3572 彎板沖壓成型工藝與模具的設(shè)計(jì),沖壓,成型,工藝,模具,設(shè)計(jì) 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書11 緒論目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)快速化等程度不高的原因。1.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況改革開放 20 多年來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)獲得了飛速的發(fā)展，設(shè)計(jì)、制造加工能力和水平、都有一了很大的提高。據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，1995 年中國(guó)模具總產(chǎn)值為145 億元，而 2003 年已達(dá) 450 億元左了，年均增長(zhǎng) 14%。另?yè)?jù)統(tǒng)計(jì) 2004 年中國(guó)（不包括臺(tái)灣、香港、澳門地區(qū)）共有模具專業(yè)生產(chǎn)廠、產(chǎn)品廠配套的模具車問(wèn)（分廠）近20000 家，約 60 萬(wàn)從業(yè)人員，年模具總產(chǎn)值達(dá) 1 億元人民幣以上的有十多家。但是，我國(guó)模具工業(yè)現(xiàn)有能力只能滿足需求最的 60%左右，還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，1997 年進(jìn)口模具價(jià)值 6-3 億美元，這還不包括隨設(shè)備一起進(jìn)口的模具；1997 年出口模具僅為 7800 萬(wàn)美元。目前我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平和制造能力，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的薄弱環(huán)節(jié)和制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的瓶頸。國(guó)內(nèi)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了模具在制造業(yè)中的重要基礎(chǔ)地位，許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，增大了用于模具技術(shù)進(jìn)步的投資。1.2 我國(guó)未來(lái)模具的研發(fā)探討——模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、三維化、集成化 1、標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)的基本前提，是系統(tǒng)提高整個(gè)模具行業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，是機(jī)械制造業(yè)向深層次發(fā)展必由之路。國(guó)際上工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家和公司都極為重視模具的標(biāo)準(zhǔn)化，我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不足 30%，而且標(biāo)準(zhǔn)品種少、質(zhì)量低、交貨期長(zhǎng)，嚴(yán)重阻礙模具的合理流向和效能發(fā)揮。CAD/CAM 系統(tǒng)可建立標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫(kù)，非標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫(kù)和模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)中的零件在 CAD 設(shè)計(jì)中可以隨時(shí)調(diào)用，并采用 GT（成組技術(shù)）生產(chǎn)。非標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)中存放的零件，雖然與設(shè)計(jì)所需結(jié)構(gòu)不盡相同，但利用系統(tǒng)自身的建模技術(shù)部可以方便地進(jìn)行修改，從而加快設(shè)計(jì)過(guò)程，典型模具結(jié)構(gòu)庫(kù)是在參數(shù)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，按用戶要求對(duì)相似模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行修 改，即可生成所需結(jié)構(gòu)。