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目錄 第一章 課題簡(jiǎn)介 3 第二章 工藝分析 4 一 零件工藝分析 4 二 工藝方案的確定 4 三 工藝參數(shù)的確定 5 第三章 工作力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 10 一 沖壓力的計(jì)算 10 二 粗選壓力機(jī) 12 三 機(jī)床壓力中心 12 第四章 填寫沖壓工序卡 14 第五章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 一 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 15 二 模具結(jié)構(gòu)的分析與說(shuō)明 15 三 模具工作部分的尺寸和公差的確定 16 四 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 五 校核壓力機(jī)安裝尺寸 23 第六章 彎曲模具的設(shè)計(jì) 24 一 制件彎曲工藝分析 24 二 沖壓工藝參數(shù)的確定 25 第七章 彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 一 模具結(jié)構(gòu)的分析說(shuō)明 27 二 彎曲模的卸料裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明 28 第八章 彎曲模的工作尺寸計(jì)算 29 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 33 參考文獻(xiàn) 35 第一章 課題簡(jiǎn)介 零件分析說(shuō)明 1 零件形狀及其一般要求 制件如圖1 1所示 材料為不銹鋼 材料厚度為0 5mm 制件尺寸精度 按圖紙要求 未注按IT12級(jí) 生產(chǎn)綱領(lǐng)年產(chǎn)10萬(wàn)件 圖1 1 第二章 工藝分析 1 零件工藝分析 本制件形狀簡(jiǎn)單 尺寸 厚度適中 一般批量生產(chǎn) 屬于普通沖 壓件 但在設(shè)計(jì)冷沖壓模具時(shí)要注意以下幾點(diǎn) 2 制件的外形輪廓 結(jié)構(gòu)都算簡(jiǎn)單 但是要考慮幾個(gè)孔的加工 A 兩個(gè)2的孔的位置要求 B 由于要裝配 C 兩孔必 須有一定的同D 軸度要求 E 其值為0 15mm 3 此制件的加工難點(diǎn)主要在孔2的中心距的定位 7 由于幾個(gè)孔的直徑都較小 并且有一定的批量 在設(shè)計(jì)時(shí)要重視 模具的材料和結(jié)構(gòu)的選擇 保證一定的模具壽命 二 工藝方案的確定 根據(jù)制件的工藝的分析 其基本工序有落料 沖孔 彎曲三種 按其 先后順序組合以及合理的加工方案有以下幾種 1 落料 沖孔 彎曲 單工序沖壓 2 落料 彎曲 沖孔 單工序沖壓 3 落料沖孔 彎曲壓筋 復(fù)合沖壓 方案1 為單工序沖壓模具 由于此制件有一定的生產(chǎn)批量 過(guò)多的 工序 降低產(chǎn)品的精度 而且此方案生產(chǎn)效率底 不宜批量生產(chǎn) 故 不宜采用此方案 方案2 也為單工序沖壓模具 它除有方案1的毛病外 還有孔的位 置精度難以保證 在并且在彎曲時(shí)也缺少定位精度難保證 故不宜采 用此方案 方案3 復(fù)合沖壓模具 由于制件的結(jié)構(gòu) 材料的厚度較薄 沖孔與 落料一次沖壓完成 故最宜采用此方案 具體方案示意如下 三 工藝參數(shù)的確定 1 毛坯尺寸的計(jì)算 外形尺寸的長(zhǎng)度計(jì)算 零件相對(duì)彎曲半徑為 R t 2 0 5 4 0 5 式中 R 彎曲半徑 T 料厚 可見(jiàn) 制件屬于圓角半徑較大的彎曲件 應(yīng)現(xiàn)求彎曲變形區(qū)的 中性層曲率半徑 由課本p145中性層位置計(jì)算公式 R Xt 式中 X 由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的應(yīng)變中性層位移系數(shù) 由課本p145 表4 5查出X取0 42 所以 R Xt 2 0 42 0 5 2 21mm 圓角半徑較大 R 0 5t 的彎曲件毛坯長(zhǎng)度計(jì)算公式 L L直 L彎 L彎 180 a 180 ABCDEFGHIJKL 圖2 2 所以制件長(zhǎng)度為如圖2 2 L LAB LBC LCD LDE LEF LFG LGH LHI LIJ LJK LKL L 3 3 0342 8 54 14 1 1 1 8028 13 1 8028 1 2 L 50 1798 DE段屬于工藝設(shè)置 目的是為了減少?gòu)澢貜?