《U形件托架的沖孔落料、彎曲沖壓復合模具設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《U形件托架的沖孔落料、彎曲沖壓復合模具設計（65頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 XXXX大學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 班 級： 姓 名： 學 院： 專 業(yè)： 題 目： U形托架沖孔、彎曲復合工藝研究及模具CAD/CAM 指導教師： 職稱: 職稱: 20**年

2、**月**日 中 文 摘 要 根據(jù)零件圖的設計要求，繪制零件的二維和三維圖，進行沖壓工藝分析，制定工藝方案，編制零件的加工工藝過程卡。設計內(nèi)容還包括，排樣圖設計，總的沖壓力計算機壓力中心計算，刃口尺寸計算，彈簧、橡膠件的計算和選用，凸、凹?；蛲拱寄＝Y構以及其他沖模的，零件的結構設計，繪制模具裝配圖和工作零件圖等。編寫畢業(yè)設計說明書。 比較工藝方案并確定工藝方案。計算毛坯的尺寸，設定各步半成品的尺寸并繪出工序簡圖。計算各個工序的工作壓力，設計并繪出模具簡圖，選取各個合適的零件。了解落料模、彎曲模、沖孔模的特點和需要注意的問題，在模具簡圖的基礎上進行模具結構工藝性分析，

3、進行模具結構設計并選擇沖壓設備。進行凸凹模工作尺寸的計算和設計。 關鍵詞： 工藝方案；模具簡圖；結構設計 Bracket stamping process and die design ABSTRACT According to the plan design requirements for spare parts, rendering parts of the two-dimensional and three-dimensional map, a stamping process analysis, formulation of the program, parts of

4、the process of processing cards. Design elements include, layout design plans, the overall pressure on the computer-pressure center, the edge size, springs, rubber pieces of calculation and choice, punch, matrix or punch matrix of the structure and other parts of the structure design And draw die as

5、sembly and work plans, and other parts. Design Manual prepared by graduation. Comparison of the programme and to identify technology programmes. Rough calculation of the size, each step setting the size of semi-finished products and processes drawn sketch. Calculation of the pressure of work proces

6、ses to design and mold drawn sketch, select the appropriate parts. Learn blanking die, bending die, Piercing Die attention to the characteristics and needs of the problem, in the mold thumbs die structure on the basis of analysis, structural design and choose die stamping equipment. Tuao-size work f

7、or the calculation and design. KEY WORD: Craft project；mold diagram；structure design 目錄 第一章 前言 5 第二章 工藝分析及模具設計 7 2.1 沖壓件工藝性分析 7 2.1.1零件的功用與經(jīng)濟性分析 7 2.1.2零件工藝性分析 7 2.2 工藝方案的設計與確定 10 2.3 材料利用率的計算 11 2.3.1 提高材料的利用率 11 2.3.2 材料利用率的計算 12 2.4.1排樣方法 13 2.4.2搭邊 14 2.4.3計算步距與條料寬度 14 2.5模

8、具結構設計和力的計算 15 2.5.1坯料展開長度的計算 15 2.5.2確定排樣與裁板方案 16 2.5.3計算各工序沖壓力或彎曲力 18 第三章 沖壓設備的選擇 22 3.1 沖壓設備規(guī)格的選擇 23 3.2公稱壓力（噸位） 23 3.3各套模具沖壓設備的選擇 23 3.4 裝模高度 23 3.5 壓力中心的計算 24 第四章 凸模與凹模的刃口尺寸計算 25 4.1沖裁模刃口尺寸計算 26 4.2 彎曲模工作部分尺寸確定 30 第五章 彈性組件的計算與選用及其他模具組件的選擇 37 5.1 彈簧的選用 38 5.2 模具其他部件的選擇 40 5.2.1模架的

9、選擇： 40 5.2.2模柄的選擇： 41 5.2.3模具導向零件的選擇： 41 5.2.4模具定位零件的選擇： 42 5.2.5卸料和出件裝置的選擇： 42 5.2.6墊板的選擇： 42 5.2.7螺釘和銷釘?shù)倪x擇： 42 5.2.8固定板的選擇： 43 5.2.9模具凸凹模的材料選擇： 43 第六章 沖孔凸模的加工與編程 44 6.1 沖孔凸模的工藝設定及加工程序的編制 45 6.1.1工藝過程的設定 45 6.1.2 圖樣分析和決定安裝基準 45 6.1.3 確定工件坐標系 45 6.1.4 加工程序 46 第七章 結 論 47 參 考 文 獻 48

10、 致 謝 48 充值后就可以下載此設計說明書。全套資料包含有相應的word說明書和CAD圖紙（共計9張圖紙及工序卡片2張）和UG制圖若干張。需要全套資料的朋友請加1：或2：，需要其他設計題目直接聯(lián)系?。。? 第一章前言 沖壓工藝在機電產(chǎn)品制造業(yè)中應用十分廣泛，而沖模是實現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備，在制造業(yè)中占有重要的地位。特別是在汽車，拖拉機，航空航天，儀器儀表，機械制造，家用電器，石油化工，輕工日用品等工業(yè)部門得到及其廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計，利用模具制造的零件，在飛機，汽車，拖拉機，電機電器等機電產(chǎn)品中占60％~70％，在電視機，計算

11、機等電子產(chǎn)品中占80％以上，在自行車、手表、洗衣機、電冰箱等輕工產(chǎn)品中占85％。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質量及款式都有越來越高的要求。為了滿足人類的需要，世界上各個工業(yè)發(fā)達國家都十分重視模具技術的開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進技術和設備，提高模具制造水平，并取得了顯著的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)在大家都認識到，研究和發(fā)展模具技術，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展具有特特別重要的意義。模具技術已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。 目前，我國經(jīng)濟仍處于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)濟全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機遇。一方面，國內(nèi)模具市場將繼續(xù)

