精品資料（2021-2022年收藏）中心軸托架模具及其彎曲工藝設(shè)計(jì)

1、第一章 工藝分析一、 工件分析二、確定工藝方案三、工藝方案的比較四、毛坯展開尺寸計(jì)算五、彎外角的計(jì)算六、彎內(nèi)角的計(jì)算七、凸凹模寬度尺寸的計(jì)算八、排樣方案及其計(jì)算九、各工序沖壓力的計(jì)算和設(shè)備的選取十、制定工藝卡片第二章 彎外角模具結(jié)構(gòu)件的選擇一、模架設(shè)計(jì)二、沖模閉合高度計(jì)算三、模柄四、壓力中心的計(jì)算五、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)六、卸料裝置七、卸料彈簧的選擇和安裝八、定位裝置九、模具的總裝圖及爆炸圖第三章 彎內(nèi)角模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、模架二、模柄三、凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、推件裝置五、定位裝置六、凹模固定板七、螺釘和螺銷八、模具總裝圖及爆炸圖 第一章 工藝分析加工工藝的確定需要考慮多種因素，最重要的是要兼顧質(zhì)量與效率

2、。下面將對(duì)托架的加工工藝選擇做詳細(xì)闡述。1、 工件分析此模具用于加工下圖所示的機(jī)床中心軸托架，材料為08鋼。 圖3-1 工件二維圖該工件是中心軸托架工件，10mm孔內(nèi)裝有心軸，托架通過4個(gè)5孔與機(jī)身連接，為保證良好的裝配工件，5個(gè)孔的公差等級(jí)均為IT9級(jí)，表面不允許有嚴(yán)重的劃傷，該零件選用08鋼，其彎曲半徑均大于該種材料的最小彎曲半徑，且工件精度要求不高，不需要校形，所有的孔可用高精度沖模沖出。因此，該零件還可以用冷沖壓加工成形。本設(shè)計(jì)只考慮工件的彎曲。彎曲件的工藝性主要考慮以下幾個(gè)方面。（1） 彎曲半徑 彎曲件的彎曲半徑不宜過大和過小。過大因受回彈的影響，彎曲件的精度不宜保證；過小時(shí)會(huì)產(chǎn)生拉

3、裂。彎曲半徑應(yīng)大于材料的許可最小半徑，否則應(yīng)采用多次彎曲并增加中間退火的的工藝，或者是先在彎曲角內(nèi)側(cè)壓槽后再進(jìn)行彎曲。（2）直邊高度保證彎曲件直邊平直的直邊高度H不應(yīng)小于2t(t為彎曲件厚度)，否則需先壓槽或加高直邊（彎曲后再切掉），如圖3-3所示。（3） 孔邊距如果彎曲毛坯上有預(yù)先沖制的孔，為使孔不發(fā)生變化，必需使孔置于變形區(qū)之外，即孔邊距L（圖3-4）應(yīng)符合以下關(guān)系。 當(dāng)彎曲件厚度t<2mm時(shí)，Lt；t2mm時(shí)，L2t。 圖3-3 彎曲直邊高度要求 圖3-4 孔邊距 圖中工件兩邊的孔邊距為11mm（>1.5mm）,中心孔10mm孔邊距為7.5mm（>1.5mm）,均滿足要

4、求。 （4）形狀與尺寸的對(duì)成性 彎曲件的形狀與尺寸應(yīng)盡可能對(duì)稱，高度也不應(yīng)相差太大。當(dāng)沖壓不對(duì)稱彎曲件時(shí)，因受力不均勻，毛坯容易偏移，尺寸不易保證。為防止毛坯的偏移，在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)考慮增設(shè)壓料板、定位銷等定位零件。如圖3-1所示，本次設(shè)計(jì)的工件形狀完全對(duì)稱。 （5）部分邊緣彎曲當(dāng)局部彎曲某一段邊緣時(shí)，為了防止在交界處由于應(yīng)力集中而產(chǎn)生斷裂，可預(yù)先沖裁卸荷孔或切槽，也可以將彎曲線移動(dòng)一段距離，以遠(yuǎn)離尺寸突變處。二、確定工藝方案根據(jù)給出的工件結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析得出：沖壓該零件所需的基本孔為沖孔、落料及彎曲，其彎曲工藝方案有三種，因此，沖壓工藝方案可以有以下幾種。方案一：首先為沖孔（10mm）和落料的

5、復(fù)合，然后為彎曲外部兩角并使中間預(yù)彎45°，然后彎曲中間兩角，最后沖4個(gè)孔（5mm），彎曲部分如圖3-5所示。方案二：首先為沖孔（10mm）和落料的復(fù)合（同方案一），然后彎外部兩角，然后壓彎中間兩角，最后沖4個(gè)孔（5mm，同方案一），如圖3-6所示。圖3-5 方案一工件變形路線圖 圖3-6 方案二工件變形路線圖方案三：首先沖孔（10mm）和落料的復(fù)合（同方案一）直接壓彎四角，最后沖4個(gè)孔（5mm，同方案一）如下圖圖3-7 方案三工件變形路線圖方案四：沖孔（10mm），切斷，彎外角，再彎內(nèi)角，最后沖4個(gè)5mm孔（同方案一）。方案五：沖孔（10mm），切斷，彎四角，沖4個(gè)5mm孔（同方案