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書22、集成化模具 CAD/CAM 技術(shù)與 GT、CE(Concurrent Engineering)、CAE、CAPP(Computer Aided Process Program-ming)等技術(shù)密切相連，組成一個(gè)有機(jī)的整體，其關(guān)鍵在于建立一個(gè)統(tǒng)一的全局模具產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，在產(chǎn)品開發(fā)，模具設(shè)計(jì)中，提供全部的信息，使信息共享，交換處理和反饋，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)集成技術(shù)，并行技術(shù)和管理技術(shù)，體現(xiàn)了系統(tǒng)化思想直至發(fā)展為 CIMS(Computer Integrated Manufacture System，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)) 。模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過(guò)程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的日的。如英國(guó) Delcam 公司的系列化軟件就包括了曲面/實(shí)體幾何造型、復(fù)雜形體工程制圖、工業(yè)設(shè)計(jì)高級(jí)渲染、塑料模設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)、復(fù)雜形體 CAM、藝術(shù)造型及雕刻自動(dòng)編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復(fù)雜形體在線測(cè)量系統(tǒng)等。集成化程度較高的軟件還包括：Pro/E、UG 和 CAT1A 等。3、模具設(shè)計(jì)、分析及制造的三維化。傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。模具設(shè)計(jì)、分析、制造的三維化、無(wú)紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺(jué)來(lái)設(shè)計(jì)模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的 CAE 分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工、成形過(guò)程模擬及信息的管理與共享。如 Pro/E、U G 和 CAT1A 等軟件具備參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)等特點(diǎn)，從而使模具并行工程成為可能面向制造、基于知識(shí)的智能化功能是衡量模具軟件先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。如 Cimatron 公司的注射模專家軟件能根據(jù)脫模力向自動(dòng)產(chǎn)生分型線和分型面，生成與制品相對(duì)應(yīng)的型芯和型腔，實(shí)現(xiàn)模架零件的全相關(guān)，自動(dòng)產(chǎn)生材料明細(xì)表和供 NC 加工的鉆孔表格，并能進(jìn)行智能化加工參數(shù)設(shè)定、加工結(jié)果校驗(yàn)等。4、網(wǎng)絡(luò)化與協(xié)同設(shè)計(jì)隨著模具工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，要做到資源信息共享、交換等，網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)的發(fā)展是必然的，將以微機(jī)為中心的智能工作站達(dá)成了分布式系統(tǒng)構(gòu)成 CAD/CAM/CAE/CAPP微機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)靈活，功能愈加強(qiáng)大，并伴隨著 Internet/Intranet 網(wǎng)的進(jìn)一步拓展，系統(tǒng)提供了異地設(shè)計(jì)人員在同一時(shí)間對(duì)同一個(gè)參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改，實(shí)現(xiàn)異地操作與數(shù)據(jù)交換，使一個(gè)項(xiàng)目在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上協(xié)作完成，以適應(yīng)不同地區(qū)的現(xiàn)有資源和生產(chǎn)設(shè)備資源的要求和利用。這種基于 Internet 下的協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了企業(yè)間的“集成化” ，它將成為模具制造業(yè)全球化的發(fā)展 趨勢(shì)。