沖壓模具專業(yè)畢業(yè)論文-沖壓成型設(shè)計(jì)

1沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件，具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競爭力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬材料學(xué)、機(jī)械科學(xué)以及控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的知識(shí)后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。1.2沖壓技術(shù)的進(jìn)步進(jìn)幾十年來，沖壓技術(shù)有了飛速的發(fā)展，它不僅表現(xiàn)在許多新工藝與新技術(shù)在生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用上，如：旋壓成形、軟模具成形、高能率成形等，更重要的是人們對沖壓技術(shù)的認(rèn)識(shí)與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍?，F(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進(jìn)化為集成制造(圖1-1)。2手工操作手工操作自動(dòng)化島柔性制造集成制造沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)使沖壓制造的概念有了本質(zhì)的飛躍。結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)信息系統(tǒng)和現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)的成果，由這三方面組合又形成現(xiàn)代沖壓新的生產(chǎn)模式一計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)。把產(chǎn)品概念形成、設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)全過程通過計(jì)算機(jī)等技術(shù)融為一體，將會(huì)給沖壓制造業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益，使現(xiàn)代沖壓技術(shù)水平提高到一個(gè)新的高度。1.3模具的發(fā)展與現(xiàn)狀模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造水平的重要標(biāo)志。隨著國民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)主要應(yīng)表現(xiàn)在[2:(1)汽車覆蓋件模；(2)精密沖模；(3)大型及精密塑料模；(4)主要模具標(biāo)準(zhǔn)件；3(5)其它高技術(shù)含量的模具。目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的40%以上2,但在整個(gè)模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設(shè)計(jì)制造方法、手段上已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，與國外多工位級進(jìn)模和多功能模具相比，存在一定差距2-3]。沖壓技術(shù)的進(jìn)步首先通過模具技術(shù)的進(jìn)步來體現(xiàn)出來。對沖模技術(shù)性20世紀(jì)60年代初期，國外飛機(jī)、汽車制造公司開始研究計(jì)算機(jī)在模具檢驗(yàn)、生產(chǎn)過程連成一個(gè)有機(jī)整體，使模具技術(shù)進(jìn)入到綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術(shù)進(jìn)步的特征。4技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的在近20年中經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜，從試點(diǎn)到普及的過程。進(jìn)入本世紀(jì)以來，模具國華中科技大學(xué)合作在UG-II(現(xiàn)為NX)軟件平臺(tái)上開發(fā)出基于三維幾何毛坯展開、毛坯排樣、廢料設(shè)計(jì)、條料排樣、壓力計(jì)算和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等模塊。具有特征識(shí)別與重構(gòu)、全三維結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)等顯著特色，已在2003年作我國從上世紀(jì)90年代開始，華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)件及典型結(jié)構(gòu)建庫工具和線切割自動(dòng)編程5個(gè)模塊。上海交通大學(xué)為瑞士法因托(Finetool)精沖公司開發(fā)成5展望國內(nèi)外模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展，本世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)正處于日新月異的變革之中，通過與計(jì)算機(jī)技術(shù)的緊密結(jié)合，人工智能技術(shù)、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特征建模以及關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)等一系列與模具工業(yè)相關(guān)的技術(shù)發(fā)展之快，學(xué)科領(lǐng)域交叉之廣前所未見。今后10年新一代模具的制造方法相結(jié)合的產(chǎn)物，其特點(diǎn)將反映在專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智(2)基于網(wǎng)絡(luò)的(3)模具(4)與先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)合日益緊密。