6、一）方案六：全部工序合并，采用帶料級(jí)進(jìn)沖壓成形。三、工藝方案的比較 綜合運(yùn)用彎曲模成型原理和模具設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)上述六個(gè)方案進(jìn)行比較，可以得出如下結(jié)論。方案一的優(yōu)點(diǎn)是：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長，模具的制造周期短；工件的回彈容易控制，尺寸和形狀準(zhǔn)確，表面質(zhì)量高；除工序一外，各工序都能用10mm孔和一個(gè)側(cè)面定位，定位基準(zhǔn)一致且與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，操作也比較方便。缺點(diǎn)是：工序分散，所用模具、壓力機(jī)和操作人員較多，工作量較大。方案二和方案一相比，零件的回彈難以控制，尺寸和形狀不明確，且同樣存在工序分散、勞動(dòng)量大、占用設(shè)備的缺點(diǎn)。方案三的工序比較集中，占用設(shè)備和人員少，但是模具壽命低，工件表面有劃傷，厚度變薄，回彈不

7、易控制，尺寸的控制不夠精確。方案四的成形過程本質(zhì)與方案三相似。方案五本質(zhì)上業(yè)也與方案三相同，只是采用了結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的級(jí)進(jìn)復(fù)合模。方案六的特點(diǎn)是采用高度集中的連續(xù)模完成方案一中分散的各工序。其生產(chǎn)率很高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試、維修比較困難，制造周期長。通過比較可以得出，當(dāng)進(jìn)行小批量生產(chǎn)時(shí)宜選擇方案一。但是進(jìn)行大量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)采用方案六，即級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)的方式。本次設(shè)計(jì)針對(duì)單件、小批量生產(chǎn)，故綜合各種因素，采用方案一。四、毛坯展開尺寸計(jì)算 首先根據(jù)工件結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行毛坯展開尺寸的計(jì)算，工件尺寸如圖3-8所示 由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)式（3-12）可得 式中：Li-直邊長度； ri-彎曲半徑； x0-應(yīng)變中性

8、層位移系數(shù)。 圖3-8 工件尺寸 考慮到彎曲時(shí)板料纖維的伸長，實(shí)際毛坯取L=107mm。五、彎外角的計(jì)算 按照工藝方案一，首先應(yīng)彎兩45°外角，故對(duì)其進(jìn)行工藝計(jì)算。 凸模圓角半徑：R/t =1.5/1.5 =1,大于其最小圓角半徑，則r凸=1.5mm。 由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)圓角半徑選用原則可知，t=1.5mm<2mm時(shí)，r凹=（36）t,故取 彎曲件凹模深度L0的計(jì)算如圖5-9所示 凹模深度L0要適當(dāng)。若L0過小，則彎曲件兩端的自由部分長，回彈大且不平直；如果L0過大，則凹模用料過多，且需要較大行程的沖床。因此，L0的大小要根據(jù)彎曲件的要求確定。如彎曲件直邊的平直度要求高且沖床

9、行程足夠大時(shí)，可采用較大的凹模深度。彎曲時(shí)，彎曲件全部被壓入凹模中。 圖3-9 首次彎曲尺寸通過粗略的幾何計(jì)算可得 考慮到下一次彎曲會(huì)是工件變薄伸長，故L0取15mm。此時(shí)由于內(nèi)角的彎曲角度不大，故凸凹模的圓角半徑粗略設(shè)為r凸=10mm，r凹=20mm。如果彎曲零件的角度不等于90°時(shí)，凸凹模的尺寸差值x與角度有一正切關(guān)系，其尺寸為 式中 A-正切差值， 。此處，x=0.621mm。此x對(duì)以后的凸凹模建模有用。由于V形零件彎曲時(shí)，凸模與凹模之間的間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的閉合高 度來控制的，因此不需要在設(shè)計(jì)制造 模具時(shí)確定間隙。 圖3-10 彎外角計(jì)算示意圖 六、彎內(nèi)角的計(jì)算 與彎角的工藝

10、分析計(jì)算相同，彎內(nèi)角的工藝計(jì)算如下： R/t =1.5/1.5 =1,大于其最小圓角半徑，則r凸=1.5mm。 由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)凸凹模的圓角半徑選取規(guī)則，t=1.5mm<2mm時(shí)，r凹=（36）t,故取 由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)彎曲凹模工作部分的幾何尺寸表可知，L0 =20mm。 由實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)關(guān)于V形和U形彎曲凸凹模間隙論述知：對(duì)于V形件彎曲，間隙過大則制件精度低，間隙過小則彎曲力增大，制件直邊薄且模具壽命降低。合理的U形件彎曲凸凹模單邊間隙可按下式計(jì)算： C=t+kt式中 C彎曲凸凹模單邊間隙； t材料厚度 材料厚度正偏差 k根據(jù)彎曲件高度h和彎曲線長度b確定的系數(shù)，可查實(shí)用沖壓

11、技術(shù)手冊(cè)系數(shù)k值表。 t=1.5mm，設(shè)材料厚度無偏差，則=0mm，k-0.05，可知 七、凸凹模寬度尺寸的計(jì)算 因?yàn)楣ぜ?biāo)注內(nèi)形尺寸 式中 B-彎曲件基本尺寸； -彎曲件制造公差； p、d -凸凹模制造公差，按IT6IT8級(jí)公差選取。 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)制造公差表，GB/T 1804, =0.21mm。 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T值表，選取凸凹模的制造偏差I(lǐng)T8，則p = d =0.033mm，有 在制造過程中，其尺寸需按生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正，所以取： ,。八、排樣方案及其計(jì)算為了保證零件的精確、條料的強(qiáng)度和剛度， 便于手工送料，采用單排有廢料排樣，據(jù)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)搭邊a和1 數(shù)值

12、表查得：a=1.0mm，1=1.2mm。由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)表2-14查得：=0.5mm,計(jì)算出條料標(biāo)稱寬度式中 B條料標(biāo)稱寬度，mm； D工件垂直送料方向的最大尺寸，mm； 1側(cè)邊寬，mm； 條料寬度公差，mm。進(jìn)距 A=B+a=30+1.0=31.0（mm）選擇板料規(guī)格為：900mm1800mm先將板料剪切成17張900mm105.88mm的條料，再利用此條料進(jìn)行沖裁，通過公式可計(jì)算出此條料可沖裁的工件數(shù)n1=28.82個(gè)，即可沖裁28個(gè)工件。則在整個(gè)板料上可沖裁的工件為 n=n117=2817=476（個(gè)）材料的利用率為 可見此種排法的材料利用率很高，方案可行。九、各工序沖壓力的計(jì)算和設(shè)

