沖壓彎曲件沖壓模具設計畢業(yè)論文.doc

精品論文沖壓彎曲件沖壓模具設計畢業(yè)論文目錄前言1第1章 對加工零件的工藝分析51.1零件分析51.1.1 沖壓件的工藝分析51.1.2 分析比較和確定工藝方案61.1.3 彎曲件的工藝分析7第2章 沖裁模82.1 沖壓模具的工藝分析與設計計算82.2 工作力的計算102.2.1 落料力102.2.2 沖孔力102.2.3 卸料力112.2.4 推料力112.2.5 沖側刃缺口的力122.2.6 總沖壓力122.3 確定模具壓力中心122.4確定凸、凹模刃口尺寸152.4.1 沖孔部分162.4.2 落料部分172.5 成型零部件的結構設計182.5.1沖孔凸模結構設計182.5.2沖孔凸模結構設計192.5.3凹模結構設計192.6 模具的整體設計202.6.1選擇模具結構形式202.6.2操作方式202.6.3模架類型212.6.4定位方式的選擇212.6.5卸料和出料方式的選擇212.6.6導向方式選擇212.6.7定位零件設計212.6.8導料板設計212.6.9卸料板設計222.6.10墊板設計232.6.11模柄選擇242.6.12凸模固定板的設計252.6.13導柱導套選擇262.6.14模座選擇262.6.15螺釘、銷釘?shù)倪x用272.6.16裝配圖設計272.6.17模架的選取272.6.18沖壓設備的選擇28第3章 彎曲模293.1沖壓零件的工藝分析293.2模具結構293.3必要的計算293.3.1彎曲力的計算303.3.2彈頂器的計算313.3.3回彈量的確定313.3.4彎曲凸模的圓角半徑313.3.5彎曲凹模的圓角半徑及其工作部分的深度313.3.6彎曲凸模和凹模之間的間隙323.3.7彎曲凸模和凹模寬度尺寸的計算323.4模具總體設計333.4.1凹模結構設計333.4.2凸模結構設計343.4.3定位板結構設計343.4.4模柄選擇353.4.5模架的選取353.4.6銷釘?shù)倪x用363.4.7壓力機的選取363.4.8裝配圖設計37第4章 模具制造技術要求384.1表面粗糙度及標準384.2加工精度394.2.1尺寸偏差394.2.2形位公差394.2.3配合要求39結論41謝 辭42參考文獻43外文資料翻譯45前言冷沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力方法。因為它通常是在壓力機室溫狀態(tài)下進行加工，所以稱為冷沖壓。冷沖壓生產過程的主要特征是依靠沖模和沖壓設備完成加工，便于實現(xiàn)自動化，生產率很高，操作簡便。對于普通壓力機，每臺每分鐘可生產幾件到幾十件沖壓件，而高速沖床每分鐘可生產數(shù)百件甚至幾千件以上沖壓件。冷沖壓所獲得的零件一般無需進行切削加工，因而是一種節(jié)省能源、節(jié)省原材料的無或少切削加工方法。由于冷沖壓所用原材料多是表面質量好的板料或帶料，沖件的尺寸公差由沖模來保證，所以尺寸穩(wěn)定、互換性好。冷沖壓產品壁薄、質量輕、剛性好，可以加工成形狀復雜的零件，小到鐘表的秒針、大到汽車縱梁、覆蓋件等。但由于沖模制造一般是單件小批量生產，精度高，技術要求高，是技術密集型產品，制造成本高。因而，冷沖壓生產只有在大批量的情況下才能獲得較高的經(jīng)濟效應。綜上所述，冷沖壓與其他加工方法相比，具有獨到的特點，所以在工業(yè)生產中，尤其在大批量生產中應用十分廣泛。相當多的工業(yè)部門都越來越多采用冷沖壓加工產品零部件，如機械制造、車輛生產、航空航天、電子、電器、輕工、儀表及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當大，不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在已被質量輕、剛度好的沖壓件所代替。通過沖壓加工，大大提高了生產率，降低了成本?？梢哉f，如果在生產中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門的產品 要提高生產率、提高質量、降低成本，進行產品的更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。隨著科學技術的進步和社會的發(fā)展，產品對模具的要求愈來愈高，傳統(tǒng)的模具設計與制造方法已經(jīng)不能適應產品及時代更新的需要。特別是90年代以來，工業(yè)產品的品種和數(shù)量不斷增加，對產品質量、樣式和外觀提出新的要求，使模具需求量增加，對模具的質量要求也越來越高，模具技術直接影響直接造業(yè)的發(fā)展，產品更新?lián)Q代和產品競爭力。因此迅速提高模具的技術水平已成為當務之急。隨著近代工業(yè)的發(fā)展，冷沖壓技術得到迅速發(fā)展。1.