其半徑很大 可看成是直 線 所以DE段長(zhǎng)度按直線計(jì)算 1 外形輪廓寬度的計(jì)算 由于考考慮到板料的利用率和排樣的方便 此制件由CAD生成的 工藝尺寸為 外形輪廓寬度為L(zhǎng) 53 74mm 2 排樣尺寸的計(jì)算 1 搭邊值的確定 由課本上P46表3 14查得L 50的工件間a1的值為2 2 0 8 1 76 側(cè)邊a的值為2 5 0 8 2 3 條料寬度的計(jì)算 在設(shè)計(jì)模具是為了方便 采用無(wú)側(cè)壓裝置送料方式條料寬度計(jì)算 公式如下 B D 2a Z 0 式中 B 為條料寬度的基本尺寸 D 為條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸 a 側(cè)面搭邊 Z 導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙 條料寬度的負(fù)向偏差 搭邊距a如上所示 間隙 剪切公差Z查課本p47表3 17查得 0 5mm Z 0 5mm 由上面公式計(jì)算得B 53 74 2 2 0 5 0 0 5 56 240 0 5mm 2 步距的計(jì)算 由制件的展開(kāi)圖 見(jiàn)右圖2 3 所生成的橫向有效尺寸為L(zhǎng)s 53 74mm 圖2 3 步間距計(jì)算公式為 L Ls a1 式中L 為步間距 Ls 為橫向有效尺寸 a1 搭邊距 L 53 74 2 55 74mm 由此可得模具排樣圖如下 圖 2 4 根據(jù)要求查 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 史鐵梁主編 表4 1 選板的規(guī)格 1500 800 0 5每塊板可剪1500 56規(guī)格條料14塊 材料利用率達(dá)80 以上 3 計(jì)算材料利用率 由課本p43式子3 19 nA BL 100 為材料利用率 A 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積 B 條料的寬度 L 條料的長(zhǎng)度 n 一張板料上沖裁件的總數(shù)目 28 1932 765 56 1500 65 第三章 工作力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 工作力的計(jì)算以落料沖孔模具為例計(jì)算 一 沖壓力的計(jì)算 完成本制件所需的沖壓力由沖裁力 彎曲力 及卸料力 推料力 頂料力和壓料力組成 1 沖裁力F 沖 的計(jì)算 由本課本p49式子3 28 F沖 KtL 式中 為材料的抗剪強(qiáng)度 MPa F沖 沖裁力 N L 沖裁周邊總邊長(zhǎng) mm t 材料厚度 mm 說(shuō)明 系數(shù)K是考慮到?jīng)_裁刃口的磨損 凸模與凹模的波動(dòng) 數(shù)值 的變化或分布不均 潤(rùn)滑情況 材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因 素而設(shè)置的安全系數(shù) 一般取1 3 當(dāng)查不到抗剪強(qiáng)度 時(shí) 可用抗拉 強(qiáng)度 b代替 而取Kp 1的近似計(jì)算法計(jì)算 查 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) p90表4 12取 350 MPa 所以沖裁力F 沖 1 3 0 5 211 059 350 48016 N 48 016KN 2 卸料力F x 推料力FT 頂料力FD的計(jì)算 在實(shí)際生產(chǎn)中影響卸料力 推料力 頂料力的因素很多 要精確計(jì)算 很困難 在實(shí)際生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 查課本p50公式3 30 3 31 3 32 卸料力 F x KxF 推料力 FT nKTF 頂料力 FD KDF 式中 F沖裁力 N Kx卸料力系數(shù) 其值為0 045 0 055 薄料取大值 厚料取 小值 KT 推件力系數(shù) 其值為0 063 KD 頂件力系數(shù) 其值為0 08 n 時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù) 或廢料 數(shù) n h t h 凹模洞口的直刃壁高度 t 板料厚度 卸料力和頂料力是設(shè)計(jì)卸料裝置和彈頂裝置的依據(jù) 因此 Fx 0 045 48 016 2 17 KN FT 0 063 48 016 3 025008 KN FD 0 08 48 016 3 84128 KN 總壓力F總的計(jì)算 F總 F 沖 F x FD 54 02728 KN 二 粗選壓力機(jī) 由于該制件是一普通制件 且精度要求不高 因此選用開(kāi)式可傾 壓力機(jī) 它具有工作臺(tái)三面敞開(kāi) 操作方便 成本低廉的優(yōu)點(diǎn) 由于 沖孔落料復(fù)合模的壓力行程的特點(diǎn)是在開(kāi)始階段即 需要很大的壓力 而在后面階段所需要的反倒要小的多 因此若按總的壓力來(lái)選取壓力 機(jī) 很可能出現(xiàn)雖然總的壓力滿足要求 但是在初始階段沖裁時(shí)已經(jīng) 超載 同時(shí) 選用拉深壓力機(jī)還應(yīng)該對(duì)沖裁功進(jìn)行核算 