13、備的選取 由于本設(shè)計(jì)著重彎曲的設(shè)計(jì)計(jì)算，故對(duì)落料和沖孔工序以及沖4個(gè)5mm孔的工序不作討論，只討論兩個(gè)彎曲工序。（1） 彎45°角 最大自由彎曲力為 式中C與彎曲形式有關(guān)的系數(shù)，對(duì)于V形件C取0.6，對(duì)于U形件C取0.7； B料寬，mm； k安裝系數(shù)，一般取1.3； t料厚，mm； b材料強(qiáng)度極限，Mpa。其中，08鋼，b=300Mpa，C取0.6，k=1.3，B=30mm，t=1.5mm，R=1.5mm，則 F自=5265N。校正力計(jì)算公式為 F校=pA 其中，A=1683mm2，取p=90Mpa，則 F校=pA=151470（N） 頂件力的計(jì)算公式為 Fq=(0.30.8)F自

14、系數(shù)取為0.5，則Fq=0.5F自=2632.5（N） 根據(jù)F機(jī)F校和F機(jī)F自+Fq得F機(jī)151470N。 查沖壓模具簡(jiǎn)明手冊(cè)開式可傾工作臺(tái)壓力機(jī)主要參數(shù)表，選用壓力機(jī)型號(hào)為J23-25，其公稱壓力250kN（2）彎內(nèi)角 最大自由彎曲力計(jì)算公式為 其中，C=0.7,k=1.3,B=30mm,t=1.5mm,R=1.5mm,b=300Mpa則 =6142.5（N） 校正力的公式為 F校=pA 其中，A=750mm2 取p=90Mpa，則 F校=pA=67500（N） 頂件力的計(jì)算公式為 Fq=(0.30.8) 系數(shù)取為0.5，則Fq=0.5=3071.25（N） 根據(jù)F機(jī)F校和F機(jī)F自+Fq得F

15、機(jī)67500N。 查沖壓模具簡(jiǎn)明手冊(cè)開式可傾工作臺(tái)壓力機(jī)主要參數(shù)表，選用壓力機(jī)型號(hào)為J23-16，其公稱壓力160kN。第二章 彎外角模具結(jié)構(gòu)件的選擇 按照加工工藝的的流程，首先彎外角，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的彎外角模具。本節(jié)將對(duì)彎外角模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)闡述。一、模架設(shè)計(jì) 模架包括上模座、下模座、導(dǎo)柱和導(dǎo)套。因?yàn)橥拱寄＜捌涔潭ò搴蛪|板，是通過螺釘、銷釘?shù)扰c上模座、下模座連接在一起的，模架是模具和壓力機(jī)的連接件，所以，模架具有重要的作用。因此，對(duì)于精度要求較高、生產(chǎn)量大的沖壓件，必須使用帶有模架的模具。重要的模具，如復(fù)合模、連續(xù)模、沖裁模等都必須使用模架。成型模則要根據(jù)制件精度、模具間隙大小、壓力

16、機(jī)導(dǎo)向精度等情況考慮是否需要模架。選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，在長度、寬度上都應(yīng)該比凹模大3040mm，模板厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。選擇模架時(shí)還要注意到模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系。沖壓模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度，小于壓力機(jī)的最大裝模高度。通常小型沖模常采用后側(cè)式、對(duì)角式或?qū)ΨQ式的導(dǎo)柱型模架。四角導(dǎo)柱式模架主要用于精度要求較高的沖壓件和大型沖壓件。 根據(jù)以上原則，選用后側(cè)式導(dǎo)柱模架，如圖4-1所示。圖4-1 模架示意圖1-上模座；2-下模座；3-導(dǎo)柱；4-導(dǎo)套凹模尺寸：L=160mm，B=100mm，高度H=190225mm。 級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架型號(hào)為 模架16

17、0100（190225） GB/T2581.3后側(cè)導(dǎo)柱上模座型號(hào)為： 16010040后側(cè)導(dǎo)柱下模座型號(hào)為： 16010050導(dǎo)套型號(hào)： A25H69038 GB/T2581.6導(dǎo)柱型號(hào)： A25h5180 GB/T2581.1二、沖模閉合高度計(jì)算沖模的閉合高度，是指沖模處于閉合狀態(tài)（工作行程最低點(diǎn)）時(shí)，上模板的上平面至下模板的下平面的高度。沖模設(shè)計(jì)時(shí)，必需使沖模的閉合高度和壓力機(jī)的閉合高度相適應(yīng)，通常應(yīng)滿足 Hmax-5HHmin+10式中 Hmax壓力機(jī)的最大閉合高 度，mm； Hmin壓力機(jī)的最小閉合高 度，mm； H沖模的閉合高度，mm。 在沖模結(jié)構(gòu)中，計(jì)算沖模的閉合高度時(shí)，要區(qū)分兩類

18、不同的沖模： 對(duì)于沖裁累沖模不需要考慮沖裁料厚（與料厚無關(guān)），但要考慮刃口進(jìn)入量。對(duì)于變形類沖模則應(yīng)考慮 制件的料厚t，如圖4-2所示 H=h1+h2+h3+h4+t 式中 H沖模的閉合厚度； t制件的料厚； h1下模板的厚度； h2上模板的厚度； h3凸模的高度； h4凹模的高度。 由前面所選的彎外角壓力機(jī)的規(guī)格為J23-25，公稱壓力250kN。由沖壓模具簡(jiǎn)明手冊(cè)開式可傾工作臺(tái) 壓力機(jī)主要參數(shù)表可知，壓力機(jī)的最大閉 圖4-2 沖模閉合高度 合高度Hmax=220mm最小閉合高度Hmin=160mm 所選沖模閉合高度H=210mm，在190225范圍之內(nèi)，滿足條件 Hmax-5HHmin+1