冷沖壓工藝方面研究和推廣應用旨在提高生產率和產品質量，降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種沖壓技術發(fā)展的重要趨勢。目前，國內外涌現(xiàn)并迅速用于生產的沖壓先進工藝有精密沖壓、柔性膜成形、超塑性成形、無模多點成形、爆炸和電磁等高能成形、高效精密沖壓技術以及冷擠壓技術等等。這些沖壓先進技術在實際生產中已經(jīng)取得良好的技術經(jīng)濟效果。精密沖壓既是提高沖壓件精度的有效方法，又是擴大沖壓加工范圍的重要途徑。目前精密沖裁的精度可達IT6IT7,板料厚度可達25mm。精沖方法不但可以沖裁，還可以成形（精密彎曲、拉深、翻邊、冷擠、壓印和沉孔等）。2. 沖模設計和制造方面沖模是實現(xiàn)沖模生產的基本條件。目前在沖模設計與制造上，有兩種趨勢應給與足夠的重視。(1)模具結構與精度正朝著兩方面發(fā)展 一方面為了適應高速、自動、精密、安全等大批量自動化生產的需要，沖模正朝著高效、精密、長壽命、多工位、多功能方向發(fā)展；另一方面，為適應市場上產品更新?lián)Q代迅速的要求，各種快速成型方法和簡易經(jīng)濟沖模的設計與制造業(yè)得到迅速發(fā)展。高效、精密、多功能、長壽命多工位級進模和汽車覆蓋件沖模的設計制造水平代表了現(xiàn)代沖模技術水平。我國能夠設計制造出機電一體化的，達到國際先進水平的高效、精密、長壽命、多工位級進模，工作零件精度達到25m,步距精度達到23m，總壽命達到1億模次以上；我國汽車工業(yè)，已具備中檔轎車成套覆蓋件沖模生產能力，并在汽車試制和小批量生產中應用高強度樹脂澆注成形覆蓋件沖模，縮短試制周期，降低成本，加速了新車型的開發(fā)。(2)模具設計與制造的現(xiàn)代化 計算機技術、信息技術等先進技術在模具技術中得到廣泛的應用，是模具技術設計制造水平發(fā)生了深刻的革命性的變化。目前最為突出的是模具CAD/CAM/CAE。當今世界模具工業(yè)格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國家作為世界模具技術發(fā)展的領頭羊，占據(jù)了世界模具的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代化的設計方法和先進的模具制造設備，特別是最近幾年這些國家把CAD/CAM系統(tǒng)作為模具工業(yè)發(fā)展的臂翼，發(fā)展的勢頭如日中天。模具技術的飛速發(fā)展，模具CAD/CAM因其技術先進以迅速發(fā)展和廣泛應用，它的技術經(jīng)濟效果是傳統(tǒng)模具設計制造方法所不能比擬的，具體有以下特點：1縮短了模具的生產周期。2.高模具質量。3.顯著降低生產效率。4.CAD/CAM技術將技術人員繁多的計算繪圖和NC編程中解放出來使其產生更多的創(chuàng)造性勞動?，F(xiàn)代模具制造和模具工業(yè)與傳統(tǒng)模具業(yè)比較起來有新的特點：1.生產率高現(xiàn)代模具生產率比傳統(tǒng)模具高的多，其主要原因是現(xiàn)代模具有多工位，多腔?；蚨喙δ堋＠纾呱a率進級模有50多個2位，橡膠鞋模有18個2位。一套多功能模具除了沖壓成形外,還承擔裝配,鉚接等組裝任務，可直接生產組合件。2.精度高現(xiàn)代模具要求精度比傳統(tǒng)模具高出一個數(shù)量級。工位級進模精沖模精密塑料模精度已達0.003mm甚至更高。一些高精度尤其是那些全拼嵌壽命長。長壽命模具是保證高沖壓設備實現(xiàn)高生產效率的基本條件，現(xiàn)代沖模壽命一般在500萬次以上。硬質合金模具壽命可達2-6千萬次，注塑模40-60萬件，壓鑄模50-100萬件，而傳統(tǒng)模具壽命只有現(xiàn)代模具的1/5或1/10。3.型腔形狀和模具結構復雜隨著人們對產品形狀，尺寸精度，及整體性生產率等要求的提高，以及許多新材料新工藝的廣泛應用，現(xiàn)代模具的型腔結構更復雜。綜合以上特征，我們可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代模具工業(yè)，以成為一種獨立的工業(yè)體系。模具的標準化，專業(yè)化水平高，具備模具標準化和優(yōu)質模具材料的生產與供應系統(tǒng)。另外技術人才和資本密集。模具以從傳統(tǒng)勞動密集型轉變?yōu)榧夹g密集型。人才密集型和資本密集型的產業(yè)。技術密集型體現(xiàn)在模具的CAD/CAM，而先進的設計手段和設備必然需要高素質的專業(yè)人才，從而形成人才密集型。同時產業(yè)高也是現(xiàn)代模具的一個重要標志。但是要在模具生產中實現(xiàn)CIMS，還需經(jīng)過一段時間。但隨著CAD/CAM集成化技術的發(fā)展和廣泛應用，以及相關高新技術的發(fā)展，在不久的將來全盤化，自動化CIMS必將在模具生產中實現(xiàn)。