12、高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國轉移以及跨國集團到我國進行模具采購趨向也十分明顯。因此，放眼未來，國際、國內(nèi)的模具市場總體發(fā)展趨勢前景看好，預計中國模具將在良好的市場環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國不但會成為模具大國，而且一定逐步向模具制造強國的行列邁進?！笆晃濉逼陂g，中國模具工業(yè)水平不僅在量和質的方面有很大提高，而且行業(yè)結構、產(chǎn)品水平、開發(fā)創(chuàng)新能力、企業(yè)的體制與機制以及技術進步的方面也會取得較大發(fā)展。 模具技術集合了機械、電子、化學、光學、材料、計算機、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡等諸多學科，是一個綜合性多學科的系統(tǒng)工程。模具技術的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟的方向發(fā)展

13、，模具產(chǎn)品的技術含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術集成化、設備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展。我國模具行業(yè)今后仍需提高的共性技術有： (1)建立在CAD/CAE平臺上的先進模具設計技術，提高模具設計的現(xiàn)代化、信息化、智能化、標準化水平。 (2)建立在CAM/CAPP基礎上的先進模具加工技術與先進制造技術相結合，提高模具加工的自動化水平與生產(chǎn)效率。 (3)模具生產(chǎn)企業(yè)的信息化管理技術。例如PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）、ERP（企業(yè)資源管理）、MIS（模具制造管理信息系統(tǒng)）及INTERMET平臺等信息網(wǎng)絡

14、技術的應用、推廣及發(fā)展。 (4)高速、高精、復合模具加工技術的研究與應用。例如超精沖壓模具制造技術、精密塑料和壓鑄模具制造技術等。 (5)提高模具生產(chǎn)效率、降低成本和縮短模具生產(chǎn)周期的各種快速經(jīng)濟模具制造技術。 (6)先進制造技術的應用。例如熱流道技術、氣輔技術、虛擬技術、納米技術、高速掃描技術、逆向工程、并行工程等技術在模具研究、開發(fā)、加工過程中的應用。 (7)原材料在模具中成形的仿真技術。 (8)先進的模具加工和專有設備的研究與開發(fā)。 (9)模具及模具標準件、重要輔件的標準化技術。 (10)模具及其制品的檢測技術。 (11)優(yōu)質、新型模具材料的研究與開發(fā)及其正確應用。 (

15、12)模具生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)代化管理技術。 模具行業(yè)在“十一五”期間需要解決的重點關鍵技術應是模具信息化、數(shù)字化技術和精密、超精、高速、高效制造技術方面的突破。 隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高。模具標準件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標準件也必須重點發(fā)展，而且其發(fā)展速度應快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國模具標準化水平，從而提高模具質量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。 我這次畢業(yè)設計的題目是“U形托架沖孔、彎曲復合工藝研究及模CAD/CAM”，正是對該行業(yè)的一次積極嘗試。我將

16、積極的了解該行業(yè)的一些技術規(guī)范，綜合所學的知識，盡量提高設計的軟件平臺，使設計更加數(shù)字信息化，保證設計質量，最終設計出符合要求的沖壓模具。 第二章 工藝分析及模具設計 2.1 沖壓件工藝性分析 2.1.1零件的功用與經(jīng)濟性分析 該零件是某機械產(chǎn)品上的一個支撐托架，托架的￠10mm孔內(nèi)裝有芯軸，并通過四個￠5孔與機身連接。零件的工作部分受力不大，對其強度和剛度的要求不太高。該零件的生產(chǎn)批量為2萬件/年，屬于中批量生產(chǎn)，外形簡單對稱，材料為一般沖壓用鋼，材料沖壓加工經(jīng)濟性良好。（如圖1-1）

17、 圖1-1 零件圖 2.1.2零件工藝性分析 托架為有五個孔的四角彎曲件。 其中五孔的公差均為IT9級，其余尺寸自由公差。各孔的尺寸精度在沖裁允許的精度范圍以內(nèi)，且孔徑均大于允許的最小孔徑，故可以沖裁。4-￠5mm孔的孔邊距圓角變形區(qū)太近，易使孔變形，且彎曲后的回彈也影響孔距尺寸40 mm,故4-￠5mm孔應在彎曲后沖出。而￠10mm孔距圓角變形區(qū)較遠，為簡化模具結構和便于彎曲時坯料的定位，宜在彎曲前與坯料一起沖出。彎曲部分的相對圓角半徑r/t均等于1，大于《沖壓工藝與模具設計》表4-5所列的最小相對彎曲,可以彎曲。零件的材料0

18、8F鋼，其沖壓成形性能較好。 由此可知，該托架零件的沖壓工藝性良好，便于沖壓成形。但應注意適當控制彎曲時的回彈，并且避免彎曲劃傷零件表面。 該工件的彎曲成形，有圖1-2 所示的三種方法。 （a） (b) (c) 圖1-2 托架彎曲成形方式 (1) 第一種方法（圖a）優(yōu)點是用一副模具成形四個直彎角，可以提高生產(chǎn)率，減少壓力機和操作人員的數(shù)量。但有以下缺點： ① 彎曲力較大，模具壽命低。 ② 工作表面易擦傷，產(chǎn)生劃痕。 ③ 工件形狀和尺寸不精確，彎曲處材料

19、變薄嚴重。由于在彎曲過程中，凸、凹圓角處阻力較大，而且不能有效的利用校正回彈的彎曲方法。 圖1-3 沖孔落料模 圖1-4 首次彎曲模 圖1-5 二次彎曲模 圖1-6 沖4-￠5孔模 （2）第二種方法（圖b）采用兩副模具，第一副模具彎曲端部兩角，第二副模具彎曲中間的兩角。雖然，彎曲變形的程度要比第一種方式緩和得多，需要的彎曲力也較小，模具的工作條件也