否則會(huì)出現(xiàn) 壓力機(jī)在力的大小滿足要求 但是功率有可能過(guò)載 飛輪轉(zhuǎn)速降低 從而引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低過(guò)大 損壞電動(dòng)機(jī) 因此精確確定壓力機(jī)壓 力應(yīng)當(dāng)根據(jù)壓力機(jī)說(shuō)明書(shū)中給出的允許工作負(fù)荷曲線 并校核功率 但是在一般條件下 可以根據(jù)生產(chǎn)車間的實(shí)際條件 在現(xiàn)有壓力機(jī)中 選取 在這里根據(jù)總壓力為54 02728KN 從 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 史鐵梁主 編一書(shū)中表4 33提供的壓力機(jī)公稱壓力序列中選取100KN的壓力機(jī) 型 號(hào)為J23 10 由此可知 電動(dòng)機(jī)的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于拉深所需壓力機(jī)的電動(dòng) 機(jī)功率 故可以選用此電動(dòng)機(jī) 三 計(jì)算壓力中心 由于制件圖形規(guī)則 上下對(duì)稱 所以其壓力中心必在中心線上 用 實(shí)驗(yàn)法測(cè)的該制件的壓力中心坐標(biāo)為X24 Y0如下圖 第四章 填寫沖壓工序卡 由上可知該制件共有兩道工序 即落料沖孔 彎曲壓筋 冷沖壓工藝卡片如下圖 產(chǎn)品型號(hào) 零 部 件 名稱 共 頁(yè)常州紡織 服裝職業(yè) 技術(shù)學(xué)院 沖壓工藝卡片 產(chǎn)品名稱 夾子 零 部 件 型號(hào) 第 頁(yè) 材料牌號(hào)及規(guī)格 材料技術(shù)要求 毛坯尺寸 每毛坯可制件數(shù) 毛坯質(zhì)量 輔助材料 1CrB 條料1500 800 29 工序 號(hào) 工序 名稱 工序內(nèi)容 加工簡(jiǎn)圖 設(shè)備 工藝設(shè)備 工時(shí) 0 下料 剪床上撬板 1500 800 11 6 2500 1 落料 沖孔 落料與沖孔 J23 250 落料沖孔 復(fù)合模 2 彎曲 壓筋 彎曲制件并 壓筋 J23 250 彎曲模 3 檢查 4 5 6 7 8 9 第五章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)確定的沖壓工藝方案和制件的形狀 特點(diǎn) 要求等因素確定沖 模的類型及結(jié)構(gòu)形式 1 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 在模具設(shè)計(jì)中雖然單工序模具比較簡(jiǎn)單也比較容易制造 但是制件 孔離制件邊緣尺寸較小在落料后沖孔勢(shì)必會(huì)影響模具的精度 且 兩孔在單工序模具中很難保證兩孔的位置精度 所以考慮到用落料 沖孔復(fù)合模具來(lái)加工第一工序 又因?yàn)闆_孔在前 落料在后 以凸 模插入材料和凹模內(nèi)進(jìn)行落料 必然材料的切向流動(dòng)的壓力 有可 能使 4的凸模變形 因此考慮采用彈壓卸料裝置的復(fù)合沖壓 這 樣既提高了工作效率又提高了模具的壽命 這樣一來(lái)提高了模具的 使用價(jià)值 因?yàn)橹萍炔皇嵌喔?采用兩副模具 一副是沖孔落 料復(fù)合模 一副是彎曲模 這樣就降低了模具的制造難度 且適合 生產(chǎn)條件不是很好的企業(yè)生產(chǎn)模具 給模具生產(chǎn)帶來(lái)一定的廣度 給生產(chǎn)降低了成本 帶來(lái)了更大的經(jīng)濟(jì)利益 二 模具結(jié)構(gòu)的分析與說(shuō)明 1 沖孔落料模結(jié)構(gòu)的分析與說(shuō)明 本道模具主要用來(lái)完成落料沖孔 目的明確簡(jiǎn)單 看似易設(shè)計(jì) 但 對(duì)于本制件來(lái)說(shuō)它是一個(gè)上下對(duì)稱的制件并且有兩個(gè) 4的小孔 為了保證兩孔在彎曲后的精度 所以要在本工序中做到兩孔的精度 在本制件考慮到形狀有一定的復(fù)雜 且較薄 0 5mm 為了保證制 件有較高的平直度本 故采用正裝式復(fù)合模 制件制造時(shí)還要考慮 到制件的定位 根據(jù)制件的特征 為了保證凹模的強(qiáng)度 故采用鉤 形當(dāng)料銷 和采用外形定位的定位銷 2 彎曲模結(jié)構(gòu)的分析與說(shuō)明 為了保證坯料在彎曲時(shí)不發(fā)生偏移 在設(shè)計(jì)時(shí)用 5的孔為定位孔 用定料銷定位 為了防止坯料轉(zhuǎn)動(dòng) 采用左右定位銷定位 三 模具工作部分的尺寸和公差的確定 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口尺寸精度 模具的合 理間隙值也主要靠刃口尺寸及制造精度來(lái)保證 正確決定模具刃口 尺寸及制造公差 是設(shè)計(jì)沖裁模具的主要任務(wù)之一 在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需考慮下列原則 8 落料件尺寸由凹模尺寸決定 故設(shè)計(jì)落料精度時(shí) 以凹模為 基準(zhǔn) 間隙取在凸模上 設(shè)計(jì)沖孔模時(shí) 以凸模為基準(zhǔn) 間 隙在凹模上 14 考慮到?jīng)_裁中凸 凹模的磨損 設(shè)計(jì)時(shí) 凹?