使模具技術，及至整個人類模具技術實現(xiàn)新的飛越。 縱觀整個現(xiàn)代模具技術的發(fā)展，我們可以看出模具制造技術總是向著高，新方向發(fā)展，并且伴隨有人工轉向自動化方向發(fā)展?？偠灾＞咴O計與制造將會徹底的擺脫主要依靠人工的生產方法，這樣才能使模具制造更合理化，結構更簡化，精度更高，為將來各行業(yè)的發(fā)展提供新的活力。 第1章 對加工零件的工藝分析1.1零件分析零件簡圖如圖1-1所示：圖1-1 零件圖1.1.1 沖壓件的工藝分析1、材料：Q235-A鋼為普通碳素結構鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性，主要用于工程結構和受力較小的機械零件。綜合評適合沖裁加工。2、工件結構：工件形狀比較簡單，孔邊距大于凸凹模允許的最小壁厚（a=6），故可以考慮采用連續(xù)沖壓工序。3、尺寸精度：零件圖上未注公差，屬于自由公差，按IT14級確定工件尺寸的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。 4、結論：可以沖裁該工件是典型的沖裁件，其特點是工件尺寸不大，且上下左右對稱，材料強度不高，由于工件尺寸沒有明顯角標注，故屬于一般沖裁件。沖裁件剪斷面的表面粗糙度經(jīng)查表得為50Ra/mm，需要采用IT12級的沖裁模，便可滿足零件的精度要求，模具制造精度為IT10級。該工件外形整體呈梯形，且上下左右對稱。由所給工件圖可以看出，工件上有四個圓孔，圓直徑為8mm，兩半圓弧半徑為8 mm。該零件形狀較簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的。沖裁件所能達到的經(jīng)濟精度為IT12IT13。將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可以認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其他尺寸標注、生產批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用級進沖裁模進行落料沖孔加工和單工序模進行彎曲成形。 1.1.2 分析比較和確定工藝方案從零件的結構特點以及沖壓變形特點來看，該零件沖壓工序性質有沖孔、落料、兩種。根據(jù)工序性質可能的組合情況，該零件可能的沖壓方案有：該工件包括沖孔、落料兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產。方案二：落料-沖孔復合沖壓。采用復合模生產。方案三：沖孔-落料連續(xù)沖壓。采用連續(xù)模生產。方案一模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產效率低，難以滿足中批量生產要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產效率都較高，模具強度較差，制造難度大，同時落料、沖孔需要很大的沖裁力，這樣就必須使用大的沖壓設備，造成能量的浪費，同時模具各部分的強度、剛度難保證。并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，操作不方便。如果凸凹模內積存有廢料，則對凸凹模的脹形力就會增加，而容易脹裂刃口，為安全起見，應避免凸凹模內積存廢料。方案三也只需一副模具，生產效率高，將零件結構的內外形分解為簡單形狀的凸模或凹模，在不同工位上分步逐次沖壓，提高了模具強度和模具壽命，操作方便，工件精度也能滿足要求。由于工件和孔廢料都可由壓力機臺下排出，操作方便安全，生產效率高，同時連續(xù)模上如果沒有彈性（彈簧和橡皮）卸料裝置，就能在高速沖床上進行連續(xù)沖壓，而復合模是有困難的?？梢岳靡褯_的孔進行導正銷定位，從而保證了工件的精度。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案三為佳。 1.1.3 彎曲件的工藝分析本工件在沖孔落料的基礎上，只需一尺彎曲即可成型，確定工藝方案為一次彎曲。彎曲部位為底部四個角，。并且為中批量生產，采用一次彎曲連續(xù)進行。第2章 沖裁模2.1 沖壓模具的工藝分析與設計計算1、排樣設計與計算排樣是否合理，經(jīng)濟型是否好,可用材料利用率來衡量。材料利用率是指零件的實際面積與材料面積的百分比。.要提高材料利用率，主要應從減少工藝廢料著手，即設計合理安排方案，選擇合適的板料規(guī)格及合理的裁料法（廢料沖制小件。在不影響料頭，料尾），利用廢料沖制小件。在不影響設計要求的情況下，改善零件結構。本工件可采用連續(xù)排樣方案，如圖1-2所示：圖1-2排樣圖為節(jié)約材料，應合理確定搭邊值.查表取搭邊，。