20、大為改善，但工件回彈不易控制，還由于工序分散增加了生產(chǎn)時間，壓力機和操作人員都要相應增加。 （3）第三種方式（圖c）先在一副模具上彎曲端部兩角，同時中間兩角處彎成45度，然后用另一副模具再將中間兩角彎曲成90度。由于這一方案能夠實現(xiàn)過彎曲和校正彎曲，因而工件的回彈容易控制，工件的形狀和尺寸比較精確。此外，在彎曲過程中材料受凸凹模的摩擦阻力較小，工件可以獲得較好的表面質量，模具的壽命也可以提高。 彎曲件的孔，應盡可能在平面狀坯料時沖出，這樣可簡化模具的結構。工件上￠10mm孔的邊緣與彎曲半徑中心距離為6mm（大于料厚1.5mm）,彎曲時不會引起孔的變形，因此，￠10mm孔可以在彎曲前沖出，并

21、可作為后續(xù)工序的定位孔?！?mm孔的邊緣與彎曲半徑中心線的距離為1.5mm(和料厚相等)，彎曲時孔容易引起變形，中心距也不易控制，故只能在彎曲后沖出。 2.2 工藝方案的設計與確定 沖壓該零件所需的基本工序為落料、彎曲、沖孔。因此，沖壓該工件的工藝方案可能有以下幾種。 方案一：沖￠10mm孔和落料復合-彎曲兩外角預彎兩內(nèi)角-彎曲兩內(nèi)角-沖￠5mm四孔。 方案二：沖￠10mm孔與落料復合-彎曲外部兩角-彎曲中間兩角并沖￠5mm四孔。 方案三：沖￠10mm孔和落料復合-彎曲四個角-沖￠5mm四孔。 方案四：沖￠10mm孔和落料復合-兩次彎曲四角（復合模）-沖￠5mm四孔。 方案五：

22、沖￠10mm孔、沖￠5mm四孔和落料復合-兩次彎曲四角（復合模）。 方案六：工序組合，采用帶料級進沖壓。 上述的一至六方案中： 方案一的優(yōu)點是模具結構簡單，模具壽命長，制造周期短，投產(chǎn)快。工件的回彈容易控制，尺寸和形狀精確，表面質量高，各工序（除第一工序外）都能用￠10mm孔和一個側面定位，定位基準一致，且與設計基準重合。操作比較方便。缺點是工序分散，模具副數(shù)多，占用壓力機和操作人員多，勞動量大。 方案二的優(yōu)點是模具結構簡單，投產(chǎn)快，壽命長。但回彈難以控制，尺寸和形狀不易精確，而且工序分散，勞動量大，占用設備和操作人員多。 方案三工序比較集中，占用設備和人員少，但模具壽命短，工件質量

23、（精度和表面粗糙度）差。 方案四的優(yōu)點是工序比較集中，從制件成型角度看，本質上與方案二相同，但模具結構復雜。 方案五本質上與方案三相同，只是采用了結構復雜的級進模。 方案六的優(yōu)點是工序最集中，生產(chǎn)效率高。缺點是模具結構相當復雜，安裝、調試、維修困難，制造周期也長。 綜上所述，由于該沖壓工件的批量不大，故以選擇方案一較合適。 2.3 材料利用率的計算 2.3.1 提高材料的利用率 在大批大量生產(chǎn)中，沖壓件的材料費用要占總成本的60%～80%之多。因此，材料利用率每提高1%，則可以使沖件的成本降低0.4%～0.5%。在沖壓工作中，節(jié)約金屬和減少廢料具有非常重要的意義，特別是在大批量

24、的生產(chǎn)中，較好地確定沖件的開頭尺寸和合理排樣是降低成本的有效措施之一。 沖裁零件在板料、條料或帶料上布置的方法稱為沖裁工作的排樣法。其目的在于保證在最低的材料消耗和最高的勞動生產(chǎn)條件下，得到符合技術條件要求的沖件。由于材料的經(jīng)濟利用直接決定于沖壓件的制造方法和排樣方法，所以在沖壓生產(chǎn)中，可以按工件在板料上排樣的合理程度-沖裁某一工件的有用面積與所用板料的總面積的百分比-即材料的利用率作為衡量排樣合理性的指標。 2.3.2 材料利用率的計算 材料利用率的計算公式為： 式中：——材料利用率，

25、 F——沖件的有用面積， ——材料的總面積， ——沖裁該工件時所產(chǎn)生的廢料面積。 要提高材料利用率，就必須減少廢料面積。沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料可分為結構廢料與工藝廢料兩種。結構廢料是由工件的形狀決定的，其中約有6%損失在不合理的幾何形狀方面；而損失在不能利用的廢料上（如沖孔）約占20%。工藝廢料則是由沖壓方式和排樣方式所決定的，包括搭邊、料頭和料尾。損失在搭邊方面的廢料一般約占8%～10%；沖裁過程中出現(xiàn)的料頭和料尾在條料上不夠一個整個沖件的條料約占0.5%～10%。 從這里可以看出，在工藝設計中，若能減小廢料面積的大小，則就可以提高材料的利用率。這在

26、確定排樣的方法時，應建立起保證金屬完全利用的排樣，設法減少工藝廢料。對于有些零件如果適當?shù)匦薷牧慵慕Y構形狀，則可以減少設計廢料。對于同樣厚度、不同形狀沖件的沖制，可以相互套料，采用混合排樣，有時也可將大型零件的設計廢料作為小零件的毛坯等，以提高材料的利用率。 排樣設計的內(nèi)容包括選擇排樣方法；確定搭邊的數(shù)值；計算條料寬度及送料步距；畫出排樣圖。有必要時還應核算材料的利用率。 2.4 沖裁工件的排樣和搭邊 2.4.1排樣方法 根據(jù)材料經(jīng)濟利用的程度，排樣方法可以分為： A 有廢料排樣法 有廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間，都有工藝余料（稱搭邊）存在，沖裁是沿