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書3隨著模具在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、合作、生產(chǎn)和管理等力一面的全球化、國(guó)際化，以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)是使 CAD/CAE/CAM 技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所在整個(gè)行業(yè)中推廣，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造技術(shù)成為可能。美國(guó)在其《21 世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略》中指出，到 2006 年要實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)敏捷生產(chǎn)/虛擬工程方案，使汽車開發(fā)周期從 40 個(gè)月縮短到 4 個(gè)月。5、智能化CAD/CAM 系統(tǒng)智能化主要表現(xiàn)在專家系統(tǒng)思想的引入，通過(guò)虛擬專家來(lái)處理模具設(shè)計(jì)制造中的問(wèn)題，專家系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)模塊知識(shí)庫(kù)模塊和控制模塊，專家系統(tǒng)可以解決知識(shí)表示，特征統(tǒng)計(jì)，推理力法，概念設(shè)計(jì)等問(wèn)題，具有啟發(fā)性、靈活性等特點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)具備人上智能(AI)理想的智能模具 CAD/CAM 系統(tǒng)響應(yīng)，自動(dòng)產(chǎn)生設(shè)計(jì)方案，對(duì)方案進(jìn)行最優(yōu)評(píng)價(jià)和選擇，并對(duì)模具設(shè)計(jì)制造提供全方位的過(guò)程響應(yīng)和處理。1.3　彎曲模模具設(shè)計(jì)與制造方面1.3.1 彎曲沖孔連續(xù)模模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路彎曲和沖孔是沖壓基本工序，它是利用凸模模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料彎曲成型或沖裁出凸模的形狀的加工方法。但是，加工出來(lái)的制件的精度都很底。一般情況下，彎曲件的尺寸精度應(yīng)在 IT11 級(jí)以下，不宜高于 IT9 級(jí)。1.3.2 彎曲沖孔連續(xù)模模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 20 天；2. 確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3. 模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間 5 天；河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書42 彎板的工藝分析工件名稱：彎板生產(chǎn)批量：大批量材料：08 鋼厚度：2mm工件簡(jiǎn)圖：如圖所示2.1 彎曲沖孔的工藝分析為此工件典型的 U 形件，零件圖中的尺寸公差為未注公差，在處理此類公差等級(jí)時(shí)常采用 IT14 級(jí)要求。彎曲圓角半徑 R 為 2mm，大于最小彎曲半徑(rmin=0.6t=0.6×2mm=1.2mm)，故此彎曲件的形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，可用彎曲工序加工。此彎曲件上有 2 個(gè)孔，需采用沖孔的方式加工，孔的直徑為 4.5mm，形狀簡(jiǎn)單，且對(duì)稱。沖裁件所能達(dá)到精度為 IT11~IT14 級(jí)。故該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到滿足。 2.2 工藝方案的確定 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書5該零件所需要的加工工序?yàn)闆_孔、彎曲、切斷?？蓴M定出以下幾種方案：方案一：用簡(jiǎn)單的模具分開加工，即沖孔——彎曲。方案二：采用斜鍥式側(cè)面沖孔復(fù)合模。方案三: 采用沖孔-切斷-彎曲級(jí)進(jìn)模。方案一生產(chǎn)效率低，工件累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件是大批量生產(chǎn)，方案二和方案三具有很大的優(yōu)越性，而且也與此次設(shè)計(jì)的精神相一致。該零件 φ4.5 的孔與邊緣之間的最小距離是 7.75mm，大于此零件要求的最小的壁厚?？梢圆捎貌捎眯卞浭絺?cè)面沖孔復(fù)合?；虿捎脹_孔-切斷-彎曲級(jí)進(jìn)模。復(fù)合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)效率較高，但模具較復(fù)雜，模具制造較困難。級(jí)進(jìn)模不僅生產(chǎn)效率高，而且同時(shí)也能保證制件的精度，通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該零件的制作生產(chǎn)采用方案三的級(jí)進(jìn)模比較合適。