；境叽鐟?yīng)取 制件尺寸公差范圍的較小尺寸 設(shè)計(jì)沖孔時(shí) 凸?；境叽?則應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸 這樣 在凸 凹磨 損到一定的程度的情況下 仍能沖出合格的制件 凸凹模間 隙則取最小合理間隙值 31 確定沖模刃口制造公差時(shí) 應(yīng)考慮制件的公差要求 如果對(duì) 刃口尺寸精度要求過(guò)高 即制造公差過(guò)小 會(huì)使模具制造 困難 增加成本 延長(zhǎng)生產(chǎn)周期 如果對(duì)刃口尺寸精度要求 過(guò)低 即制造精度公差過(guò)大 則生產(chǎn)出來(lái)的制件可能不合 格 會(huì)使模具的壽命降低 若制件沒(méi)有標(biāo)注公差 則對(duì)于非 圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 非配合尺寸的公差數(shù)值 IT14級(jí)處理 沖 模則可按IT11級(jí)制造 對(duì)于圓形件 一般可按IT7 IT6級(jí)制 造模具 沖壓件的尺寸公差應(yīng)按 入體 原則標(biāo)注為單向公差 落料件上偏差為零 下偏差為負(fù) 沖孔件上偏差為正 下偏 差為零 1 計(jì)算落料凸 凹模的刃口尺寸 本制件為簡(jiǎn)單的軸對(duì)稱圖形 故按配作法計(jì)算凸 凹模刃口尺寸 根據(jù)凸 凹模刃口尺寸計(jì)算公式 先計(jì)算出落料凹模刃口尺寸 課本p35式子3 3 3 4 落料 A0maxA D mina 0inT TZ Zp DA 落料凹模的基本尺寸mm DT 落料凸模的基本尺寸mm Dmax 落料件最大極限尺寸mm Zmin 凸凹模最小初始雙面間隙mm T 凸模制造下偏差 可查表3 6 或取 T 0 4 Zmax Zmin A 凹模制造上偏差 可查表3 6 或取 A 0 6 Zmax Zmin 沖裁件制造公差 x 系數(shù) 為了避免沖裁件尺寸偏向極限尺寸 落料時(shí)偏向最 小尺寸 沖孔時(shí)偏向最大尺寸 X值在0 5 1之間 與工件精度有關(guān) 可查課本p36表3 7或按下列關(guān)系取值 當(dāng)制件公差為IT10以上時(shí) 取x 1 當(dāng)制件公差為IT11 IT13時(shí) 取x 0 75 當(dāng)制件公差為IT14以下時(shí) 取x 0 5 由課本p33表3 4 3 6 3 7得 Zmin 0 035mm Zmax 0 045mm T 0 02mm A 0 03mm X 0 75mm 則Z max Zmin 0 045 0 035 0 01mm T A 0 02 0 03 0 05mm 0 01mm 說(shuō)明所取凸凹模公差不滿足 T A Z max Zmin條 件 此時(shí)可調(diào)整如下 T 0 4 Zmax Zmin 0 4 0 01 0 004 A 0 6 Zmax Zmin 0 6 0 01 0 006 校核 0 004 0 006 0 01mm 由此可得該尺寸能保證間隙在合理的范圍內(nèi) 故可取 故有 50 0 75 0 1 A0maxA D 49 925 mm 06 49 925 0 035 minmax 0inAT TZ Zp 49 89 mm 04 由課本p36式子3 5 3 6 沖孔 0minT pxd AZ 0minin0iAAZ DA 沖孔凹模的基本尺寸mm DT 沖孔凸模的基本尺寸mm dmin 沖孔件最小極限尺寸mm 沖裁件制造的公差mm Zmin 凸凹模最小初始雙面間隙mm T 凸模下偏差 可查表3 6 或取 T 0 4 Zmax Zmin A 凹模上偏差 可查表3 6 或取 T 0 6 Zmax Zmin x 系數(shù) 為了避免沖裁件尺寸偏向極限尺寸 落料時(shí)偏向最 小尺寸 沖孔時(shí)偏向最大尺寸 X值在0 5 1之間 與工件精度有關(guān) 可查課本p36表3 7或按下列關(guān)系取值 當(dāng)制件公差為IT10以上時(shí) 取x 1 當(dāng)制件公差為IT11 IT13時(shí) 取x 0 75 當(dāng)制件公差為IT14以下時(shí) 取x 0 5 計(jì)算孔 4的凸 凹模尺寸 查課本p33表3 4得 Zmin 0 035mm Zmax 0 045mm T 0 02mm A 0 02mm X 0 75mm 則Z max Zmin 0 045 0 035 0 01mm T A 0 02 0 02 0 04mm 0 01mm 說(shuō)明所取凸凹模公差不滿足 T A Z max Zmin條 件 此時(shí)可調(diào)整如下 T 