27、著沖裁件的封閉輪廓進行，所以沖裁件質量較好，模具壽命較長，但材料利用率較低，常用于沖裁形狀復雜、尺寸精度要求較高的沖件。 B 少廢料排樣法 少廢料排樣法是只有在沖裁件與沖裁件之間或只有在沖裁件與條料側邊之間留有搭邊，而在沖裁件與條料側邊或在沖裁件與沖裁件之間無搭邊存在。用這種排樣方法沖裁出來的沖件質量稍差，同時邊緣毛刺易被凸模帶入間隙而影響沖模壽命，但材料的利用率較高，沖模結構簡單，一般用于形狀較規(guī)則、某些尺寸精度要求不高的沖件。 C 無廢料排樣法 無廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間均無搭邊存在。這種排樣方法的沖裁件實際上是直接由切斷條料獲得，所以材料利用率

28、可達85％～95％。采用少、無廢料的排樣法，材料利用率高，不但有利于一模獲得多個沖裁件，而且可以簡化模具結構、降低沖裁件。但少、無廢料排樣的應用范圍有一定的局限性，受到工件形狀、結構的限制、且由于條料本身的寬度公差以及條料導向與定位所產(chǎn)生的誤差會直接影響沖裁件尺寸二使沖裁件的精度降低。同時，往往因模具單面受力而加快磨損，降低模具壽命，也會直接影響沖裁件的斷面質量。因此，排樣時必須全面權衡利弊。 上述3種排樣方法，根據(jù)沖裁件在條料上的不同排列形式，又可分為直排，斜排，直對排、斜對排、混合排、多排及沖裁搭邊等7種?？梢愿鶕?jù)不同的沖裁件形狀加以選用。 在實際確定排樣時，通常可先根據(jù)沖件的形狀和尺

29、寸列出幾種可能的排樣方案（形狀復雜的沖件可以用紙片剪成3～5個樣件，再用樣件擺出各種不同的排樣方案），然后再綜合考慮沖件的精度、批量、經(jīng)濟性、模具的結構與壽命、生產(chǎn)率、操作與安全，以及原材料的供應等各方面因素，最后確定出最合理的排樣方法。確定排樣方案時應遵循的原則是：保證在最低的材料消耗和最高勞動生產(chǎn)率條件下得到符合技術要求的零件，同時要考慮方便生產(chǎn)操作，使沖模的結構簡單，壽命長，并能適應車間生產(chǎn)條件和原材料的供應等情況。 2.4.2搭邊 搭邊是指排樣時沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料邊緣之間留下的工藝廢料。 搭邊具有以下作用：補償定位誤差和送料誤差，保證沖出合格的零件；增加條料剛度，

30、方便條料送進，提高生產(chǎn)效率；避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，提高模具壽命等。 搭邊值的大小要合理。搭邊值過大時，材料利用率低；搭邊值過小時，達不到其在沖裁工藝中所起的作用。因此在實際確定搭邊值時，應主要考慮以下因素。 （1） 材料的機械性能 軟材料和脆材料的搭邊值取大一些，硬材料的搭邊值可取小一些。 （2） 沖件的形狀與尺寸 沖件的形狀復雜或尺寸較大時，搭邊值取大些。 （3） 材料的厚度 厚材料的搭邊值要取大一些。 （4） 送料及擋料方式 用手工送料，且有側壓裝置的搭邊值可以取小一些，用側刃定距可以比用擋料銷定距的搭邊值小一些。 （5） 卸料方式

31、 彈性卸料比剛性卸料的搭邊值要小一些。 搭邊值一般根據(jù)經(jīng)驗來確定，推薦的合理搭邊值見《新編實用沖壓模具設計手冊》第62頁表2-29至表2-31。 2.4.3計算步距與條料寬度 選定排樣方法和確定搭邊值之后，就要計算送料步距和條料寬度，這樣才能畫出排樣圖。 A 送料步距A 條料在模具上每次送進的距離成為送料步距（簡稱步距或進距）。每個步距可以沖出一個零件，也可以沖出幾個零件。送料步距的大小應為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離。每次只沖出一個零件的步距A的計算公式為： A=D+a 式中 D——平行與送料方向的沖裁件寬度； a—— 沖裁件之間的搭邊值。 B

32、 條料寬度B 條料式由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，剪裁時的公差帶分布規(guī)定上偏差為零，下偏差為負值。條料在模具上送進時一般都有導向，當是使用導料板導向而無測壓裝置時，在寬度方向也會產(chǎn)生送料誤差。條料寬度B的計算應保證在這二種誤差的影響下，仍能保證在沖裁件與條料側邊之間有一定的搭邊值。當用手將條料緊貼搭邊導料板時，條料寬度按下式計算： 式中 D——沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸； ——沖裁件與條料側邊之間的搭邊； ——板料剪裁時的下偏差。 2.5模具結構設計和力的計算 2.5.1坯料展開長度的計算 如圖7，此彎曲件的r/t>0.5,這類彎曲件的相對彎曲半徑較大，彎曲成形

33、過程中毛壞的變薄現(xiàn)象不嚴重，可按毛坯長度等于彎曲件直線長度與彎曲部分應變中性層長度之和的原則計算，即 。 圖1-7 零件圖 = =+92+13105(mm) 式中 ─毛坯展開總長度，mm； ─彎曲中心角,（）； ─彎曲件的內(nèi)彎曲半徑,mm； ─材料厚度，mm； ─中性層位移系數(shù)，其值由《新編實用沖壓模具設計手冊》表3-9查得。 2.5.2確定排樣與裁板方案 坯料形狀為矩形，

34、采用單排最為適宜。取搭邊=2 mm, =1.8m,則 條料寬度 進距 s =30+1.5=31.5(mm) 板料規(guī)格選用。 （1）采用縱剪法時： 每板條料數(shù)= 900109=8(條)，余36mm 每條零件數(shù)==57(件) 36mm1800mm余料利用件數(shù)=16(件) 每條零件數(shù)=857+16=472(件) 材料利用率 = 式中 ：一張板料（或條料、帶料）上沖裁件的總數(shù)目； ：一個沖裁件的實際面積，mm2； L：板料（或條料、帶料）的長度； ：板料（或條料、帶料）的寬度。 （2）采用橫剪法時： 每板條料數(shù)= 180