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書63 排樣設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模的排樣，除了遵守普通沖壓模具的排樣原則外，還應(yīng)遵守級(jí)進(jìn)模的排樣原則。1.第一工位一般安排沖孔和沖工藝導(dǎo)正孔。2.沖壓件上孔的數(shù)量較多，且孔的位置太近時(shí)，可分布在不同公位沖出。3.為提高凹模鑲塊、卸料板和固定板的強(qiáng)度，保證各零件安裝位置不發(fā)生干涉，可在排樣中設(shè)置空工位，空工位的數(shù)量根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)要求而定。4.當(dāng)局部有壓筋時(shí)，一般安排在沖壓前，防止由于壓筋造成孔的變形。5.成型方向的選擇要有利于模具的設(shè)計(jì)和制造，有利于送料的順暢。若成型方向與沖壓方向不同，可采用斜滑塊，杠桿和擺塊等機(jī)構(gòu)來(lái)轉(zhuǎn)換成型方向。 排樣圖條料寬度 B=30mm 步距 S=112.85mm河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書74 工藝尺寸的計(jì)算4.1.彎曲工藝尺寸的計(jì)算4.1.1 彎曲件展開長(zhǎng)度的計(jì)算 當(dāng)彎曲圓角半徑較小 （r0.5t)時(shí)，可以根據(jù)中性層長(zhǎng)度不變的原理計(jì)算。因?yàn)?R=2>0.5×2，屬于圓角半徑較大的彎曲件。所以彎曲件展開長(zhǎng)度按直邊區(qū)與圓邊區(qū)分段進(jìn)行計(jì)算。將直邊區(qū)視為彎曲前后長(zhǎng)度沒(méi)有發(fā)生變化，將圓角區(qū)展開長(zhǎng)度按彎曲前后中性層長(zhǎng)度沒(méi)有發(fā)生變化進(jìn)行計(jì)算。1.由于 R/t=2/2=1，查表得出，中性層位移系數(shù) x=0.41變形區(qū)中性層曲率半徑 ρ 按公式計(jì)算ρ=r+xt=2+0.41×2=2.82mm2.中性層的長(zhǎng)度L 總 =Σ L 直+ ΣL 弧L 弧= ρ= ×2.82=4.427mm?180π α ??904.3式中 L 總——坯料展開總長(zhǎng)度；L 弧——彎曲件彎曲圓角部分的長(zhǎng)度；α——彎曲中心角； 該毛坯展開長(zhǎng)度為L(zhǎng) 總=[（35-2-2）×2+（50-2×2-2×2）+4.427×2]=（31×2+42+8.854）mm=112.85mm4.1.2 彎曲模工作部分尺寸的計(jì)算河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書81.凸模圓角半徑 由于此工件 R/t=2/2=1mm 較小，且 R 為 2mm，大于最小彎曲半徑（rmin=0.4t=0.4×2=0.8mm） ，故凸模圓角半徑 r 凸=R=2mm。2.凹模圓角半徑 凹模圓角半徑一般按材料厚度 t 來(lái)選取，因?yàn)椴牧虾穸葹?mm，所以 r 凹=（2～3）t，故凹模圓角半徑取 r 凹=4mm。 3.凹模工作部分深度的設(shè)計(jì)計(jì)算 凹模工作部分的深度將決定板料的進(jìn)模深度，同時(shí)也影響到彎曲件直邊的平直度，對(duì)工件的尺寸精度造成一定的影響。此彎曲件：直邊長(zhǎng)度為 35mm，板料厚度 2mm，查表得出凹模的底部最小厚度 h0=4mm，因此凹模工作部分最小深度為 h 凹=24mm。 4.凸凹模間隙 當(dāng)工件精度要求不高或校正彎曲時(shí)，生產(chǎn)中常采用調(diào)整凸凹模間隙的方法來(lái)解決工件回彈的問(wèn)題。設(shè)計(jì)彎曲模時(shí)將凹模設(shè)計(jì)成可以調(diào)節(jié)的。由于凹模設(shè)計(jì)成可調(diào)式的，故將凸凹模的間隙 調(diào)整成材料的厚度 t，即 =2mm。2Z2Z5.彎曲件回彈值的計(jì)算 小變形程度（r/t≥10）時(shí)，回彈大，先計(jì)算凹模圓角半徑，再計(jì)算凸模角度；大變形程度（r/t<5）時(shí)，卸載后圓角變化小，僅考慮彎曲中心角的變化。彎曲時(shí)，彎曲中心角為 90°，因此，查相關(guān)手冊(cè)，取回彈角 2°。6.彎曲力的計(jì)算 U 型件校正彎曲時(shí)，在進(jìn)行校正彎曲前是自由彎曲，彎曲力FU自由彎曲力為FU自由彎曲力= = =8.87KNtrKBb??27.02350.17??