0 4 Zmax Zmin 0 4 0 01 0 004 A 0 6 Zmax Zmin 0 6 0 01 0 006 校核 0 004 0 006 0 01mm 由此可得該尺寸能保證間隙在合理的范圍內(nèi) 故可取 故 d T 4 0 75 0 12 04 9 DA 4 09 0 035 6125 四 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 凹模周界尺寸計(jì)算 因制件形狀簡(jiǎn)單 尺寸不大 又是對(duì)稱零件 考慮到為了便于加工 故 選用整體式凹模比較合理 1 凹模厚度尺寸H的計(jì)算 由凹模的計(jì)算公式為 16mm 3沖FH 016 48 又因?yàn)闆_裁輪廓線全長(zhǎng)為211 059mm 超過(guò)了50mm 故應(yīng)乘以修正系數(shù)K 由 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 表4 21可得凹模厚度的修正系數(shù)K的值為k 1 37 則 H凹 1 37 16 21 92mm 將凹模厚度圓整成22mm 2 落料凹模周界尺寸L B的計(jì)算 因?yàn)榘寄？卓谳喞獮橹本€和圓弧形組 成所以 B S 2 5 4 H 53 74 55 88 109 142mm L S1 2S2 53 74 2 28 109 74 110mm 2 選擇模架及確定其他沖模零件的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)凹模周界尺寸 B 109 142mm L 110mm 查 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 史鐵梁主編表5 8選 取典型結(jié)構(gòu)并結(jié)合實(shí)際125 125 150 190I GB T2851 3 1990 并 選用滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架 3 落料凸模的強(qiáng)度和剛度校核 凸模承載能力的校核 凸模最小斷面承受的壓應(yīng)力 必須小于凸模材料強(qiáng)度允許的壓應(yīng)力 即 minbcZAF 凸模的最小斷面面積 inA2m 凸?？v向總壓力包括沖裁力和推件力 N ZF bc 凸模材料的許用抗彎強(qiáng)度 對(duì)于一般工具鋼 凸模淬火硬度HRC為58 62時(shí) 取1000 1600MPa 如果有特 殊導(dǎo)向時(shí) 可取2000 3000 MPa 51 85728 50 265482457437 1 032 MPa minA Z 由已知 bc 450 MPa bc 即落料凸模承載壓力完全合格 由于本產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)為10萬(wàn)件 即在沖裁過(guò)程中由于材料本身 屬于硬質(zhì)材料 為此需要經(jīng)常磨刃口 適當(dāng)給落料凸模適當(dāng)加厚 3 卸料 壓邊彈性元件的確定 沖壓工藝中常見(jiàn)的彈性元件有彈簧和橡膠等 但是由于這副模具的 結(jié)構(gòu)和結(jié)合實(shí)際生產(chǎn) 因此我們選用橡膠作為卸料的彈性元件 1 確定卸料橡膠 確定橡膠的自由高度H自 有資料查 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 史鐵梁主編表 3 9得 H自 L工 0 25 0 30 h修磨 式中的L工為模具的工作行程再加1 3mm 本模具的工作行程為沖孔落料 故L工 1mm h修磨的取值范圍為4 6mm 在這里取中間值5mm H自 1 0 3 5 mm 9mm 確定L預(yù)和H裝 由表3 9可得如下計(jì)算公式 L預(yù) 0 1 0 15 H自 0 15 9 1 35mm H裝 H自 L預(yù) 9 1 35 mm 7 65mm 確定橡膠橫截面積A A F q F由前可知為F 2 17KN q 0 26 0 5MPa 在這里 由于該模具的工作行程 比較小 因此取q 0 4MPa 則 A 2170 0 4mm 5425mm 核算橡膠的安裝空間 可以安裝橡膠的空間可按 凹模外形表面積與凸凹模底部面積之差 的80 估算 經(jīng)計(jì)算為S 13692 235mm 則可以安裝橡膠的面積 S 10953 788mm 大于所需的橡膠面積 因此滿足安裝橡膠的需要 五 校核壓力機(jī)安裝尺寸 模座的外形尺寸為125 125 閉合高度為160mm 由資料查 模具設(shè)計(jì) 指導(dǎo) 史鐵梁主編表4 33查得J23 10型壓力機(jī)的工作臺(tái)尺寸為 360mm 240mm 最大閉合高度為180mm 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為50mm 故符合安 裝要求 第六章 彎曲模具的設(shè)計(jì) 彎曲是使材料產(chǎn)生塑性變形 形成有一定角度或一定曲率形狀零件 的沖壓工序 彎曲的材料可以是板材 型材 也可以是棒料 管料 