35、0109=16(條)，余72mm 每條零件數(shù) ==28(件) 72mm900mm 余料利用數(shù) (件) 每條零件數(shù)=1628+16=464(件) 86.4 由以上計算可知，縱剪法的材料利用率更高。從彎曲線與纖維方向之間的關系看，橫裁法較好。但由于材料08F鋼的塑性較好，不會出現(xiàn)彎裂現(xiàn)象，故采用用縱剪法排樣，以降底成本，提高經(jīng)濟性。 2.5.3計算各工序沖壓力或彎曲力 （1）沖壓力的計算 沖裁力是沖裁時凸模與凹模相對運動使工件與板料分離所需的力，它與材料厚度、工件周邊長度及材料的力學性能等參數(shù)有關。沖裁力是設計模具、選擇壓力機的重要參數(shù)，計算沖裁力的目的是為了合理地選用沖壓設備

36、和設計模具。在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進入板料的深度（凸模行程）而變化的。圖1-8 所示為沖裁08鋼時的沖裁力變化曲線，圖中AB段是沖裁的彈性變形階段，BC段是塑性變形階段，B點為沖裁力的最大值，在此點材料開始被剪裂，CD段為斷裂分離階段，CD段是凸?？朔c材料間的摩擦和將材料從凹模內(nèi)推出所需的壓力。通常，沖裁力是沖裁過程中的最大值（即圖中B點壓力） 圖1-8 沖裁的三個階段 工序1:（落料沖孔復合）。采用圖（圖1-3）模具結構形式，則 沖裁力 式中：─沖裁力，N； ─沖件周邊長度，

37、mm； ─材料厚度，mm； ─材料抗拉強度，MPa；1.3。 卸料力 推料力 頂件力 （N） 沖壓總力 214KN 式中 Kx 、KT 、KD ─分別為卸料力系數(shù)、推料力系數(shù)和頂料力系數(shù)。 壓力機公稱壓力的確定應大于或等于沖裁時總壓力的1.1~1.3倍，即 P 278KN 對于落料沖孔工序，壓力機的公稱壓力機為J23-40壓力機。 （2）彎曲力的計算 彎曲力是設計彎曲模和選擇壓力機的重要依據(jù)之一，特別是彎曲坯料較厚、彎曲線校長、相對彎曲半徑較小、材料強度較大的彎曲件時，必須對彎曲力進行計算。

38、 圖1-9所示為各彎曲階段彎曲力F隨凸模行程S的變化關系。由圖可知 圖1-9 彎曲三個階段 各彎曲階段的彎曲力是不同的；彈性階段彎曲力較小，可以略去不計；自由彎曲階段的彎曲力基本不隨凸模行程的變化而變化；校正彎曲力隨行程急劇增加。彎曲力不僅與彎曲變形過程有關，還與坯料尺寸、材料性能、零件形狀、彎曲方式、模具結構等多種因素有關，因此用理論公式來計算彎曲力不但計算復雜，而且精確度不高。實際生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式進行概略計算。 工序 2:（彎兩角并使內(nèi)角預彎45度）。采用圖（圖1-4）所示模具結構形式，按V形件約束彎曲計算，則 彎曲力 壓料力 沖壓總力 式中 F自

39、 ─自由彎曲在沖壓行程結束時的彎曲力，N; ─彎曲件的寬度，mm; ─彎曲件材料厚度，mm; ─材料的抗拉強度，Mpa; K─安全系數(shù)，一般取K=1.3; r─彎曲件的內(nèi)彎曲半徑，mm。 壓力機公稱壓力的確定應大于或等于彎曲時總壓力的1.6~1.8倍，即 P = 工序 3 : (彎兩內(nèi)角)。采用圖（圖1-5）模具結構形式，按校正彎曲計算，則 式中─校正彎曲力， N; ─校正部分在垂直于凸模運動方向上的投影面積，

40、 ─單位面積校正力，Mpa。 壓力機公稱壓力的確定應大于或等于彎曲時總壓力的1.1~1.3倍，即 P =1.2 工序 4:（沖4-￠5mm孔）。采用圖 (圖1-6) 所示模具結構形式，則 沖裁力 卸料力 推件力 沖壓總力 式中F ─沖裁力，N； ─沖件周邊長度，mm； ─材料厚度，mm； ─材料抗拉強度，MPa，； ─卸料力系數(shù)； ─推料力系數(shù)。 壓力機公稱壓力的確定應大于或等于沖裁時總壓力的1.1~1.3倍，即 P = 第三章 沖壓設備的選擇 沖壓設

41、備類型的選擇，主要是跟據(jù)沖壓工藝性質、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來確定。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設備種類很多，先用沖壓設備時主要應考慮下述因素： （1）沖壓設備的類型和工作形式是否適用于應完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求； （2）沖壓設備的壓力和功率是否滿足應完成工序的需要； （3）沖壓設備的裝模高度、工作臺面尺寸、行程等是否適合應完成工序所用的模具； （4）沖壓設備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。 對于中小型沖裁件、彎曲件或拉深件等，主要選用開式機械壓力機。開式壓力機剛度不高，并且在較大沖壓力的作用下床身的變形會改變沖模間隙分布、降低模具壽命和沖壓件

42、表面質量，但由于它提供了極為方便的操作條件和易于安裝機械化附屬裝置的特點，所以目前仍是中小型沖壓件生產(chǎn)的主要設備。另外，在中小型沖壓件生產(chǎn)中，若采用導板?；蚬ぷ鲿r要求導柱導套不脫離的模具，應選用行程較小的偏心壓力機。 3.1 沖壓設備規(guī)格的選擇 在壓力機的類型選定之后，應進一步根據(jù)變形工序的特點，變形力的大小、沖壓件與毛坯的形狀和尺寸、模具參數(shù)和操作上的要求來確定設備的規(guī)格。 3.2公稱壓力（噸位） 壓力機的承受能力受壓力機本身各主要構件強度的限制其滑塊上縮容許承受的最大作用力時隨曲柄轉角位置的不同而變化的。公稱壓力是指滑塊離下死點前某一特定的距離（此距離稱為公稱壓力行程）或轉到離下