式中 FU自由彎曲力——沖壓行程結(jié)束時(shí)自由彎曲的彎曲力（N） ；K——安全系數(shù)，一般取 K=1.3;b——彎曲件的寬度（mm）t——彎曲件材料厚度（mm）σb——彎曲件的抗拉強(qiáng)度（MP）r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（mm）頂件力 F 頂可近似取自由彎曲力的 30%～80%，即F 頂=（0.3～0.8）FU 自由彎曲力=（0.3～0.8）×8.87KN=(2.66～7.09)KN取 F 頂=5KN校正彎曲時(shí)，校正彎曲力最大值在壓力機(jī)工作到下止的位置，且校正彎曲力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自由彎曲力，而在彎曲過(guò)程中，二者不是同時(shí)存在，因此查表得 P=60MP,所以校正力 F較為F 較=AP=60×（30×50）=90KN式中 F 較——校正彎曲力 （ N）河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書9A——校正部分投影面積 （mm ）2P——單位校正彎曲力 （MP）對(duì)于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力大的多，故頂件力常常被忽略，但為了保險(xiǎn)起見，在計(jì)算壓力機(jī)工稱壓力時(shí)，應(yīng)將頂件力考慮進(jìn)來(lái)。4.2 計(jì)算沖裁工藝尺寸計(jì)算4.2.1 計(jì)算凸凹模工作部分尺寸由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度等級(jí)要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法來(lái)制作凸凹模。其凸凹模計(jì)算尺寸如下：查閱相關(guān)手冊(cè)得出凸、凹模制造公差：δ 凸=0.020mm δ 凹=0.020mm查閱相關(guān)手冊(cè)得間隙值 Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm校核： Zmax-Zmin=0.114mm 而 δ 凸+δ 凹=0.040mm滿足： Zmax-Zmin≥δ 凸+δ 凹的條件查相關(guān)手冊(cè):IT14 級(jí)時(shí)摩擦系數(shù) x=0.5因?yàn)榇藳_裁為沖孔工序，所以以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，首先確定涂膜尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸;然后將凸模尺寸增加到最小合理間隙值即得到凹模尺寸。d 凸=(dmin+xΔ) =(4.5+0.5×0.30) =4.650凹??0凹??02.?d 凹=（d 凸+ Zmin） =（4.65+0.246） mm=4.9 mm凹?0 凹?036.0?彎曲凸凹模橫向尺寸及公差 彎曲件標(biāo)注外形尺寸應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，先確定凹模尺寸，然后減去間隙確定凸模尺寸。彎曲件為雙向?qū)ΨQ偏差時(shí)，凹模尺寸為L(zhǎng) 凹=（L-0.5Δ） mm凹??0河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書10=50-（0.5×0.62） mm凹??0=49.69 mm 02.?凸模尺寸為 L 凸=（L 凹-Z） mm凸??=（49.69-4） mm0凸=45.69 mm02.?4.2.2 沖壓力的計(jì)算沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料施加壓力，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。沖裁力是隨著凸模進(jìn)入材料的深度而變化的，通常說(shuō)的沖裁力就是沖裁力的最大值。對(duì)于普通平刃的沖裁，其沖裁力 F 可按下公式進(jìn)行計(jì)算。在一般情況下材料的抗拉強(qiáng)度 δb=1.3 ?bF 沖=KLt b=Ltδb=14.13×2×325=9.18KN式中 F 沖——沖裁力L——沖裁周邊長(zhǎng)度t——材料厚度——材料抗剪強(qiáng)度?bK——系數(shù)系數(shù) K 是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等因素的影響給出的修正系數(shù)，一般取 K=1.3.4.2.3 切斷力的計(jì)算08 號(hào)的冷軋鋼的抗剪強(qiáng)度使 180MP。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書11F 切= KLt ?b=Ltδb=30×2×325=19.5KN式中 F 沖——沖裁力L——沖裁周邊長(zhǎng)度t——材料厚度——材料抗剪強(qiáng)度?bK——系數(shù)5 模具的總體設(shè)計(jì)根據(jù)上述分析，本例將設(shè)計(jì)的模具是沖孔、落料、彎曲連續(xù)模。本模具先將制件河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書12上的兩個(gè)孔沖壓出來(lái)，其次將制件從板料上切斷，并進(jìn)行彎曲工序。 上模主要由模柄、上模座板、固定板、凸模、打料桿、凸凹模、墊板和預(yù)壓打料裝置。下模由導(dǎo)板、沖孔凹模、彎曲凸模、下模座板、擋料塊等。模具工作過(guò)程：條料沿導(dǎo)板導(dǎo)向并向前送進(jìn)，上模下行，由沖孔凸模和沖孔凹模完成沖孔工序。條料繼續(xù)向前送進(jìn)，在擋料塊的作用下定位，由凸凹模和沖孔凹模完成對(duì)條料的切斷工序，同時(shí)由凸凹模和彎曲凸模完成彎曲工序，然后上模上行回程，有打料桿進(jìn)行卸料，完成整個(gè)工作行程。