19、0 三、模柄 模柄對(duì)中小型模具用于固定上模，沖模的上模則通過模柄安裝在沖床滑塊上。常用的有：壓入式模柄、旋入式模柄、螺釘固定式模柄等。模柄一般采用Q235-A或45鋼制成。其直徑大小必須根據(jù)選定壓力機(jī)孔直徑大小確定。本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)的“壓入式模柄”，模柄規(guī)格為：A32*95 TB/T7646.1。四、壓力中心的計(jì)算沖壓力的合力的作用點(diǎn)稱為沖模的壓力中心。沖模的壓力中心應(yīng)與壓力機(jī)滑塊中心重合，否則沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏斜，導(dǎo)致模具和壓力機(jī)急劇磨損。對(duì)于簡(jiǎn)單形狀沖裁及形狀簡(jiǎn)單而對(duì)稱的工件，如圓形、正多邊形、矩形等，其沖裁時(shí)的壓力中心即工件的幾何中心。由于這里研究的工件為對(duì)稱形式，壓力中心就在10mm孔上。故

20、不需考慮不規(guī)則形狀沖裁的壓力中心的求法。確定了壓力中心之后，在進(jìn)行模具的裝配時(shí)必須使模柄和壓力中心在一條豎直線上，這樣才不會(huì)產(chǎn)生彎矩，使模具磨損。五、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及兩大部分內(nèi)容：凸模工作部分和安裝部分。對(duì)于這兩部分，直接完成沖壓加工的是凸模工作部分，其形狀、尺寸應(yīng)根據(jù)沖壓件的形狀尺寸以及沖壓工序和特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。另一部分，即凸模的安裝部分，大多數(shù)情況下是與固定板結(jié)合后安裝在模座上。凸模的安裝形式有很多種，主要是由凸模沖壓時(shí)受力狀態(tài)、在模具中的安裝位置、模具對(duì)凸模的要求，以及凸模自身形狀及其工藝特性等因素所決定的。其主要安裝方式有以下幾種：背臺(tái)式固定法 此種方法是采用較多的一種

21、安裝形式，多用于沖壓力比較大，要求穩(wěn)定性好的凸模安裝。鉚接式固定法 凸模裝入固定板后，將凸模上端鉚出（1.52.5）mm45°的斜面，以防止凸模脫落。螺釘及銷釘緊固法 對(duì)于一些中型或大型凸模，其自身的安裝基面較大，一般可采用螺釘及銷釘將凸模直接固定在凸模固定板上。本設(shè)計(jì)采用背臺(tái)式固定法。凸模的三維設(shè)計(jì)如圖4-3所示，上端為安裝部分，下部是凸模工作部分。固定凸模的固定板采用矩形固定板：125mm80mm20mm（GB/T7643.2）。 六、卸料裝置（1） 卸料板卸料板的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時(shí)也可作壓料板用防止變形，并能幫助送料導(dǎo)向和保護(hù)凸模等。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。

22、 卸料力一般取5%20%沖裁力。 卸料板應(yīng)有足夠剛度，其厚度H可按下式計(jì)算，即 H=（0.81.0）Hd 式中 H卸料板厚度，mm；Hd凹版厚度，mm。 卸料板要求耐磨，材料一般選45鋼，淬火，磨削，表面粗造度Ra 為0.40.8µm。 卸料板安裝尺寸，計(jì)算中要考慮凸模有46mm的刃磨量。 卸料板可根據(jù)工件形狀制作成圓形或矩形，型孔與凸模的配合為H6/h7或H8/f7。 在本設(shè)計(jì)中，所用到的卸料板和上面提到的有所不同，凸模壓入凹模以后工件可能留在凹模內(nèi)，為了保證操作人員的人身安全，利用卸料板把工件推出，卸料板套在凹模上面。（2）卸料裝置的尺寸計(jì)算 卸料板的形狀一般與凹模形狀相同，同時(shí)

23、卸料板的成形孔形狀基本與凹?？紫嗤?xì)小凹?？准疤厥庑涂壮猓?，因此在加工時(shí)一般與凹模配合加工。 卸料板分為固定卸料板和彈性卸料板。其中，固定卸料板又稱剛性卸料板，用于厚料或硬料。特點(diǎn)是卸料力大，使用安全，但送料操作受約束，常用于料厚大于0.5mm、平面度要求不高的工件，特別適用于卸料力較大的簡(jiǎn)單沖模；彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄料，使工件的平面度提高。借助彈簧、橡膠或氣墊等彈性裝置卸料，常兼做壓邊。壓料裝置或凸模導(dǎo)向。本設(shè)計(jì)的工件厚度為1.5mm，為薄料彎曲加工，故采用彈性卸料板。彈性卸料板如圖4-4所示 圖4-4 彈性卸料板 1-卸料螺釘； 2-凸模； 3-卸料板； 4

24、-彈簧卸料板孔和凹模的單邊間隙Z'/2=（0.10.2）t，取0.1t，將t=1.5mm代入得單邊間隙Z'/2=0.15mm。由沖壓模具簡(jiǎn)明手冊(cè)表15.28可知h 0=14mm。卸料板導(dǎo)向孔的高度h=35mm，取h=5mm。卸料板底面高出凸模底面的尺寸k=0.20.8mm取k=0.5mm。彈性卸料板凸臺(tái)高度h1=a-t+（0.10.3）t，a為導(dǎo)板厚度，t為料厚，則a=5mm，h1=3.53mm。七、卸料彈簧的選擇和安裝卸料用彈性元件有彈簧、橡膠及氣墊，他們的壓力特性不相同，要根據(jù)需要選用。彈簧壓力隨行程增加而增加，呈一定線性增長。橡膠的壓力和行程呈曲線式增長，氣墊的壓力在行程