43、死點前某一特定的角度（此特定角度稱為公稱壓力角）時，滑塊上所容許承受的最大作用力。在選擇壓力及噸位時，應保證在全行程范圍內(nèi)，壓力機的需用負荷在任何時刻均大于相應時刻所需變形力的總和。也就時說，應該使在一次行程內(nèi)所要完成的各種沖壓工序要需力的合力曲線，在全行程范圍內(nèi)均低于壓力機的需用負荷曲線。在使用中，對于如一般的落料、沖孔等工序可直接按壓力機的公稱壓力。 3.3各套模具沖壓設備的選擇 本零件各工序中只有沖裁和彎曲兩種沖壓工藝方法，且沖壓均選用開式可傾式壓力機。根據(jù)所計算的各工序沖壓大小，考慮零件尺寸和可能的模具閉合高度，工序1（落料沖孔復合工序）整套模具閉合高度228mm，所以選沖壓設備J

44、23-40開式雙柱可傾式壓力機。工序2（首次彎曲工序）整套模具閉合高度196mm，所以選沖壓設備J23-35開式雙柱可傾式壓力機。工序3（二次彎曲工序）整套模具閉合高度178mm，所以選沖壓設備J23-25開式雙柱可傾式壓力機。工序4（沖孔工序）整套模具閉合高度176mm，所以選沖壓設備J23-25開式雙柱可傾式壓力機。 3.4 裝模高度 壓力機的裝模高度是指滑塊在下死點位置時，滑塊下表面到工作墊板上表面的距離。裝模高度加上墊板厚度即為壓力機的封閉高度。沒有墊板的壓力機，其裝模高度與封閉高度相等。模具的封閉高度是指工作行程終了時，模具上模座上表面與下模座下表面之間的距離。選擇壓力機時，必須

45、使模具的封閉高度介于壓力機的最大裝模高度與最小裝模高度之間，一般應滿足 式中 ——連桿調節(jié)到最短時，壓力機的裝模高度，即最大裝模高度； ——連桿調節(jié)到最長時壓力機的裝模高度，即最小裝模高度； ——模具的封閉高度，mm； ——壓力機的工作墊板厚度，mm； ——壓力機最大裝模高度，mm； ——壓力機最小裝模高度，mm。 J23-40沖模的閉合高度 =280mm，245mm

46、. 235mmH175mm J23-35沖模的閉合高度 =260mm，220mm. 215mmH165mm J23-25沖模的閉合高度 =240mm，200mm. 215mmH175mm 3.5 壓力中心的計算 沖裁力合力的作用點稱為沖模的壓力中心。要使沖壓模具正常地工作，必須使壓力中心與模柄的中心線相互重合，從而使壓力中心與所選沖壓設備滑塊的中心相重合。否則在沖壓時將產(chǎn)生彎矩，使沖壓設備的滑塊和模具發(fā)生歪斜，引起凸、凹模間隙不均勻，刃口迅速變鈍，并使沖壓設備和模具的導向機構產(chǎn)生不均勻磨損。 沖壓形狀對稱的沖壓件，如圓形

47、、正多邊形、矩形時，壓力中心位于其對稱中心線的交點，即幾何中心上。沖壓形狀不對稱的沖壓件和多工位連續(xù)沖壓的壓力中心位于其形狀的重心，例如沖裁弧形件時，壓力中心即為該弧形的重心。對復雜形狀的沖裁，多凸模的沖孔及多工位連續(xù)沖壓確定壓力中心更為重要。 本次設計中，第一副落料沖孔模沖的是一個的孔，其壓力中心就位于矩形板料的幾何中心上，即孔的圓心上。第四副沖孔模沖的是四個的孔，由于其四個孔是對稱分布的，所以其壓力中心位于四個孔所在零件平面的幾何中心上。 第四章 凸模與凹模的刃口尺寸計算 沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸精度，合理間隙的數(shù)值也必須靠模具刃口的尺寸及公差來保證。正確確定模具

48、刃口尺寸及其公差，將會直接影響到?jīng)_裁生產(chǎn)的技術經(jīng)濟效果，因此它是設計沖裁模的主要任務之一。 凸、凹模刃口尺寸和公差的確定，直接影響沖裁生產(chǎn)的技術經(jīng)濟效果，是沖裁模設計的重要環(huán)節(jié)，必須根據(jù)沖裁的變形規(guī)律、沖裁模的磨損規(guī)律和經(jīng)濟的合理性綜合考慮，遵循以下原則。 （1）．設計落料模時，應以凹模尺寸為基準，間隙取在凸模上，靠減小其尺寸獲得；設計沖孔模時，應以凸模尺寸為基準，間隙取在凹模上，靠增大其尺寸獲得。 （2）．根據(jù)沖模的磨損規(guī)律，凹模的磨損使落料件輪廓尺寸增大，因此，設計落料模時，凹模的刃口尺寸應等于或接近工件的下極限尺寸；凸模的磨損使沖孔件的孔徑尺寸減小，因此，設計沖孔模時，凸模的刀口尺

49、寸應等于或接近工件的上極限尺寸。 （3）．沖裁模的使用中，磨損間隙值將不斷增大，因此，設計時無論是落料模還是沖孔模，新模具都必須選取最小合理間隙，使模具具有較長的壽命。 （4）．根據(jù)工件尺寸公差的要求，確定模具刃口尺寸的公差等級，見表1。 模具刃口尺寸公差 料厚t/mm 0.5 0.8 1 1.5 2 3 4 5 6 8 10 12 IT6～IT7 IT8 IT8 IT9 IT10 IT10 IT7～T8 IT9 IT10 IT10 IT12 IT12 IT12 IT