計算沖壓件一個進距的材料利用率： （2-1）式中：一個布局內零件沖裁件面積，； 一個布局內所需毛坯面積，； 條料寬度，； 送料進距，；（1）送料步距:式中 平行于送料方向的沖裁件的寬度； 沖裁件之間的搭邊值；=90+2=92 =150.5 （2）送料寬度:當導料板板之間有側壓裝置時或用手將條料貼近單邊導料板（或兩個導正銷）時，條料寬度按下式計算： （2-2）式中 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；當條料在無側壓裝置的料板之間送料時，條料寬度按下式計算：式中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； 條料與導料板之間的間隙； 2、條料利用率: 3、整個板料的利用率 （2-3）式中 : 條料（或整個板料）上實際沖裁的零件數(shù)； 條料（或板料）長度； 條料（或板料）寬度； 一個零件的實際面積。選取的鋼板可計算2.2 計算沖壓力沖裁一個零件的周邊長度外輪廓周邊長度：孔周邊長度：根據(jù)沖裁力的計算公式2.2.1 落料力 （2-4） 其中：K刃口磨損，間隙波動，料厚等因素設置的安全系數(shù)，取1.3；沖裁力，單位為N沖裁周邊，單位為mm材料抗剪強度，單位為Mpa材料厚度，單位為mm2.2.2 沖孔力 （2-5） 其中：刃口磨損，間隙波動，料厚等因素設置的安全系數(shù)，取1.3；沖裁力，單位為N沖裁周邊，單位為mm材料抗剪強度，單位為Mpa材料厚度，單位為mm 2.2.3 卸料力 （2-6） 其中： 落料力，單位為N；卸料力系數(shù)，其值為0.020.06 經(jīng)查表得2.2.4 推料力 （2-7）其中：沖裁力，單位為N；推料力系數(shù)，其值為0.030.07；經(jīng)查表得 凹模刃口高度取6mm，則2.2.總沖壓力所以可選用規(guī)格為630KN可傾斜式壓力機。該模具采用固定卸料和下出料方式。2.3 確定模具壓力中心沖裁時沖裁力的合力作用點稱為壓力中心，在設計模具時，要求模具的模柄中心（一般情況下也是凹模的幾何中心）與壓力中心重合，對于要求不高或沖裁力較小間隙較大的模具，壓力中心不允許超出模柄投影面積范圍，否則產生偏載，使模具導向部分偏斜，影響凸凹模間隙，加速模具磨損，降低制件質量和模具壽命，造成嚴重后果。確定壓力中心就是為了合理的確定模具結構。求壓力中心的方法是：采用求空間平行力系的合力作用點。按比例畫出排樣圖,選定坐標系xOy。如圖2-3所示：圖2-3 解析法解壓力中心圖壓力中心的計算：所以壓力中心（-19.34,6.4）故模具壓力中心在模柄的投影范圍之內，故符合要求。2.4確定凸、凹模刃口尺寸凸、凹模刃口尺寸精度決定的合理與否，直接影響沖裁件的尺寸精度及合理間隙值能否保證，也關系到模具的成本和使用壽命。1、保證沖出合格的零件； 2、保證模具有一定的使用壽命；3、考慮沖模制造修理方便、降低成本。因此，計算凸、凹模的刃口尺寸是一項重要的工作。計算沖模凸、凹模刃口尺寸的依據(jù)為：（1）沖裁變形規(guī)律，即落料件尺寸與凹模刃口尺寸相等，沖孔尺寸與凸模刃口尺寸相等。（2）零件的尺寸精度。（3）合理的間隙值。4.磨損規(guī)律，如圓形件凹模尺寸磨損后變大，凸模磨損后變小，間隙磨損后變大。5.沖模的加工制造方法。 2.4.1 沖孔部分 （2-9）查表得間隙值 ：=0.246mm =0.360mm 查表得凸、凹模制造公差： =-0.020mm =+0.020mm 查表取因數(shù) ： =0.5校核 ：故能滿足加工時： 2.4.2 落料部分工件如圖2-4所示：圖2-4 工件圖落料凹?；境叽缬嬎闳缦拢?（2-10）查表的間隙值=0.360mm =0.246mm校核：查表可得：故可計算得：2.5 成型零部件的結構設計2.5.1沖孔凸模結構設計沖規(guī)則圓形孔的凸模，采用臺階式。尺寸標注如圖1-5所示：圖2-5 沖 孔 凸 模2.5.2沖孔凸模結構設計落料的凸模采用直通式，其尺寸標注如圖2-6所示：圖2-6 落 料 凸 模2.5.3凹模結構設計考慮到本例為中批生產, 凹模的刃口形式，應采用刃口強度較高的凹模。 凹模的外形尺寸,按式H=Kb和c=（1.52）H式中b-沖裁件的最大外形尺寸； K-系數(shù)，考慮板料厚度的影響；可得:H=0.2890=25.2mmc取1.2H=30.2mm，即取凹模厚度為32mm.符合要求.尺寸標注如圖2-7所示： 圖2-7 凹模2.6 模具的整體設計2.6.1選擇模具結構形式?jīng)_壓時，條料從右邊送入，用始用擋料銷限位，上模下行時，沖孔凸模先將四個孔沖出。松開始用擋料銷，條料繼續(xù)向左送進，由三角型塊擋料，這時已沖出四個孔移至落料工位上。上模再次下行，完成外形落料，與此同時，在沖孔工位的條料上又沖出四個孔。落料凸模上裝有導正銷，落料時導正銷先進入工件的孔內定位，用以控制步距和提高孔與落料外形的位置精度。2.6.2操作方式?jīng)_壓時，條料從右邊送入，用始用擋料銷限位，上模下行時，沖孔凸模先將四個孔沖出。