝在已裝入固定板的凸模上，裝上橡膠 和卸料螺釘，并調節(jié)橡膠的預壓量，使卸料板高出凸模下端約1mm； ５復查凸、凹模間隙并調整合適后，緊固螺釘； ６安裝導料板、卸料板； ７切紙檢查，合適后打入銷釘 ５ 試沖與調整 裝機試沖根椐試沖結果作相應調整 3.10.本章小結 本章分析了加工該L形片沖壓工序的安排，計算與模具結構的設計，根據零件的特點以及廠里的要求，設計計算并確定模具各零件尺寸，完成了模具總體設計，繪制出模具裝配圖。本章重點與難點是工藝方案，模具結構的確定以及凸模，凹模尺寸的計算，因為它將直接影響零件的質量和模具的合理性。 結　論 模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。經國務院批準，從1997年到2000年，對80多家國有專業(yè)模具廠實行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。所有這些，都充分體現了國務院和國家有關部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。 本設計就是本著這個思想對產品模具進行分析設計，力求設計出技術水平高、經濟效益好的模具，同時也圍繞著對新產品開發(fā)、新產品投入生產這個理念展開設計。L形片零件形狀較為簡單，所以加工工藝也不復雜。通過對零件圖的綜合分析與實習單位的實際生產要求，設計出了最可行的加工方案。零件從坯料到完全成形，本設計共用到了一套模具，即：沖孔，落料，彎曲等多工序的連續(xù)模。本模具有生產率高、精度高的特點，加工過程又不會影響制品尺寸，且下料部分與沖孔部分的毛頭方向相同，這非常符合實習公司的實際生產要求，對單位能保持全國模具行業(yè)的領先地位也有一定的促進作用。 整套模具的設計過程中使用了先進的CAD/CAM技術進行輔助設計，在保證模具高精度的同時簡化了傳統的繁瑣計算過程，使得設計更為便捷。由此可以看到，在大型級進模、高精密、高復雜性、高技術含量先進模具的設計中，使用先進的CAD/CAE/CAM技術進行輔助設計會是一條必經之路。 致 謝 首先感謝學校及學院各位領導的悉心關懷和耐心指導，特別要感謝指導老師給我的指導，在設計和說明書的寫作以及實物制作過程中，我始終得到他的悉心教導和認真指點，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進步，對模具設計與制造的整個工藝流程也有了一個基本的掌握。在他身上，時刻體現著作為科研工作者所特有的嚴謹求實的教學風范，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學要求，端正了我的學習態(tài)度，使我受益匪淺。 另外，還要感謝和我同組的其他同學，他們在尋找資料，解答疑惑，實驗操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。 最后，感謝所有給予我關心和支持的老師和同學使我能如期完成這次畢業(yè)設計。謝謝各位老師和同學！ 感謝學校對我這兩年的培養(yǎng)和教導，感謝學院各位領導各位老師三年如一日的諄諄教導！ 參考文獻 1　盧險峰．模具學導論[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2007.7 2　肖祥苫，王孝培．中國工程模具大典　第4卷　沖壓模具設計[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2007.3 3　吳伯杰．沖壓工藝與模具[M]．北京：電子工業(yè)出版 4　王芳．冷沖壓模具設計指導[M]．北京：機械工業(yè)出版社 5　二代龍震工作室．沖壓模具設計基礎(二版)[M]．北京：電子工業(yè)出版社 6　陳錦昌．計算機工程制圖[M]．廣州：華南理工大學出版社 7　李柱．互換性與測量技術[M]．北京： 高等教育出版社 8　周四新．Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 實例教程[M]．北京：機械工業(yè)出版社2005.7 9 肖祥芷．沖壓模具設計[M]．北京:電子工業(yè)出版社,2007.3 10 朱光力主編. 模具設計與制造實訓.第1版. 北京：高等教育出版社. 2002. 134~156 11 吳詩 主編. 沖壓工藝及模具設計 . 第1版. 西安：西北工業(yè)大學出版社. 2001. 40~45 12 溫松明主編. 互換性與測量技術基礎. 第2版. 長沙：湖南大學出版社. 1998. 4~5 13.馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設計與制造簡明手冊. 第1版.上海：上?？茖W技術出版社. 1985. 1~ 80 14.劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 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