6 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 沖孔凸模、凹模、彎曲凸模、彎曲凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書136.1.1 沖孔凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖孔 φ4.5 的凸模設(shè)計(jì)，為了增加凸模的強(qiáng)度和剛度，凸模設(shè)計(jì)成階梯式凸模。階梯式凸模強(qiáng)度和剛度都比較好，裝配修磨方便，其工作部分的尺寸由計(jì)算而得。與凸模固定板配合部分按過(guò)渡配合（H7/n6 或 H7/m6）制造。凸模長(zhǎng)度的計(jì)算主要考慮模具的結(jié)構(gòu)、修模、操作安全、裝配等因素的原因，采用固定板固定和導(dǎo)料板導(dǎo)料，凸模長(zhǎng)度按下式計(jì)算L=h1+h2+h=30+10+2=42式中 h1——凸模固定板的厚度（mm）h2——導(dǎo)料板的厚度（mm）h——附加長(zhǎng)度，主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度（1～2）mm。沖孔凸模的材料及熱處理，模具刃口要有高耐磨性、高硬度與韌性。由于本設(shè)計(jì)的沖孔凸模直徑較小，故選用 T10A，淬火硬度 58～62HRC 。沖孔凸模的強(qiáng)度和剛度的校核，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的小沖孔凸模徑高比較大，故在此不與校核。沖孔凹模的設(shè)計(jì)，沖孔凹模結(jié)構(gòu)常分為整體式和相拼時(shí)兩種，這里用的是直壁式河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書14凹模，直壁式凹模刃口強(qiáng)度高，修模后刃口強(qiáng)度不變，制造方便。但是在廢料或沖裁件向下推的模具結(jié)構(gòu)中，廢料或沖裁件會(huì)積聚在凹?？卓谔?，凹模張力大，增加沖裁力和忍壁的磨損，磨損后每次修模量比較大。凹模采用螺釘和銷釘定位固定時(shí)，要保證螺釘間，螺孔和銷孔及螺孔、銷孔與凹模壁之間的距離不能太近。否則會(huì)影響磨具的壽命。 6.1.2 彎曲凸凹模的設(shè)計(jì)本模具為沖裁、切斷、彎曲級(jí)進(jìn)模。除了沖孔凸模、凹模以外，還有一個(gè)彎曲凸凹模，根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要， 。確定彎曲凸凹模的位置是根據(jù)計(jì)算出的結(jié)果來(lái)確定的，保證計(jì)算壓力中心與模柄中心重合。校核凸凹模的強(qiáng)度：查表得凸凹模的最小壁厚為 4.9mm，而最小壁厚是 31.5mm，故符合強(qiáng)度要求。中間的孔 φ36 與打料塊進(jìn)行尺寸配作，采用 H7/m6 的配合河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書156.1.3 卸料彈簧的設(shè)計(jì) 由于本設(shè)計(jì)選用的彈簧用于卸料和預(yù)壓的，卸料力比較大，預(yù)壓力忽略不計(jì)。彎曲件彎曲后留在了凹模內(nèi)，隨上模上行，需要打料塊卸料，卸料力一般選用自由彎曲力的 10%～30%，即 F 卸=kF 自=0.1×8.78=0.87KN根據(jù)卸料力和模具結(jié)構(gòu)尺寸，選用鋼絲直徑為 φ2mm、中徑 φ34mm，長(zhǎng)度為 72mm圓柱螺旋壓縮彈簧。彈簧的預(yù)壓長(zhǎng)度為 6mm。彈簧 2×34×69 GB/T 2861.11. 技術(shù)要求按照 JB/T 8070—1995 的規(guī)定。6.2 模架的設(shè)計(jì)上模座：400mm×250mm×40mm河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書16下模座：400mm×250mm×40mm導(dǎo)柱：A50h5×200mm×35mm導(dǎo)套：A50H6×150mm×30mm模柄：φ40×68mm墊板厚度：280mm×75mm×15mm固定板厚度：280mm×75mm×30mm河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書177 壓力機(jī)設(shè)備的選擇沖壓設(shè)備的選擇是沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到?jīng)_壓設(shè)備的安全使用、沖壓工藝能否順利實(shí)現(xiàn)和模具的壽命、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本高低的重要問(wèn)題。沖壓設(shè)備的選用包括選擇設(shè)備類型和確定設(shè)備規(guī)格兩項(xiàng)內(nèi)容。F 壓≥（1.2～1.3） （F 較+F 頂+F 沖+F 切）=（1.2～1.3）×（90+5+9.18+0.87+19.5）=(138.44～150)KN選用沖壓設(shè)備型號(hào)為 J23-16 F 的開式雙柱可傾壓力機(jī)，該壓力機(jī)滿足模具對(duì)壓力機(jī)的要求。 