彎曲工序除了使用模具在普通壓力機(jī)上進(jìn)行外 還可以使用其他專門 的彎曲設(shè)備進(jìn)行 以下幾例可看出 圖6 1 1 制件彎曲工藝分析 本制件彎曲為綜合的折彎 折彎角度為165度和90度 彎曲半 徑為2mm 并且制件為對(duì)稱件的 彎曲形狀為U和V形彎曲的綜合彎 曲 在彎曲過(guò)程中要考慮彎曲回彈 最小彎曲半徑計(jì)算r t 2 0 5 4 5 8 彎曲半徑變化一般很小 可不考慮 而僅考慮彎曲角度的回彈變化 回彈角以彎曲前后工件 彎曲角度的變化量 表示 回彈角 0 t 其中 0為工件彎 曲后的實(shí)際彎曲角度 t為回彈前的彎曲角度 即凸模的彎曲角 可以運(yùn)用相關(guān)手冊(cè)查取回彈角修正經(jīng)驗(yàn)系數(shù)值 本制件在彎曲時(shí)帶有壓筋 在減小回彈上有一定的作用 即 它在結(jié)構(gòu)上改良了彎曲 使制件更容易達(dá)到要求 2 沖壓工藝參數(shù)的確定 1 沖壓力的計(jì)算 1 彎曲力的計(jì)算 為了選擇合適的壓力機(jī)需要對(duì)彎曲力進(jìn)行計(jì)算 影響彎曲力的因 素很多 如材料的性能 工件的形狀尺寸 板料厚度 彎曲方式 模 具結(jié)構(gòu)等 此外模具間隙和模具的工作表面質(zhì)量也會(huì)影響彎曲力的大 小 因此 理論分析的方法很難精確計(jì)算彎曲力 在生產(chǎn)實(shí)際中 通 常根據(jù)板料的機(jī)械性能以及厚度和寬度 按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算彎曲力 查課本p147式子 彎曲力的計(jì)算F彎 為了有效控制回彈 采用校正彎曲 由 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 史鐵梁主編一書(shū)中文獻(xiàn) 2 知 F自 0 7Kbt b r t b 為彎曲件的寬度mm t 為彎曲件的厚度mm r 為內(nèi)圓彎曲半徑mm b 為彎曲材料的抗拉強(qiáng)度MPa 查表 4 12得 b 450MPa K 為安全系數(shù) 一般取1 3 故有 F自 0 7 1 3 53 74 0 25 450 2 0 5 2 200653KN 3 頂料力和壓料力的計(jì)算 計(jì)算公式 FQ 0 3 0 8 F自 0 6601959 1 7605224KN 4 總壓力F總 F自 FQ 2 200653 1 7605224 3 9605224653K N 5 F壓機(jī) 1 3F總 5 14867920489 根據(jù)F壓機(jī)可選壓力機(jī)類型為J23 4 第七章 彎曲模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 彎曲模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在彎曲工序確定后的基礎(chǔ)上進(jìn)行的 設(shè)計(jì) 時(shí)應(yīng)考慮彎曲件的形狀要求 材料性能以及生產(chǎn)批量等因素 一 模具結(jié)構(gòu)的分析說(shuō)明 本制件為U形彎曲和V形彎曲的綜合 并且在下面兩側(cè)還有加 強(qiáng)壓筋 假如把模具設(shè)計(jì)成整體的 凸凹模難以加工制造 而且也 會(huì)增加成本 即使能制造出來(lái)也會(huì)在以后的生產(chǎn)中修模也帶來(lái)了困 難 不易修理 故可以把模具設(shè)計(jì)成相拼的 在外面用一凹?？蚶?面用凹模鑲塊 這樣有利于模具的加工和修理 其結(jié)構(gòu)如圖7 1 注 鑲塊主要用于限位的作用 凹模主要用于成型作用 壤 塊凹 模 圖7 1 上圖的結(jié)構(gòu)是模具工作時(shí)的部位是這副模具的核心 這樣的結(jié)構(gòu)可以 適用于批量生產(chǎn) 即使壞了也可以再制造一個(gè)新的重新加工 這大大 縮短了工作周期 提高了生產(chǎn)率 而且卸料方便 給生產(chǎn)產(chǎn)家?guī)?lái)了 更好的經(jīng)濟(jì)利益 二 彎曲模的卸料裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明 本制件在彎曲后將包在凸模上 在模具開(kāi)模時(shí)用采用剛性卸料 在 開(kāi)模時(shí)利用卸料板把制件從凸模上卸下來(lái) 在此同時(shí)下面也有一個(gè) 彈性卸料裝置把料和凹模從壤塊中頂出來(lái)其結(jié)構(gòu)如圖6 3 圖7 2 圖中在卸料螺釘下面有個(gè)彈性裝置在合模時(shí)它處于壓縮狀態(tài) 在開(kāi)模 時(shí)要恢復(fù)原狀而釋放力起了卸料作用 第八章 彎曲模的工作尺寸計(jì)算 工作尺寸設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)說(shuō)明 1 凸模圓角半徑 當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r t較小時(shí) 取凸模圓角半徑等于或 