松開始用擋料銷，條料繼續(xù)向左送進，由三角型塊擋料，這時已沖出四個孔移至落料工位上。上模再次下行，完成外形落料，與此同時，在沖孔工位的條料上又沖出四個孔。落料凸模上裝有導正銷，落料時導正銷先進入工件的孔內定位，用以控制步距和提高孔與落料外形的位置精度。2.6.3模架類型由于在沖孔落料過程中有偏心載荷，且材料幅度相對較大，可靠性有好故采用對角導柱式模架2.6.4定位方式的選擇因為該模具采用的是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用一個三角形擋料塊初定距，導正銷精定距。而第一件的沖壓位置由始用擋料銷控制。2.6.5卸料和出料方式的選擇因為工件料厚為2mm，采用固定卸料板。又因為是連續(xù)模生產，所以采用下出件比較便于操作與提高生產效率。2.6.6導向方式選擇采用對角導柱模架。因為對角導柱模架的特點是導向裝置在兩對角，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機導向精確，不會造成上模歪斜，導向裝置和凸、凹模都不易磨損，從而不影響模具壽命。2.6.7定位零件設計落料凸模下部設置兩個導正銷，導正應在卸料板壓緊板料之前完成導正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面lmm ，導正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導正銷導正部分與導正孔采用H7/h6配合。導正銷導正部分的高度h與料厚t及導正孔有關，一般取h=(0.81.2)t，料薄時取大值，導正孔大時取大值，也可查有關沖壓資料。2.6.8導料板設計導料板的內側與條料接觸，外側與凹模齊平，導料板與條料之間的間隙一側取2mm，一側取6mm，這樣就可確定了導料板的寬度，導料板的厚度取10mm。導料板采用45鋼制作，熱處理硬度為4045HRC。如圖2-8所示：圖 2-8導 料 板2.6.9卸料板設計當卸料板僅起卸料作用時，凸模與卸料板的雙邊間隙取決于板料厚度，一般在0.5-1.0mm之間，板料薄時取小值；板料厚時取大值。當固定卸料板兼起導板作用時，一般按H7/h6配合制造，但應保證導板與凸模之間間隙小于凸、凹模之間的沖裁間隙，以保證凸、凹模的正確配合。固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，當沖裁板料較厚（大于0.5mm）、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件時，一般采用固定卸料裝置。卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為8mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4348HRC。如圖2-9所示：圖2-9卸 料 板2.6.10墊板設計墊板主要用于承受沖擊力，墊板相對于固定板稍有移動不會影響正常工作，墊板上只有螺釘、銷釘過孔（螺釘、銷釘穿過墊板故稱過孔），孔徑比穿過的螺釘、銷釘?shù)闹睆酱?mm，孔距與固定板上的相同。墊板的加工無特殊要求。材料為45鋼，淬火4348HRC。尺寸一般與固定板相同，尺寸為315mm200mm，厚度為10mm。如圖2-10所示：圖2-10 墊 板2.6.11模柄選擇采用壓入式模柄，它與模座孔采用過渡配合H7/m6、H7/h6。這種模柄可較好保證軸線與上模座的垂直度。適用于各種中、小型沖模，生產中最常見。模柄材料通常采用Q235或A5鋼，其支撐面應垂直于模柄的軸線（垂直度不應超過0.02:100）。如圖2-11所示：圖2-11模 柄2.6.12凸模固定板的設計將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬ξ恢脡喝牍潭ê?，作為一個整體安裝在上模座或下模座上。模具中最常見的是凸模固定板，固定板分為圓形固定板和矩型固定板兩種，主要用于固定小型的凸模和凹模。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同，但還應考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢谩９潭ò宓耐鼓０惭b孔與凸模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。固定板材料一般采用Q235或A3。凸模固定板的型孔位置應與凹模型孔位置一致，型孔尺寸與凸模成0.01mm的雙邊過盈，保證板平面與凸模的中心線有良好的垂直度，上下平面磨平，與凸模安裝孔的軸線垂直，基準面的表面粗糙度為Ra=1.6m0.8m，另一非基準面可適當降低要求。為保證安裝固定牢靠，固定板要有足夠厚度，設計中取凸模固定板厚度為25mm。