J23-16B 的主要技術(shù)參數(shù)如下:公稱壓力：160KN滑塊行程：70mm最大閉合高度：220mm最大裝模高度：160mm滑塊行程次數(shù)：120 次/min封閉高度調(diào)節(jié)量（連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度）：45mm壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸（前后×左右）： 300mm×450mm墊板尺寸(厚度×直徑)：40mm×Φ210mm模柄孔尺寸：Φ40mm×60mm最大傾斜角：35°河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書188 繪制模具總裝圖河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書199 彎板模具的裝配和調(diào)試9.1.沖裁模模具的裝配技術(shù)要求 1.裝配好的沖模，其閉合高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。2.模柄旋入上模座板后，其軸心對(duì)上模座板上平面的垂直度誤差，在全長(zhǎng)范圍內(nèi)不大于 0.05mm。3.裝入模架的每對(duì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合間隙（或過(guò)盈）應(yīng)符合手冊(cè)的相關(guān)規(guī)定。4.導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配后，其軸心線應(yīng)分別垂直于下模座板的下平面和上模座板的上平面。5.上模座板的上平面和下模座板的下平面平行。6.裝配好的導(dǎo)柱，其固定端面與下模座板下平面應(yīng)保留 1～2mm 的距離。7.裝配好的模架，其上模座沿導(dǎo)柱上下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)阻滯。8.凸模和凹模的裝配間隙的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，沿整個(gè)刃口輪廓應(yīng)均勻一致。9.模具應(yīng)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試模，沖出的制件符合設(shè)計(jì)要求。9.2.沖裁模的裝配要點(diǎn)模架選擇好以后，裝配時(shí)需要對(duì)模架進(jìn)行補(bǔ)充加工，然后進(jìn)行凸模、模柄、凹模等進(jìn)行裝配。1.凸模與凹模的裝配 凸模、凹模與固定板的配合常采用 H7/n6 或 H7/m6.總裝前應(yīng)先將凸模壓入固定板，并在平面磨床上將上平面磨平，使其固定端面與固定板的支撐面處于同一平面，凸模應(yīng)和固定板的支撐面垂直。2.模柄的裝配 本模具選用旋入式模柄，通過(guò)螺紋與上模座板連接，并加螺釘加以固定。3.沖裁模的總裝 沖壓模具上模部分是通過(guò)模柄安裝在壓力機(jī)的滑塊上的，是模具的活動(dòng)部分。下模部分被固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)上，是模具的固定部分。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書20模具工作的時(shí)，上模部分和下模部分的工作零件必須保證正確的位置，才能使模具正常的工作。模具裝配時(shí)，為了方便地將上、下兩部分的工作零件調(diào)整到正確位置，并使凸模、凹模具有均勻的間隙，要正確安排上、下模的裝配順序。裝配有模架的模具時(shí)，一般是先裝配模架，再進(jìn)行模具工作零件和其它結(jié)構(gòu)零件裝配。上、下模的裝配順序應(yīng)根據(jù)上模和下模上所安裝的模具零件在裝配和調(diào)整過(guò)程中所受限制的情況來(lái)決定。如果上模部分的模具零件在裝配和調(diào)整時(shí)所受限制最大，則應(yīng)先裝上模具的下模部分，并以它為基準(zhǔn)調(diào)整下模部分的零件，保證凸、凹模配合間隙均勻。反之，則應(yīng)先裝模具的下模部分，并以它為基準(zhǔn)調(diào)整上模部分的零件。上、下模的裝配順序應(yīng)根據(jù)的結(jié)構(gòu)來(lái)決定。對(duì)于無(wú)導(dǎo)柱的模具，凸、凹模的配合間隙是在模具安排到壓力機(jī)上時(shí)才進(jìn)行調(diào)整，上、下模的裝配可以分別進(jìn)行。9.3.沖裁模調(diào)整要點(diǎn)1.模具閉合高度調(diào)整 模具應(yīng)與沖壓設(shè)備配合好，保證模具應(yīng)有的閉合高度和開啟高度。2.凸、凹模刃口及間隙調(diào)整 刃口要鋒利，間隙均勻。3.定位裝置的調(diào)試 定位要可靠、精確4.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的調(diào)試 導(dǎo)柱、導(dǎo)套要有好的配合精度，保證模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、可靠。