25、中基本不變，所以采用氣墊最為理想。但目前國內(nèi)小型壓力機(jī)中安裝氣墊的較少，常采用的彈性元件仍是彈簧和橡膠。 與彈簧相比，橡膠的剛度要大些，因此對(duì)要求卸料力較大、行程較小的模具，選擇橡膠較好；反之則選擇彈簧。 通過分析對(duì)比，本設(shè)計(jì)中選擇彈簧作為彈性元件。 對(duì)于卸料行程不大的模具，彈簧或橡膠裝在模具中，彈簧與座孔的間隙值C應(yīng)根據(jù)彈簧外徑選定，彈簧外徑為10mm時(shí)，C=1mm；外徑每增加5mm，C值增大0.5mm；大于30mm的外徑，C=3.5mm。(1) 彈簧的選擇 計(jì)算彈簧的頂壓力Py Py=Pz/n式中Py彈簧的頂壓力，N； Pz彈簧承擔(dān)的工藝力，如卸料力或推件力等，N； n彈簧個(gè)數(shù)，一般選26

26、個(gè)。 卸料力 Pz=K卸F=0.056142.5=307.12（N）K卸由沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)查得，n=2，則Py=153.5N 彈簧選擇 確定彈簧的最大工作極限負(fù)荷平P2，可可根據(jù)有關(guān)手冊(cè)選擇彈簧，使P2Py，并記錄彈簧的參數(shù)，根據(jù)彈簧極限壓縮量作彈簧的特性曲線。 由沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)表2-15選P2=Pmax=196.8N>Py=153.5N 彈簧的參數(shù)為： 彈簧直徑d=2mm； 彈簧中徑D=14mm； 彈簧內(nèi)徑D1=D-d=12mm 彈簧外徑D2=D+d=16mm 有效圈數(shù)n、支承圈數(shù)n2和總?cè)?shù)n1 n1 =n2+n 由機(jī)械工程師手冊(cè)表4-42及沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)表

27、2-11選n=6，n2=2，則n1=8。由沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)表2-11可知： 取t=7mm，則 H0=nt+（n2-0.5）d=67+3=45(mm) 計(jì)算彈簧總壓縮量 Hc=Hy+Hg+Hx式中 Hy彈簧預(yù)壓縮量，Hy=H2Py/P2，mm Hg彈簧的工作行程，沖裁中Hg=t+1（t為料厚），mm Hx凸模總修模量，一般取410mm。彈簧變形量 式中 G剪切彈性模量。 因Hg=2.5mm，Hx=4mm，則 Hc=23.579+6.5=30.07(mm) 校核總壓縮量 若Hc<H2，彈簧選擇合理；若若Hc>H2，則該彈簧需重新選擇。 由以上的計(jì)算可知Hc<H2，彈簧可

28、用。 卸料彈簧窩座的深度計(jì)算 彈簧窩座的深淺，將影響彈簧的卸料力的大小。沖模設(shè)計(jì)時(shí)，卸料力是按彈簧壓縮到最大容許壓縮量時(shí)的壓力計(jì)算的。因此，彈簧窩座的深度，應(yīng)使沖模在閉合狀態(tài)時(shí)，彈簧壓縮到最大容許壓縮量。圖4-5為彈簧卸料的沖裁模。圖4-5 彈簧卸料沖裁模故彈簧窩座的深度為 式中 L彈簧的自由狀態(tài)長度，mm； F彈簧的最大容許壓縮量，mm； h1卸料板厚度，mm； h2凸模高度，mm； t沖裁模厚度，mm； 上、下模刃口進(jìn)入量，=1mm； h3刃口修模量，h3=56mm。（2）彈簧的安裝雖然本次研究的是彎曲模而非沖裁模，但從圖4-5中可以知道和本次彎曲模的卸料裝置結(jié)構(gòu)大致相同，且計(jì)算分析過程也

29、相似。故可以參考以上的沖裁模來計(jì)算彎曲模的卸料彈簧窩座如右圖所示。假設(shè)彈簧為原長時(shí)，卸料板比凹模直邊高出5mm，而直邊高度為35mm，且卸料板和凹模之間的距離為26mm，那么窩座深度為9.5mm。 圖4-6 卸料裝置結(jié)構(gòu)示意圖八、定位裝置為了限定被沖材料的進(jìn)給步距，并準(zhǔn)確地將工件安裝在沖模上設(shè)定位置，保證下一步工序的順利進(jìn)行，必須采用各種形式的定位裝置。沖模適用的定位零件有導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板（導(dǎo)料尺）、擋料銷、定位板（釘）、導(dǎo)向銷、定距側(cè)刃和測(cè)壓裝置等。綜合各種因素，設(shè)計(jì)彎外角的模具結(jié)構(gòu)時(shí)，采用擋料銷和導(dǎo)料銷進(jìn)行粗定位。（1）擋料銷的設(shè)計(jì) 擋料銷（又稱定位銷）主要用于定位，保證條料有準(zhǔn)確送料距。擋