50、9 IT12 IT12 IT12 IT12 IT12 IT14 IT14 IT14 IT14 表1 模具刃口尺寸的公差與沖裁件尺寸公差的關系 4.1沖裁模刃口尺寸計算 計算沖孔、落料兩種情況的凸、凹模刃口尺寸。 1．沖孔 根據(jù)以上原則，應首先確定凸模的刃口尺寸，使凸?；境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸，再按最小合理間隙值增大凹模尺寸。凸模制造偏差取負值，凹模制造偏差取正值。設工件孔的尺寸為 ，則沖孔 凸、凹模刃口尺寸的計算公式如下 2．落料 根據(jù)以上原則，落料時應首先確定凹模的刃口尺寸，使凹模基本

51、尺寸接近或等于落料件的最小極限尺寸，再按最小合理間隙值減小凸模尺寸。凹模制造偏差取正值，凸模制造偏差取負值。設落料件的尺寸為，則落料凹、凸模刃口尺寸的計算公式如下 凹模刃口尺寸 凸模刃口尺寸 式中、——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm； 、——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mm； D、d——落料、沖孔件的尺寸，mm； ——磨損系數(shù)，當沖壓件尺寸公差為IT10級以上時，取k=1；IT11～IT12級時，取k=0.75；IT14級以下時，取k=0.5； ——雙面間隙，mm；

52、 ——工件公差，mm； T——凸模和凹模的制造公差，mm。 3. 孔心距 當工件上需要沖制多個孔時，孔中心距的尺寸精度由凹?？仔木啾ＷC。由于凸、凹模的刃口尺寸磨損不影響孔心距的變化，故凹?？仔木嗟幕境叽缛≡诠ぜ仔木喙顜У闹悬c上，按雙向對稱偏差標注，可按下列公式計算 式中 ——凹?？字行木嗟某叽?，公差取工件公差的1/4，即； ——工件孔的最小極限尺寸,mm； ——工件孔距公差，mm。 從《沖壓模具與制造》表2-5

53、可查出間隙范圍為（9%～12%）t,則=0.132mm ,=0.240mm,。 從《沖壓模具與制造》表2-9查出尺寸10mm 的=0.5，尺寸104mm的=1.0,尺寸30mm的=1.0。10mm孔為IT9級精度，因尺寸較小，查表2-5凸、凹模的制造精度都取9級精度，則，。 尺寸104mm為IT9級精度，公差=0.087mm ,落料凸凹模的制造公差按的1/4選取，則，。 則沖孔工序的凸、凹模尺寸

54、 落料工序的凹、凸模尺寸： 尺寸30mm為IT9級精度，公差值=0.22mm,落料凸凹模的制造公差按的1/4選取，則， 凹?？仔木喑叽? 4．凸模長度計算 凸模的長度尺寸應根據(jù)模具的具體結構來確定，同時還要考慮凸模的修磨量及固定板與卸料板之間的安全距離等

55、因素。 當采用固定卸料時，凸模長度可按下式計算 當采用彈性卸料時，凸模長度可按下式計算 式中：L——凸模長度，mm； ——凸模固定板厚度，mm； ——卸料板厚度，mm； ——導料板厚度，mm； ——卸料彈性元件被預壓后的厚度，mm； h——附加長度，mm，包括凸模的修磨量、凸模進入凹模的深度及凸模固定板與卸料板之間的安全距離等，一般取。 一、落料沖孔模中凸模的長度計算 =20+10+15+15=60mm 根據(jù)《新編實用沖壓模具設計手冊》表10—2，選擇圓凸模。 二、沖孔模中凸模的長度計算 =18+10+27=55mm 根據(jù)《新編實用沖壓模具設

56、計手冊》表10—1，選擇圓凸模。 4.2 彎曲模工作部分尺寸確定 彎曲模工作部分的尺寸設計主要是指確定凸模、凹模的圓角半徑，凹模的深度，對形件的彎曲模還須確定模具間隙，凸模、凹模的尺寸與制造公差。 一、 凸、凹模圓角半徑、凹模深度的確定及回彈的影響 （一）凸模圓角半徑 當彎曲系數(shù)較小時，凸模圓角半徑就等于彎曲件的圓角半徑，但不能小于材料所允許的最小彎曲半徑。如因彎曲件結構需要，出現(xiàn)彎曲半徑的情況時，則應使凸模圓角大于最小彎曲半徑，即，最后經(jīng)整形工序達到彎曲半徑，即。 若彎曲系數(shù)較大時，則應考慮回彈的影響，凸模圓角半徑根據(jù)回彈角大小作相應的修正。 （二）凹模圓角半徑 凹模圓角半徑

57、的大小直接影響毛坯的成形，若取得過小，彎曲時材料表面會出現(xiàn)劃痕，甚至出現(xiàn)壓痕，因此，凹模圓角半徑一般不應小于3mm。實際生產(chǎn)中，凹模圓角半徑通常按板料厚度和凹模深度選取 當 上列數(shù)值中，當板料厚度較小時取大值，反之取小值。但當彎曲件直邊部分較長和凹模深度較大時，也取大值，甚至可以再適當加大。凹模兩邊的圓角半徑應當一致，以免彎曲時毛坯受力不均而產(chǎn)生滑動偏移。 對于V形件的凹模底部，可開設退刀

58、槽或取圓角半徑（0.6～0.8）。 （三）凹模深度 彎曲凹模深度的大小與彎曲件的形狀、尺寸及彎曲方式有關。若過小，則工件兩端直邊的自由部分太多，彎曲件回彈大，不平直，影響工件質量。若過大，模具笨重，浪費材料且需較大的沖壓行程，沒有必要。 彎曲V形件時，若彎曲件直邊的平直度要求高，且壓力機的行程足夠大時，可設計較大的凹模深度。彎曲時，彎曲件全部被壓入凹模中，N值可參考《新編實用沖壓模具設計手冊》表3-18選取。若直邊的平直度要求不高，彎曲件可不必全部壓入凹模中，凹模深度及底部最小厚度h可查《新編實用沖壓模具設計手冊》表3-19。 彎曲形件時，若彎邊高度不大或要求兩邊平直，則凹模深度應大于