9.4 沖裁模試沖試沖時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題及調(diào)整方法存在的問(wèn)題產(chǎn)生原因 調(diào)整方法送料不暢通或料被卡住凸模與卸料板之間間間隙過(guò)大，使搭邊翻扭○ 1兩導(dǎo)料板之間的尺寸過(guò)小或有斜度○ 2減小凸模與卸料板之○ 1間的間隙根據(jù)情況挫修或磨或○ 2重裝河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書21制件不平頂料桿和工件接觸面過(guò)小○ 1凹模有倒錐度○ 2導(dǎo)正銷與預(yù)沖孔配合過(guò)緊，將沖件壓出凹陷○ 3更換頂料桿，增加與○ 1工件接觸面積修正凹?！?2制件有毛刺刃口不鋒利或淬火硬度低○ 1配合間隙過(guò)小或過(guò)大○ 2間隙不均勻使沖件一邊有帶斜角的毛刺○ 3刃磨刃口，使其鋒利○ 1調(diào)整凸、凹模之間間○ 2隙，使其均勻一致刃口向肯凸模、導(dǎo)柱等零件安裝不垂直○ 1凸、凹模相對(duì)位置沒(méi)對(duì)正○ 2卸料板的孔位不正確或彎斜使沖孔凸模位移○ 3導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙過(guò)大，使導(dǎo)向不正○ 4重裝凸?；?qū)е?，保?1持垂直調(diào)整凸凹模，使其對(duì)○ 2正并保證間隙均勻修正或更換卸料板○ 3更換導(dǎo)柱或?qū)住?4卸料不正常凹模與下模座的漏料孔沒(méi)有對(duì)正，料被堵死○ 1而排不出來(lái)彈簧或橡皮的彈力不足○ 2修正漏料孔○ 1更換彈簧或橡皮○ 2內(nèi)孔與外形位置不正或扁位位置落料凸模上導(dǎo)正銷尺寸過(guò)小○ 1導(dǎo)料板與凹模送料中心線不平行，使孔偏斜○ 2擋料塊位置不正○ 3更換導(dǎo)正銷○ 1修正導(dǎo)料板○ 2修正擋料塊○ 3凹模被脹裂凹?？子械瑰F現(xiàn)象，即上口大，下口小，或凹模刃口深度太長(zhǎng)，積存的件數(shù)太多，張力太大修正凹模刃口，消除倒錐現(xiàn)象或減小凹模刃口長(zhǎng)度，使沖下的制件盡快漏下制件產(chǎn)生回彈彈性變形的存在增加凹模型槽的深度○ 1改變凸模的形狀和角○ 2度大小減小凸、凹模之間的○ 3間隙增加校正力或使校正○ 4力集中在角部變形區(qū)制件表 凹模的內(nèi)壁和圓角處表面不光、太粗糙○ 1 將凹模內(nèi)壁與圓角修○ 1河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書22面有擦傷板料被粘附在凹模表面○ 2光，在凹?；蛲鼓５墓ぷ鞅砻驽冇层t厚 0.01-0.03mm.將凹模進(jìn)行化學(xué)處理○ 2制件不平壓料力不足○ 1 增加壓料力，最好?！?1正一下彎曲角變形部分有裂紋彎曲半徑太小○ 1材料的紋向與彎曲線平行○ 2材料的塑性差○ 3加大彎曲半徑○ 1將板料退火后再?gòu)澢?2變形或改變落料的排樣將板料進(jìn)行退火處理○ 3U 形件左右高度不一致凹模的圓角半徑左、右兩邊加工不一致○ 1定位不穩(wěn)定或定位位置不準(zhǔn)○ 2壓料不牢○ 3凹、凸模左右兩邊間隙不均勻○ 4修正圓角半徑使左右○ 1一致調(diào)整定位裝置○ 2增加壓料力○ 3調(diào)整凸、凹模之間的○ 4間隙10 結(jié)束語(yǔ)彎板沖孔彎曲模具是屬于級(jí)進(jìn)模，本次設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)彎板的工藝分析，排樣設(shè)計(jì)分析，工藝尺寸的計(jì)算分析，模具的總體設(shè)計(jì)，壓力機(jī)設(shè)備的選擇，繪制模具總裝圖，彎板模具的裝配和調(diào)試等等。在設(shè)計(jì)的前期首先需要對(duì)所要進(jìn)行的設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行全方位的分析如：零件的材料、零件的厚度、零件的尺寸精度、生產(chǎn)的批量要求等的分析；其次，還要對(duì)零件有一些基本的認(rèn)識(shí)，像沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于 IT11 級(jí)，一般要求落料件公差等級(jí)最好低于 IT10 級(jí)，沖孔件最好低于 IT9 級(jí)等等。另外，凡產(chǎn)品圖樣上沒(méi)有標(biāo)注公差等級(jí)或者公差的尺寸，其極限偏差數(shù)值通常按 IT14 級(jí)處理。再者，在繪制模具總裝圖時(shí)應(yīng)清楚地表達(dá)出各個(gè)零件之間的裝配關(guān)系以及固定連接的方式。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書23還要能夠真正做到以最少、最簡(jiǎn)單的圖副來(lái)清楚表達(dá)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)需要我們運(yùn)用到所學(xué)沖壓工藝與模具制造的知識(shí)，又要查閱其它相關(guān)工具書資料，這都更好的鞏固了我們的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也是自我能力的又一次提高。