外形尺寸與卸料板外形尺寸一致。螺釘銷釘孔位置要與其他板件的一致。如圖2-12所示： 圖2-12凸 模 固 定 板2.6.13導柱導套選擇導柱和導套一般采用過盈配合H7/r6分別壓入下模座和上模座的安裝孔中。導柱、導套之間采用間隙配合，其配合尺寸必須小于沖裁間隙。導柱、導套一般選用20鋼制造。為了增加表面硬度和耐磨性，應進行表面滲碳處理，滲碳后的淬火硬度為5862HRC。2.6.14模座選擇模座一般分為上、下模座，其形狀基本相似。上、下模座的作用是直接或間接地安裝沖模的所有零件，分別與壓力機滑塊和工作臺連接，傳遞壓力。因此，必須十分重視上、下模座的強度和剛度。模座因強度不足會產生破壞；如果剛度不足，工作時會產生較大的彈性變形，導致模具的工作零件和導向零件迅速磨損，這是常見的卻又往往不為人們所重視的現(xiàn)象。在選用和設計時應注意如下幾點：(1）盡量選用標準模架，而標準模架的型式和規(guī)格就決定了上、下模座的型式和規(guī)格。如果需要自行設計模座，則圓形模座的直徑應比凹模板直徑大3070mm，矩形模座的長度應比凹模板長度大4070mm，其寬度可以略大或等于凹模板的寬度。模座的厚度可參照標準模座確定，一般為凹模板厚度的1.01.5倍，以保證有足夠的強度和剛度。對于大型非標準模座，還必須根據(jù)實際需要，按鑄件工藝性要求和鑄件結構設計規(guī)范進行設計。(2）所選用或設計的模座必須與所選壓力機的工作臺和滑塊的有關尺寸相適應，并進行必要的校核。比如，下模座的最小輪廓尺寸，應比壓力機工作臺上漏料孔的尺寸每邊至少要大4050mm。(3）模座材料一般選用HT200、HT250，也可選用Q235、Q255結構鋼，對于大型精密模具的模座選用鑄鋼ZG35、ZG45。(4）模座的上、下表面的平行度應達到要求，平行度公差一般為4級。(5）上、下模座的導套、導柱安裝孔中心距必須一致，精度一般要求在0.02mm以下；模座的導柱、導套安裝孔的軸線應與模座的上、下平面垂直，安裝滑動式導柱和導套時，垂直度公差一般為4級。(6）模座的上、下表面粗糙度為Ra1.6 0.8m，在保證平行度的前提下，可允許降低為Ra3.21.6m。2.6.15螺釘、銷釘?shù)倪x用螺釘用于固定零件，而銷釘則起定位作用，螺釘要盡量在被固定件的外形輪廓附近均勻分布，銷釘要盡量對角分布。螺釘和銷釘都是標準件，設計模具時按標準件選用即可。本設計中螺釘全部用內六角頭螺釘，銷釘全部為圓柱銷釘。上 模 座 6個內六角螺釘： GB 70-86 M1070 2個圓柱銷釘： 銷 GB 119-86 A850下 模 座 6個內六角螺釘： GB 70-86 M1080 4個銷釘： 銷 GB 119-86 A8702.6.16裝配圖設計如圖2-13所示的模具總裝配圖， 圖2-13落料沖孔裝配圖 2.6.17模架的選取模架選用適用中等精度,中尺寸沖壓件的三導柱模架。模架具體數(shù)據(jù)如下：上模座： L/mmB/mmH/mm31520045GB-T 2855.1-90 HT200下模座： L/mmB/mmH/mm = 31520050GB-T 28552-90 HT200導 柱1： d/mmL/mm40180 GB-T2861.1 導 套1： d/mmL/mmD/mm=4018043 GB-T2861.6導 柱2： d/mmL/mm35180 GB-T2861.1 導 套2： d/mmL/mmD/mm=3518043 GB-T2861.62.6.18沖壓設備的選擇選用開式雙柱可傾式壓力機（J23-63）,其部分參數(shù)如下：公稱壓力： 630KN滑塊行程： 130mm行程次數(shù)： 50次/min 連桿調節(jié)長度： 80mm最大裝模高度： 280mm裝模高度調節(jié)量： 65mm工作臺尺寸前后左右： 480mm710mm模柄孔尺寸直徑深度： 5070mm機身可最大傾斜角： 30 立柱間距離： 350mm墊板厚度： 80mm墊板孔徑： 250mm電動機功率： 5.5KW 第3章 彎曲模圖3-1 工 件 圖3.1沖壓零件的工藝分析本工件在前面沖孔落料的基礎上，只需一尺彎曲即可成型，確定工藝方案為一次彎曲。彎曲部位為底部四個角，。并且為中批量生產，采用一次彎曲連續(xù)進行。3.2模具結構工件在彎曲工程中極易滑動，必須采取定位措施，采用定位板來進行定位。3.3必要的計算3.3.1彎曲力的計算1、形自由彎曲力計算有公式 （3-1）式中： -沖壓行程結束時的自由彎曲力； K-安全系數(shù)，一般去K=1.3； b-彎曲件的寬度（mm）； t-彎曲材料的厚度（mm）； r-彎曲件的內彎曲半徑（mm）； -材料的強度極限（Mpa）。有零件圖可知 b=20mm t=2mm r=2mm查表可知 =450Mpa故 工件有兩處彎曲 故=16.38KN頂件力和卸料力值可近似去自由彎曲力的30%80%，即=（0.30.8）取0.5516380=9009N故自由彎曲時，=16.38+9.009=25.389KN2、形校正彎曲時的彎曲力有公式： （3-2）式中： -校正彎曲時的彎曲力（N）； A-校正部分的垂直投影面積（）； p-單位面積上的校正力（Mpa）。