略小于工件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r 但不能小于材料允許的最小彎曲半 徑 若彎曲件的r t小于最小相對(duì)彎曲半徑 則應(yīng)取凸模圓角半徑 rt rmin 然后增加一道整形工序 使整形模圓角半徑rt r0 當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r t較大時(shí) 大于10 并且精度要求 較高時(shí) 必須考慮回彈的影響 根據(jù)回彈值的大小對(duì)凸模圓角半 徑進(jìn)行修正 2 凹模圓角半徑 凹模入口處的圓角半徑的大小對(duì)彎曲力以及彎曲件的質(zhì)量均 有影響 過(guò)小的凹模圓角半徑會(huì)使彎距的彎曲力臂減小 毛坯沿 凹模圓角滑入時(shí)的阻力增大 彎曲力增加 并容易使工件表面擦 傷甚至出現(xiàn)壓痕 在生產(chǎn)中 通常根據(jù)材料的厚度選擇凹模圓角半徑 當(dāng)t 2mm時(shí) ra 3 t 當(dāng)t mm時(shí) ra t 當(dāng)t mm時(shí) ra t 本制件凹模圓角半徑應(yīng)取ra 2 5mm 凹模的深度 凹模的深度要適當(dāng) 若過(guò)小則彎曲件的兩端自由部分太長(zhǎng) 工 件回彈大 不平直 若深度過(guò)大則凹模增加高度 多耗材并需要較 大的壓力機(jī)工作行程 對(duì)于 彎曲件 若直邊高度過(guò)大或要求兩邊平直 則凹模深度 應(yīng)大于工件深度 彎曲凸凹模的間隙 行件的彎曲時(shí)必須合理確定凸 凹之間的間隙 間隙過(guò)大則 回彈 工件形狀和尺寸誤差增大 間隙過(guò)小會(huì)增加彎曲力 使工件 厚度減薄 增加摩擦 擦傷工件并降低模具的壽命 形件的凸凹 模具的單面間隙值一般可按下式計(jì)算 c t kt 式中 c 為凸凹模的單面間隙mm t 板料厚度的基本尺寸mm 板料厚度的正偏差mm k 根據(jù)彎曲件的高度和寬度而決定的間 隙系數(shù) 當(dāng)工件精度高的時(shí)候 間隙值應(yīng)適當(dāng)減小 可以取c t 形件彎曲模工作部分的尺寸計(jì)算 彎曲件外形尺寸的標(biāo)注應(yīng)以凹模為基準(zhǔn) 先確定凹模的尺寸 然后再減去間隙值確定凸模尺寸 當(dāng)彎曲為雙向?qū)ΨQ偏差時(shí) 凹模尺寸為 d d 0 當(dāng)彎曲件為單向偏差時(shí) 凹模尺寸為 dLd 0 43 凸模尺寸為 2 pcdp 或者凸模尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制 保證單面間隙值c式中 d p為凹模 凸模的制造公差 彎曲件內(nèi)形尺寸的標(biāo)注應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件 先確定凸模尺寸 然后再增加間隙值確定凹模尺寸 當(dāng)彎曲件為雙向?qū)ΨQ偏差時(shí) 凸模尺寸為 0 21 pLp 當(dāng)彎曲件為單向偏差時(shí) 凸模尺寸為 0 43 pp 凹模尺寸為 dcLd 0 2 或者凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制 保證單面間隙值c 式中 p d為凸模 凹模的制造公差 選用IT7 IT9級(jí)精度mm 經(jīng)過(guò)上述幾點(diǎn)說(shuō)明可得凹凸模尺寸為如圖8 1 凸模 c 凹模 圖8 1 結(jié)論 時(shí)光飛逝 轉(zhuǎn)眼間我們就要大學(xué)畢業(yè)了 剛結(jié)束畢業(yè)設(shè)計(jì)的我有很多的感想 要對(duì)大家說(shuō) 在此我就利用這個(gè)機(jī)會(huì)來(lái)發(fā)表我的長(zhǎng)篇大論了 通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì) 真的讓我學(xué)到了很多東西 以前在學(xué)理論的時(shí)候 我以為自己學(xué)到了很多專業(yè)方面 知識(shí) 曾經(jīng)還一度的認(rèn)為自己不錯(cuò) 但是在實(shí)習(xí)的這段時(shí)間以后 我才發(fā)現(xiàn)自己的 缺陷和不足 而且還非常的缺乏經(jīng)驗(yàn) 因?yàn)樵趯W(xué)校的時(shí)候我們接觸的都是些純理論 的專業(yè)知識(shí) 并沒(méi)有與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái) 所以我們對(duì)模具的認(rèn)識(shí)只局限在表面上的感 性的認(rèn)識(shí) 而沒(méi)有上升到理性認(rèn)識(shí)的高度 換句話說(shuō)就是還沒(méi)有真正的認(rèn)識(shí)模具這 一名詞的真正含義 但是只有實(shí)踐還是不夠的 經(jīng)驗(yàn)才是最寶貴的 而對(duì)與我們這 些剛剛走出大學(xué)校園的畢業(yè)生來(lái)說(shuō)最缺乏的就是經(jīng)驗(yàn)了 