30、料銷有多種形式，分別用于不同的場(chǎng)合，如圓柱頭式擋料銷、鉤形擋料銷、回縮式擋料銷、活動(dòng)擋料銷、初始擋料銷等。本次模具設(shè)計(jì)選擇圓柱頭式擋料銷。此種擋料銷一般裝在凹模上，其特點(diǎn)是銷的固定部分和工作部分的直徑相差較大，因此不會(huì)削弱凹模的強(qiáng)度。另外，這類擋料銷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常用于帶固定及彈壓卸料板的模具中。 由沖壓模具簡(jiǎn)明手冊(cè)選基本尺寸：d=6mm，d1=3mm，h=3mm；L=8mm?？紤]到凹模的特殊結(jié)構(gòu)，將擋料板直接固定在卸料板上。使用條料或卷料沖裁時(shí)，一般用導(dǎo)料板或擋料銷來導(dǎo)正材料的送進(jìn)。其主要作用是對(duì)條料的送進(jìn)進(jìn)行定向，防止偏斜。其安裝位置一般是下模凹?？诘纳掀矫?。本次設(shè)計(jì)選用導(dǎo)料板。 就制造方式而

31、言，導(dǎo)料板與卸料板可以分開制作，也可以制造成一體的。本次彎外角模具設(shè)計(jì)采用分開導(dǎo)料板與卸料板分開制造的方式。為 圖4-7 固定擋料銷三維圖使條料順利通過，兩塊導(dǎo)料板互相之間的距離應(yīng)等于條料的最大寬度加上雙邊間隙值。無側(cè)壓裝置時(shí)，條料寬度和導(dǎo)料板間距離按無側(cè)壓裝置的公式計(jì)算。在此次彎曲模具設(shè)計(jì)中由實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)選擇送料間隙為0.5mm。由于彎曲凹模的形狀非規(guī)則的特性，本次單獨(dú)設(shè)計(jì)擋料板，并用螺釘緊固與凹模上面。導(dǎo)料板得高度（H）參考實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)選取，在這里選H=6mm。導(dǎo)料板的厚度一般為材料厚度的2.54倍，材料厚度取小值。導(dǎo)料板的最小厚度為46mm，導(dǎo)板一般采用45鋼，工作側(cè)面粗糙度Ra

32、在1.6µm以下。（2）導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)導(dǎo)正銷的類型 在首次彎曲工序當(dāng)中，采用10mm孔進(jìn)行定位，故采用導(dǎo)正銷進(jìn)行定位。導(dǎo)正銷又稱導(dǎo)頭，作用原理是以尖圓頭一端先進(jìn)入預(yù)先沖出的定位孔，以導(dǎo)正送料中的誤差，起到精確定位的作用。導(dǎo)正銷主要應(yīng)用于跳步模上，消除側(cè)刃及擋料銷定位所造成的誤差，以獲得較精確的工件。導(dǎo)正銷有兩大類型：凸模式導(dǎo)正銷和安裝在凸模上的短式導(dǎo)正銷。凸模式導(dǎo)正銷的形狀與沖導(dǎo)正孔的凸模一致，只是頭部增加了導(dǎo)正部分。它是利用條料上的工藝導(dǎo)正孔（即本設(shè)計(jì)中直徑10mm孔）進(jìn)行導(dǎo)正定位，導(dǎo)正定位精度高，得到廣泛應(yīng)用。短式導(dǎo)正銷一般是裝在第二工位凸模上，沖裁時(shí)它先伸入已沖好的導(dǎo)正孔內(nèi)，以保

33、證內(nèi)孔與外形相對(duì)位置的精度，消除由于送料引起的誤差。導(dǎo)正銷的工作部分的形狀有兩類：R形導(dǎo)正銷頭部形狀和錐形導(dǎo)正銷頭部形狀。R形導(dǎo)正銷對(duì)導(dǎo)正孔直徑大小不加限制，能保證良好的導(dǎo)正精度，廣泛用于各種自動(dòng)沖壓模具中。錐形導(dǎo)正銷分為4種，對(duì)導(dǎo)正孔小的采用小錐度，對(duì)導(dǎo)正孔大的采用大錐度，既能保證條料導(dǎo)正定位精度，又不使頭部尺寸過大，在錐度與工作直徑相交處，可由一定角度的圓角光滑過渡。導(dǎo)正銷尺寸計(jì)算 導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔的配合間隙對(duì)制件精度有著直接的影響。一般情況下，配合間隙越大，定位精度越低，但配合間隙又不能過小，否則，由于間隙過小，導(dǎo)正銷磨損加快，被磨損的導(dǎo)正銷形狀不規(guī)則，不僅影響定位精度，而且當(dāng)上?；厣龝r(shí)，

34、條料因竄動(dòng)會(huì)卡死在導(dǎo)正銷上，影響模具正常工作。導(dǎo)正銷的直徑選取，要保證被導(dǎo)正定位的條料在導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔有最大可能的偏心時(shí)，仍可導(dǎo)正條料，沖出合格的制件。導(dǎo)正銷直徑不宜過小，過小會(huì)因強(qiáng)度不足而折斷。在確定導(dǎo)正銷直徑時(shí)，不可忽視沖導(dǎo)正孔凸模直徑與沖出的導(dǎo)正孔直徑之間的差值。在本設(shè)計(jì)中，由于導(dǎo)正孔直徑D為10mm，故由實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)中C-D關(guān)系可知 C=D-d' =0.025（mm）為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)正銷導(dǎo)正定位條料的目的，導(dǎo)正銷需凸出彈壓卸料板一定長度h，長度h與材料厚度有關(guān)，隨著材料厚度的增加而增加。導(dǎo)正銷凸出長度還與材料軟硬程度有關(guān)，材料硬，則導(dǎo)正孔的前切面小，突出長度h可適當(dāng)減小。一般情況