59、工件的高度，如《新編實用沖壓模具設計手冊》圖3-35（b）所示的結構。若彎曲件直邊較長，而對平直度要求不高時，可采用《新編實用沖壓模具設計手冊》3-35（d）所示結構，凹模深度值查附： 彎曲件邊長L 板料厚度t <1 1~2 >2~4 >4~6 >6~10 <50 15 20 25 30 35 60~75 20 25 30 35 40 75~100 25 30 35 40 40 100~150 30 35 40 50 50 150~200 40 45 55 65 65 表2 彎曲U

60、件的凹模深度l。（mm） （四）凸、凹模間隙Z 彎曲形工件時，凸、凹模間隙的大小對工件質量和彎曲力有很大的影響，間隙愈小，則彎曲力愈大。間隙過小會使板料厚度減薄，增大摩擦，降低模具使用壽命。間隙過大，則將引起回彈增大，降低工件的精度。因此，必須確定合理的間隙，其單面間隙Z/2一般可按下式計算。 式中Z/2——彎曲凸、凹模單面間隙； ——彎曲件的料厚； ——板料厚度的正偏差； C——彎曲間隙系數(shù)，其值按表3查得； ——彎曲件材料的最

61、大厚度。 表3 U形件彎曲模凸、凹模的間隙系數(shù)c值（mm） 彎曲件高度H（mm） 板料厚度（mm） 〈0.5 0.6~2 2.1~4 4.1~5 <0.5 0.6~2 2.1~4 4.1~7.6 7.6~12 10 0.05 0.05 0.04 0.1 0.1 0.08 20 0.05 0.05 0.04 0.08 0.1 0.1 0.08 0.16 0.06 35 0.07 0.05 0.04 0.03 0.15 0.1 0.08 0.16 0.06

62、 50 0.1 0.07 0.05 0.04 0.2 0.15 0.1 0.16 0.06 70 0.1 0.07 0.05 0.05 0.2 0.15 0.1 0.1 0.08 100 0.07 0.05 0.05 0.15 0.1 0.1 0.08 150 0.1 0.07 0.05 0.2 0.15 0.1 0.1 200 0.1 0.07 0.07 0.2 0.15 0.15 0.1 注 b為彎曲件寬度，h為彎曲件高度。 當工件精度要求較高，間隙應當減小，取。

63、 b/h=28/31.5=0.92 1.5+0.1+0.051.5 1.675mm （五）回彈及其控制 塑性彎曲時，材料產(chǎn)生的變形有塑性變形和彈性變形兩部分。彎曲件從模具中取出后，由于彈性變形的恢復，使工件的彎角和彎曲半徑發(fā)生變化，故被彎曲零件的形狀與模具的形狀不完全一致，這種現(xiàn)象稱為回彈。 影響回彈的因素有： （1） 材料的力學性能 （2） 相對彎曲半徑r/t （3） 彎曲角 （4） 彎曲力 （5） 彎曲方式和模具結構 （6） 摩擦 （7） 其他因素 控制回彈的措施： 要完全消除彎曲件的回彈是不可能的，生產(chǎn)中常采取一些措施來減少或補償回

64、彈產(chǎn)生的誤差，以提高彎曲件的精度。 （1） 改進彎曲件的局部結構和選用合適的材料 （2） 補償法 根據(jù)彎曲件的回彈趨勢和回彈量的大小，對模具工作部分相應的形狀和尺寸進行修正，補償工件的回彈量。 （3） 校正法 在模具的結構上采取措施，使校正力集中于彎角處，迫使彎曲處內(nèi)層的金屬產(chǎn)生切身向拉伸應變，從而達到克服和減少回彈的目的。 （4） 拉彎法 本次設計中的第一次彎曲由于下一步還要進行進一步的彎曲，故沒有進行回彈方面的控制；二次彎曲中，對零件進行了校正彎曲，以減小回彈對彎曲件的影響。 二、 首次彎曲模的凸、凹模工作部分尺寸計算 此處彎曲模中間部分是一個鈍角U形彎曲模，如圖1-10

65、，其凸模和凹模的底部尺寸并不相等，其單面差值為： 式中：——凸模和凹模的單面尺寸差（mm）； ——材料厚度（mm）； A——系數(shù)，查《沖模設計手冊》表4-20。 彎曲模的凸、凹模工作部分尺寸和公差的確定與彎曲件的尺寸標注有關，彎曲件的尺寸標注根據(jù)裝配要求有兩類標注方式，相應地凸凹模尺寸計算也有兩類，即尺寸標注在工件外形上和尺寸標注在工件內(nèi)形上。 此處利用彎曲件標注外形尺寸上進行計算，這種情況應以凹模為基準件，減小凸模間隙。彎曲件為雙向對稱偏差時，凹模尺寸為 凸模尺寸為

66、 式中：、——凹模、凸模工作部分尺寸，mm； Z——彎曲凸、凹模雙邊間隙，mm； L——工件公稱尺寸，mm； ——工件公差，mm； 、——凹模、凸模制造公差，mm。 凹模尺寸 mm 凸模尺寸 mm 凸模尺寸 mm 凹模尺寸 mm 中間鈍角U形彎曲模的凸模圓角半徑，凹模圓角半徑。兩邊彎角的凸模圓角半徑，并且，凹模圓角半徑根據(jù)《新編實用沖壓模具設計手冊》表3-17查得，（此處彎曲模的凸、凹模是相反的）。 凹模深度N參考《新編實用沖壓模具設計手冊》表3-18查得，N=4mm。 三、二次彎曲模的凸、凹模工作部分