經(jīng)計算得A=4267經(jīng)查表得p=100Mpa=426.7KN 校正彎曲時，可忽略頂件力和卸料力，即=426.7KN 綜上 按校正彎曲的力選擇合適的壓力機。3.3.2彈頂器的計算彈頂器的作用是將彎曲后的工件頂出凹模。由于所需的頂出力很小，在正常彎曲過程中，彈頂器的力不宜過大，應當小于單邊的彎曲力，否則彈頂器將壓彎工件，使工件在直邊部位出現(xiàn)變形。選用橡膠聚氨酯彈性體。有零件圖可知：A=5867.119 t=2mm查表可知： 此力很小，遠小于單邊彎曲力，故符合要求，選用4010090的橡膠。3.3.3回彈量的確定時，彎曲半徑的回彈值不大，因此只考慮角度的回彈。查表可得3.3.4彎曲凸模的圓角半徑當彎曲件的相對彎曲半徑較?。ㄐ∮?0）時，凸模圓角半徑等于彎曲件的彎曲半徑，但必須大于最小彎曲圓角半徑（經(jīng)查表可知材 為Q235的2mm的工件的最小相對彎曲半徑為0.4）。由于，可取mm3.3.5彎曲凹模的圓角半徑及其工作部分的深度凹模圓角半徑不能過小，否則彎矩的力臂減小，毛坯沿凹模圓角滑進時阻力增大，從而增加彎曲力，并使毛皮表面擦傷。對稱壓彎件兩邊的凹模圓角半徑應一致，否則壓彎時毛坯會產生偏移。 生產中，按材料的厚度決定凹模圓角半徑： 由于材料t=2mm， 取彎曲凹模深度要適當。若過小，則工件兩端的自由部分較長，彎曲零件回彈大，不平直。若過大，則浪費模具材料，且需較大的壓力機行程。彎曲U形件時，若彎邊高度不大，或要求兩邊平直，則凹模深度應大于零件高度。如果彎曲件邊長較大，而對平直度要求不高時，可采用一部分工件彎曲之后不再凹模之內。該工件彎曲邊長較大，故采用一部分工件彎曲之后不再凹模之內。經(jīng)查表可得：=20mm3.3.6彎曲凸模和凹模之間的間隙對于U形彎曲件，凸模和凹模之間的間隙值對彎曲件回彈、表面質量和彎曲力均有很大的影響。間隙愈大，回彈增大，工件的誤差愈大；間隙過小，會使零件邊部壁厚減薄，降低凹模壽命。凸模和凹模單邊間隙Z一般可按下式計算： （3-3）式中：Z-彎曲模凸模和凹模的單邊間隙； t - 材料厚度基本尺寸； - 材料厚度的上偏差； c- 間隙系數(shù)。當工件精度要求較高時，其間隙值應適當減小，取。經(jīng)查表得：=0.15 c=0.05故計算的：Z=2.253.3.7彎曲凸模和凹模寬度尺寸的計算彎曲凸模和凹模寬度尺寸計算與工件尺寸的標注有關。一般原則是：工件標注外形尺寸則模具以凹模為標準間，間隙取在凸模上。反之，工件標注內形尺寸，則模具以凸模為基準件，間隙取在凹模上。當工件標注外形時，則： （3-4）當工件標注內形時，則： （3-5）式中： -彎曲件寬度的尺寸公差； 、-凸模和凹模的制造偏差，一般按IT9級選用。經(jīng)查表得：=1.2 =-0.074 =+0.074該工件采用標注內形：經(jīng)計算得： 3.4模具總體設計3.4.1凹模結構設計如圖3-2所示：圖3-2 彎 曲 凹 模3.4.2凸模結構設計如圖3-3所示：圖3-3 彎 曲 凸 模3.4.3定位板結構設計如圖3-4所示：圖3-4 定 位 板3.4.4模柄選擇采用壓入式模柄，它與模座孔采用過渡配合H7/m6、H7/h6。這種模柄可較好保證軸線與上模座的垂直度。適用于各種中、小型沖模，生產中最常見。模柄材料通常采用Q235或A5鋼，其支撐面應垂直于模柄的軸線（垂直度不應超過0.02:100）。如圖3-5所示： 圖3-5模柄3.4.5模架的選取模架選滑動中間導柱標準模架：下模座： GB-T 2855.1090 HT200上模座：GB-T 2855.990 HT200導 柱1： d/mmL/mm25130 GB-T2861.1導 套1： d/mmL/mmD/mm=258533GB-T2861.6導 柱2： d/mmL/mm28130 GB-T2861.1導 套2： d/mmL/mmD/mm=288533 GB-T2861.63.4.6銷釘?shù)倪x用螺釘用于固定零件，而銷釘則起定位作用，螺釘要盡量在被固定件的外形輪廓附近均勻分布，銷釘要盡量對角分布。螺釘和銷釘都是標準件，設計模具時按標準件選用即可。本設計中螺釘全部用內六角頭螺釘，銷釘全部為圓柱銷釘。上 模 座 6個內六角螺釘： GB 70-86 M1040 2個圓柱銷釘： 銷 GB 119-86 A840下 模 座 6個內六角螺釘： GB 70-86 M1080 4個銷釘： 銷 GB 119-86 A8803.4.7壓力機的選取按校正彎曲計算的選取壓力機 選用開式雙柱可傾式壓力機（J23-63）,其部分參數(shù)如下：公稱壓力： 630KN滑塊行程： 130mm行程次數(shù)： 50次/min連桿調節(jié)長度： 80mm最大裝模高度： 280mm裝模高度調節(jié)量： 65mm工作臺尺寸前后左右： 480mm710mm模柄孔尺寸直徑深度： 5070mm機身可最大傾斜角： 30 立柱間距離： 350mm墊板厚度： 80mm墊板孔徑： 250mm電動機功率： 5.5KW3.4.8裝配圖設計如圖3-6所示： 圖3-6 彎 曲 裝 配 圖第4章 模具制造技術要求設計模具時，應根據(jù)模具零件的功能和固定方式及配合要求的不同，合理選用其公差配合、形位公差及表面粗糙度。