35、下取h=（0.81.2）t。本設(shè)計(jì)中工件厚度為1.5mm，故h=1mm。凹模上導(dǎo)正銷的讓位孔一般都制成通孔，以排除可能產(chǎn)生的廢料，凹?？着c導(dǎo)正銷的間隙Z取（0.060.1）t。本設(shè)計(jì)中Z取0.1t，則 Z=0.11.5=0.15（mm）導(dǎo)正銷工作段直徑計(jì)算分兩種情況：第一種情況，已知導(dǎo)正孔直徑，求導(dǎo)正銷工作段直徑d' 。前者計(jì)算可根據(jù)前面所示的C-D關(guān)系曲線進(jìn)行。本設(shè)計(jì)確定的導(dǎo)正孔直徑為10mm，為第一種情況，采用錐形凸模式導(dǎo)正銷，則d'=D-C=10-0.025=9.975（mm）那么凹模上的讓為孔的直徑為：9.975+0.3=10.275mm。（3）墊板的設(shè)計(jì)沖模用墊板的材

36、料采用45鋼或T8A，技術(shù)條件按JB/T 7653的規(guī)定。具體參數(shù)為：125mm80mm6mm，45鋼, JB/T 7643.3。（4）螺釘和銷釘 螺釘是用來緊固模具零件的，沖模中多采用內(nèi)六角頭或圓角螺釘。螺釘主要承受拉應(yīng)力，其尺寸及數(shù)量一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，小型和中型模具采用M6、M8或M12等，選用46個(gè)，要按具體位置布置而定。大型模具可選M12、M16或更大規(guī)格，選用規(guī)格過大會(huì)給攻螺紋帶來困難。沖模中圓柱銷起定位作用，圓柱銷一般承受錯(cuò)移力。一般圓柱銷用兩個(gè)以上，布置時(shí)一般離模具刃口較遠(yuǎn)，對(duì)中小型模具一般選用d=6mm、8mm、10mm、12mm幾種尺寸，錯(cuò)移力較大的情況可適當(dāng)選大一些。由參考

37、文獻(xiàn)4內(nèi)六角圓柱頭螺釘系列表選上模座和固定板連接螺釘為： 螺釘GB/T70.1 M1040具體參數(shù)為：P=1.5mm，b=32mm，dk=16mm，k=10mm，t=5mm，s=8mm，e=9.15mm，r=0.4mm。選下模座和凹模連接螺釘為： 螺釘 GB/T 70.1 M1030具體參數(shù)和上模座螺釘相同。只是公稱長度小于表中數(shù)值，故需要制出全螺紋。由參考文獻(xiàn)4附圓柱銷表選上模座定位圓柱銷為： 銷 GB/T 1191.1 6m655導(dǎo)板在凹模上的固定螺釘選： 螺釘GB/T 70.1 M310具體參數(shù)為：P=0.5mm、b=18mm、dk=5.5mm、k=3mm、t=1.3mm、s=2.5mm

38、、e=2.87mm、r=0.1mm。由于公稱長度小于表中數(shù)值，故需要制出全螺紋。 第三章 彎內(nèi)角模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)彎內(nèi)角工序與彎外角的不同之處在于凸凹模結(jié)構(gòu)不一樣。彎外角采用凹模倒裝進(jìn)行彎曲，即凹模裝在上模板上，凸模裝在下模板上。彎內(nèi)角凸模壓入凹模以后工件必須用頂件裝置將其頂出，而彎外角是用卸料裝置將工件卸下。相同之處在于都采用10mm孔進(jìn)行精確定位。一、模架 由上述可知，在彎外角的工序中，選用壓力機(jī)為：J23-16A，公稱壓力160kN。 由沖壓模具簡(jiǎn)明手冊(cè)開式可傾工作臺(tái)壓力機(jī)主要參數(shù)表可知： 壓力機(jī)的最大閉合高度 Hmax=180mm；最小閉合高度 Hmin=130mm。根據(jù)上面的壓力機(jī)的閉合高

39、度和沖模閉合高度的配合，選擇沖模模架為：凹 模周界，L=125mm，B=100mm，閉合高度140165mm。級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架型號(hào)為125100（140165） GB/T2581.3后側(cè)導(dǎo)柱上模座型號(hào)為12510030后側(cè)導(dǎo)柱下模座型號(hào)為12510035導(dǎo)套型號(hào)為 A25H68033 GB/T2581.6導(dǎo)柱型號(hào)： A25h5150 GB/T2581.1二、模柄由前面彎外角所述，選擇壓入式模柄，由實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)模柄系列選擇模柄A2570 JB/T7643.1 模柄和模架。 三、凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模裝在下模座上，采用與下模座過盈配合壓入下模座中?？紤]到工件的邊長30mm，故凸模的長度選擇50

40、mm。其寬度在前面的計(jì)算中已經(jīng)給出，為Bp=mm。其圓角半徑為r凸=1.5mm。凸模的二維圖如圖5-2所示。凹模深度為L0=20mm。凸凹模間隙C=1.575mm，那么凹模的內(nèi)芯寬度為 28+2C=28.202（mm）U形件彎曲的簡(jiǎn)單的工作單元有以下幾種常用的結(jié)構(gòu)形式：·自由彎曲工作單元結(jié)構(gòu)·校正彎曲工作單元結(jié)構(gòu)·凸臺(tái)壓校彎曲工作單元結(jié)構(gòu)在這里采用自由彎曲工作單元結(jié)構(gòu)。四、推件裝置凹模裝在上模座（倒裝）時(shí)，要利用剛性或彈性推件裝置推出工件。推件裝置裝在上模內(nèi)，通過沖床滑塊內(nèi)的打料機(jī)構(gòu)完成推件工作。推件裝置一般由推件器和推桿組成，如圖5-5所示。 圖5-5 推件裝置

41、以彎曲為例來說明該裝置的工作過程。上模下行，依靠凸凹模完成彎曲后，彎曲件卡在凹模內(nèi)。上模上行到某一高度時(shí)，壓力機(jī)上的橫桿給推桿上端一個(gè)向下的推力，通過推桿傳遞給推件器，便在彎曲件上表面有一個(gè)相應(yīng)的推力。上模上行到上死點(diǎn)過程中，凹模對(duì)推料器產(chǎn)生一個(gè)向上的位移，位移量略大于彎曲件高度，從而使彎曲件脫出凹模。在彎內(nèi)角的模具設(shè)計(jì)中，脫料裝置就采用上面的方案。采用剛性推件裝置，利用推件器和推桿將彎曲工件從凹模中頂出。一般裝在上模。其推件靠壓力機(jī)中滑塊內(nèi)的橫梁作用，推件力大且可靠。復(fù)合模中，剛性推件裝置通常由推桿、推板、推銷和推件器組成。推桿的長度應(yīng)高出壓力機(jī)滑塊模柄孔510mm；推件器應(yīng)高出凹模刃口0.