所以在實(shí)習(xí)的這段時(shí)間我 吃了不少苦頭 這次我設(shè)計(jì)的是書(shū)夾 這個(gè)零件的形狀不是很復(fù)雜 是個(gè)軸對(duì)稱零件 對(duì)于工 廠來(lái)說(shuō) 是個(gè)比較簡(jiǎn)單的零件 不過(guò)對(duì)于我們這些剛要畢業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)還是比較困 難的 這個(gè)零件共分兩道工序 落料沖孔 彎曲壓筋 兩道工序中有一道是復(fù)合的 特別是一道彎曲壓筋難度較大 難的不是彎曲而是壓筋這樣來(lái)實(shí)現(xiàn) 我看到了廠的 的設(shè)計(jì)他們?cè)O(shè)計(jì)了很巧妙 把彎曲外形和壓筋鑲塊分開(kāi)制造 這樣即省了錢又提高 了效率 也在制造上降低了難度是很可取的辦法 我開(kāi)始是打算用個(gè)比較精密的沖 側(cè)孔模具把之加工出來(lái) 但是是師傅看到了問(wèn)為什么這樣而不用金加工的方法加工 出來(lái) 我的回答另他們很不滿意 在后來(lái)我才發(fā)覺(jué)到我這樣加工太浪費(fèi)了不切合實(shí) 際 理論就是理論要把它和實(shí)際結(jié)合起來(lái)才能算是真正的有用理論 我那樣加工固 然是個(gè)很不錯(cuò)的加工方法 但是在生產(chǎn)是太浪費(fèi)達(dá)不到原有的經(jīng)濟(jì)利益 在制造模 具時(shí)要浪費(fèi)大量的錢 并且在模具裝夾定位時(shí)也很困難 很難不易不讓它變形 最 后不得不向?qū)嶋H低頭采納師傅們的意見(jiàn) 確定了該制件的工藝方案以后 通過(guò)力的 計(jì)算 進(jìn)行各套模具的壓力機(jī)的選擇 通過(guò)凸凹模尺寸的計(jì)算 選擇所需要的模架 和導(dǎo)柱導(dǎo)套 并對(duì)其進(jìn)行校核 最后畫(huà)各套模具的零件圖和裝配圖 在設(shè)計(jì)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到問(wèn)題 比如說(shuō) 設(shè)計(jì)打桿的時(shí)候 由于不知道打桿在 模具中靠什么工作的 所以就不知道它的長(zhǎng)度該怎么確定 每次遇到這樣的問(wèn)題時(shí) 都是師傅不厭其煩地教我 直到我懂為止 這段時(shí)間師傅教了我很多在學(xué)校里沒(méi)學(xué) 過(guò)的東西 使我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步加深了 對(duì)模具的興趣也越來(lái)越濃了 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的收獲很多 最主要的是實(shí)踐方面的收獲 因?yàn)橥ㄟ^(guò)畢業(yè) 設(shè)計(jì) 讓我了解了沖壓模具的主要結(jié)構(gòu)組成 同時(shí)還了解了設(shè)計(jì)一套模具的主要流 程 但學(xué)會(huì)這些還是不夠的 在以后的工作學(xué)習(xí)中我將更加努力 從而彌補(bǔ)自己的 不足 由于水平所限 設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤再所難免 懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正 參考文獻(xiàn) 1 王新華 袁聯(lián)富編 沖模結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 2 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3 沖壓手冊(cè) 4 模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 5 金滌塵 宋放之 現(xiàn)代模具制造技術(shù) M 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 6 胡石玉 模具制造技術(shù) M 東南大學(xué)出版社 1997 7 李云程 模具制造工藝學(xué) M 機(jī)械工業(yè)出版社 1998 8 孫鳳勤 模具制造工藝與設(shè)備 M 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 9 孫鳳勤 沖壓與塑壓設(shè)備 M 機(jī)械工業(yè)出版社 1997 10 模具標(biāo)準(zhǔn)匯編 M 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 11 標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè) M 機(jī)械工業(yè)出版社 1999 12 機(jī)械加工工藝手冊(cè) M 機(jī)械工業(yè)出版社 1999