否則，將不僅直接影響模具的正常工作和沖壓件的質量，而且也影響模具的使用壽命和制造成本。4.1表面粗糙度及標準為了較少金屬流經(jīng)模腔的阻力，降低摩擦和避免發(fā)生粘滯現(xiàn)象，模具表面必須非常光潔，并應對整個模腔進行仔細研究。表4-1 模具零件粗糙度粗糙度使用范圍配合面零件部件Ra0.21.拋光的成形面及表面2.精密配合的滑動面凸模成形端部，工作面圓角，導柱導套滑動面Ra0.41.凸模2.凹模工作表面，行腔表面、圓角，高精密導柱和導套的壓入面Ra0.81.零件的固定和支撐表面凹模夾持固定，尾部端面和非工作不分；凹模的外表面和上下表面；墊板和墊塊平面；凹模支承的斷面及外表面2.工作部分滑動表面頂料桿與凹模；環(huán)形頂出器與凸模和凹模一般精度的導柱、導套的滑動表面3. 密合表面橫向分割凹模的接觸面4. 導向表面凸凹模自身導向的滑動面5. 過盈配合和過度配合的緊固表面凸模與固定套，組合凹模的壓配合面Ra1.6一般配合部位非配合的滑動表面支承面模柄表面、銷孔、頂桿、打料桿的滑動面，模板，模低平面4.2加工精度4.2.1尺寸偏差1、凸、凹模有效部位工作尺寸的極限偏差，按GB1804-79規(guī)定的IT7級，孔尺寸為，軸尺寸為，長度尺寸為。2、模具中配合部位的尺寸，采取基孔制。工作及導向部分，采用七級精度的第一種間隙配合；滑動部分；緊固部分。3、安裝尺寸應與機器尺寸規(guī)格相吻合，除模柄按與壓力機滑塊的模柄孔配合外，其余輪廓尺寸的極限偏差，按GB1804-79規(guī)定的IT14。 4、模具零件未注明公差要求的自由尺寸的極限配合，按GB1804-79規(guī)定的IT14級，孔，軸，長。5、未注鑄造圓角為R2R5。4.2.2形位公差形位公差應用符號標注在圖形上，也可在技術要求中用文字說明。1、凸模，凹模，頂料桿和環(huán)形卸料器等工作零件，標注同軸度、垂直度和平行度要求。2、非圓形軸對稱工作零件，標注對稱度要求。3、導柱、導套標注圓柱度、直線度和圓跳動度等。4、模板和模座平面，墊塊和墊板平面，支承平面，標注平行度要求。5、模板和模座上的導套和導柱孔，標注同軸度和垂直度要求。4.2.3配合要求模具零件的公差配合分為過盈配合、過渡配合及間隙配合三種。過盈配合用于模具工作時其零件之間沒有相對運動且又不經(jīng)常拆裝的零件，如導柱、導套與模板的配合；過渡配合用于模具工作時其零件之間沒有相對運動但需要經(jīng)常拆裝的零件，如壓入式凸模與固定板的配合；間隙配合用于模具工作時需要相對運動的零件，如導柱與導套之間的配合等。模具中常用零件的公差配合要求見下表4-2。表4-2 模具零件的公差配合序號配合零件名稱配合要求序號配合零件名稱配合要求1導柱、導套分別與模板H7/r67固定擋料銷與凹模H7/h6H7/h62導柱與導套H7/h6H6/h58活動擋料銷與卸料板H9/h8H9/h93導板與凸模H7/h69初始擋料銷與導料9/f84壓入式模柄與上模板H7/m610側壓板與導料板（導尺）H8/f9結論本次畢業(yè)設計是針對“支架彎曲件”進行設計的。通過查閱大量資料，并對工件進行綜合的工藝分析后，確定了工藝路線，各種工藝參數(shù)，以及生產設備的選用，從而著手整套模具的設計。該套沖壓模，本人在選用設計方案時，選用了一套落料沖孔連續(xù)模和單工序彎曲模這一方案，經(jīng)過工藝分析進行比較，且這種方案比較簡單，便于加工，而且工作效率比較高，能夠在一套連續(xù)模生產過程中先后完成沖孔與落料的加工，在另外一套模具上完成工件的彎曲，工件精度能夠得到保證，理論上能夠得到較好的制品。在整個設計過程中，本人綜合比較了其他各種設計圖樣，并對自己所設計的模具圖進行了反復的完善，對相關零件的強度也進行了校核，表明各零件能達到設計要求。但是由于設計經(jīng)驗和能力有限，在分析和設計過程中可能會存在一些不嚴密或疏漏的地方，如沖壓模中的凸模固定板,擋料裝置以及橡膠的選用上不夠合理，擋料銷釘位置定位不夠準確，保護措施不夠完善等等，很多問題需要完善。本次畢業(yè)設計讓本人系統(tǒng)地鞏固了大學四年的學習課程，通過畢業(yè)設計使本人更加了解到模具加工在實際生產中的重要地位。從2010年4月到6月，我們歷時兩個月，系統(tǒng)地鞏固了如：沖壓模具設計與制造、機械制圖、機械制造基礎、模具加工工藝等許多課程。從分析零件圖到模具的設計與裝配圖的繪制，在指導老師王老師的帶領下，每一個環(huán)節(jié)都通過自己設計制