42、51mm。為了使推件力均衡分布，推銷要分布均勻，長短一致。推板一般裝在上模的孔內(nèi)，其厚度與工件尺寸和推件力有關(guān)，對(duì)于中小件，一般取510mm。為了保證凸模的支承和強(qiáng)度，放推板的孔不能全挖空。因此，推板的形狀要按推下工件的形狀來設(shè)計(jì)。推板有如下集中形式：用于正方形工件的推板；用于圓形工件的推板；用于矩形工件推板。由實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)推桿系列表選擇帶肩推桿，根據(jù)以上原則，選擇直徑d=8mm，長度L=120mm，材料45鋼，A型帶肩推桿，型號(hào)為 推桿 A8120 JB/T 7650.1其中d1=10mm推板根據(jù)彎曲件來設(shè)計(jì)，沖裁件的內(nèi)部形狀尺寸較小，外形尺寸較簡(jiǎn)單時(shí)，推件塊（頂件塊）外形與凹模為間隙配

43、合H8/f8，推件塊（頂件塊）內(nèi)孔與凸模為非配合關(guān)系（外導(dǎo)向）。沖裁件的內(nèi)形尺寸較大，外形相對(duì)復(fù)雜時(shí)，推件塊（頂件塊）內(nèi)形與凸模為間隙配合H8/f8，外形與凹模為非配合關(guān)系（內(nèi)導(dǎo)向）。此彎曲件的內(nèi)形尺寸比較小，外形尺寸比較簡(jiǎn)單，因此推板與凹模的間隙配合為H8/f8。由前面的論述可知：推板的厚度與工件尺寸和推件力有關(guān)，對(duì)于中小件，一般取510mm，在這里取推板的厚度為8mm。推板和推桿通過過盈配合連接起來。由于在后面的設(shè)計(jì)中還需要考慮精確定位裝置的導(dǎo)正銷的讓位孔部分，故在推板與工件接觸的一面預(yù)留4mm深的孔。五、導(dǎo)正裝置 在彎內(nèi)角時(shí)，采用縱向送料。在縱向，采用擋料板進(jìn)行約束。然后用10mm 孔作

44、為導(dǎo)正孔、導(dǎo)正銷精確定位，在Z方向上推板對(duì)工件進(jìn)行約束，則在X、Y、Z三個(gè)方向都對(duì)工件進(jìn)行了約束。 由前面彎外角對(duì)導(dǎo)正銷的論述可知，彎內(nèi)角的導(dǎo)正銷也采用固定式凸模導(dǎo)正銷。 導(dǎo)正銷的工作頭部分采用錐形，頭部角選30°。（1） 導(dǎo)正銷尺寸計(jì)算 導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔的間隙配合 由于彎外角和彎內(nèi)角都是利用10mm 孔進(jìn)行定位，故導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔的配合間隙C=0.025mm。同彎外角，為了達(dá)到導(dǎo)正銷正定位條料的目的，導(dǎo)正銷直徑應(yīng)凸出彈壓卸料板一定長度h。由于是同一工件只是不同工序，故h=1mm，和前面彎外角一樣。前面彎外角導(dǎo)正銷的讓位孔在凹模上，彎內(nèi)角的讓位孔在推板上。推板上的讓位孔與導(dǎo)正銷的間隙Z=

45、0.1t=0.15mm。導(dǎo)正銷工作段直徑計(jì)算 由前面彎外角可知，導(dǎo)正銷工作段直徑分兩種情況，在這里不在贅述。由于都采用相同的導(dǎo)正孔，故都為第一種情況，即已知導(dǎo)正孔直徑，求導(dǎo)正銷工作段直徑d'。查錐形導(dǎo)正銷曲線可知： d'=D-C=10-0.025=9.975(mm)那么推板上的讓位孔的直徑為： 9.975+0.3=10.275（mm）由此可知上一步在推板上預(yù)留的10mm孔顯然小了，需改成10.275mm。導(dǎo)正銷安裝在凸模上面，凸模總長為50mm。在彎外角中沒有用到卸料板，但是為了達(dá)到導(dǎo)正銷定位條料的目的，導(dǎo)正銷需凸出凸模一定長度即上面所述的h，且h=1mm。那么導(dǎo)正銷的非錐形部分為51mm，錐形部分為30°。（2） 導(dǎo)料板的計(jì)算 條料靠著導(dǎo)料板或?qū)Я箱N一側(cè)送進(jìn)，以免送偏。導(dǎo)料板有與導(dǎo)板分離和連城整體的兩種結(jié)構(gòu)。為使條料順利通過，導(dǎo)料板間的距離應(yīng)等于條料的最大寬度加上一間隙值（一般大于0.5mm）。其高度H視板料厚t與擋料銷的高度h而定，查沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)導(dǎo)料板高度表，有H=6mm。在彎內(nèi)角的過程當(dāng)中，同彎外角一樣，采用分離式結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)料板通過螺釘安裝在凸模上面，對(duì)工件在Z方向上進(jìn)行約束。導(dǎo)料銷只起輔助導(dǎo)正作用，起精確