1.5課題的主要特點(diǎn)及意義該課題主要針對電器開關(guān)過電片零件，在對過電片沖孔、落料和壓彎等成形工藝分析的基礎(chǔ)上，提出了該零件采用多工位級進(jìn)模的沖壓方案；根據(jù)零件的形狀、尺寸精度要求，設(shè)計(jì)過程中綜合考慮采用“雙列直對排法”排樣，成形側(cè)刃定位，保證工件的尺寸和形狀位置精度要求的同時(shí)，本課題涉及的知識(shí)面廣，綜合性較強(qiáng)，在鞏固大學(xué)所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，對于提高設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新能力、協(xié)調(diào)能力，開闊設(shè)計(jì)思路等方面為作者提供62沖壓工藝方案的制定的一個(gè)主要零件，如圖2-1所示，湊，沖裁壁厚很小(最小處為一A圖2-1零件圖材料：H68普通黃銅料厚：0.5mm但是沖壓所用的設(shè)備和人員較多，沖壓工序中的定位也較麻煩，加上零件較小，裝料時(shí)易產(chǎn)生不安全的現(xiàn)象，而且工序較多效率較低故不被推廣。為減少零件在生產(chǎn)中的多次定位對其精度和生產(chǎn)率的影響，一要產(chǎn)品批量較大，對零件的一致性要求較高，二是具有H68良好的彎曲和沖裁性能，2.1工藝分析本電器開關(guān)過電片從總體上看是一個(gè)帶雙孔的“L”形彎曲件，該為公差等級IT11,IT12級，其余尺寸均為未注公差，可以按IT12級取公7最長處為22.86mm,最寬處為向相反，故彎曲模必須有兩個(gè)方向的彎曲動(dòng)作。現(xiàn)改為“”形彎曲件，它是“L”形件的u-圖2-2零件展開圖成對彎曲，然后再切斷為二個(gè)“L”形件，這樣使兩邊的彎曲力相互平衡，同時(shí)也減少了彎曲時(shí)的毛坯移動(dòng)。2.2排樣圖設(shè)計(jì)故應(yīng)針對零件和零件展開后的工藝特點(diǎn)，并綜合考慮工藝分析各個(gè)因素后，對排法”排樣為“一模四件”生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率，因此這樣的排的搭邊連接最小寬度取1.8mm。8沖壓進(jìn)距h=6.8mm+5mm+1.2mm×2=14.2mm毛坯排樣圖如圖2-3所示：根據(jù)以上分析，沖壓如圖2-1根據(jù)以上分析，沖壓如圖2-1所示的零件的級進(jìn)模分為四個(gè)工位。第一工位：定距沖外形；第二工位：沖圓孔和腰形孔；第三工位：“幾”形彎曲，20由導(dǎo)正銷在圓孔中定位；圖2-3排樣圖第四工位：切斷“]”形件，分離得四個(gè)“L”形制件。計(jì)算材料的利用率，一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁面積A:A=92.5mm2+19.6mm2×4+15.9mm2包括一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖出的小孔面積142mm故一個(gè)進(jìn)距的材料利用率為：若沖出的小孔材料可以加以利用，則由本排樣方案計(jì)算一個(gè)進(jìn)距的材料利用率為：93模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具總體結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，該模具采用后側(cè)導(dǎo)柱模架，沖圓孔凸模19,沖腰形孔凸模18,切斷凸模15,切邊凸模20,壓彎凸模(成形側(cè)刃)16,導(dǎo)正銷29分別和凸模固定板5采用壓入式裝配，用圓柱銷23在上模座上定位，與墊板4一起固定在上模座上；凹模11采用整體加工而成，為了便于制造、試模和維修，壓彎凹模鑲塊17兩件采用鑲拼結(jié)構(gòu)，嵌入沖裁凹模槽孔內(nèi)，并用螺釘加以固定；條料送進(jìn)步距由成形側(cè)刃定位控制，制件彎曲由導(dǎo)正削精定位，所有凸模卸料由彈性卸料板7完成，沖孔、切邊和切斷廢料由凹模下面的漏料孔逐步排出，制件從料頭分離，由模具終端成形側(cè)刃沖壓是將擬選用的側(cè)刃與工件某部分的沖裁結(jié)合，利用沖切出條(帶)料的缺口代替普通側(cè)刃的切邊缺口實(shí)現(xiàn)送料限位定距，省去普表明：在級進(jìn)模上使用成形側(cè)刃與使用普通側(cè)刃相比，不僅可以節(jié)省沖壓材料6%-10%,成本降低2%-6%,而且可以使連續(xù)沖壓保持較高的勞動(dòng)生產(chǎn)圖3-1模具結(jié)構(gòu)示意圖1-模柄2-上模板3-圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘4-墊板5-凸模固定板6-彈簧7-卸料板8-導(dǎo)套9-導(dǎo)柱10-下模板11-凹模12-墊板13-內(nèi)六角圓柱頭螺釘14-圓柱銷15-切斷凸模16-壓彎凸模17-凹模鑲塊18-沖腰形孔凸模19-沖圓孔凸模20-切邊凸模(成形側(cè)刃)21-開槽圓柱頭螺釘22-承料板23-圓柱銷24-內(nèi)六角圓柱頭螺釘25-圓柱銷26-圓柱銷27-開槽沉頭螺釘28-導(dǎo)料板29-導(dǎo)正銷30-開槽沉頭螺釘31-螺塞32-彈簧本設(shè)計(jì)在送料前進(jìn)方向的兩側(cè)采用雙成形側(cè)刃定距，如圖2-3所示，即為使用成形側(cè)刃的排樣圖，側(cè)刃長度稍大于送料進(jìn)距，以便導(dǎo)正銷伸入預(yù)沖孔時(shí)導(dǎo)料略后退。成形側(cè)刃尺寸按式(3-1)計(jì)算：精確定位由導(dǎo)正銷29與條料上的導(dǎo)正孔φ5來實(shí)現(xiàn)，該模具裝有2件導(dǎo)正銷，結(jié)構(gòu)形式如圖3-1所示，條料寬度方向由左、右導(dǎo)料板28導(dǎo)向，承料板22承料。3.2出料裝置采用彈性卸料板7卸料，彈性卸料板由彈簧6產(chǎn)生的彈性實(shí)現(xiàn)卸料，并穿過卸料螺釘3桿部安裝在凸模固定板與卸料板之間。導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔之間存在一定的間隙，一般可以避免導(dǎo)正銷卡在導(dǎo)正孔內(nèi)，若為了防止導(dǎo)正銷卡在導(dǎo)正孔內(nèi)，可以采用在局部設(shè)計(jì)卸料塊與彈簧，靠彈簧產(chǎn)生的彈性實(shí)現(xiàn)卸料。沖孔、切邊廢料和切斷廢料由凹模下方的漏料孔逐步排出，3.3模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用雙成形側(cè)刃對稱布置，切邊定距，沖出工件部分外形，充分利用在沖彎后再切去，工件成形后由凹模11終端的斜面滑出。3.4模具工作過程將裁剪好的寬度為50mm的條料放在下模上，并依靠成形側(cè)刃定位。第一步：上模下行卸料板在彈簧作用下壓住坯料，切邊凸、凹模完成第二步：上模上行條料靠手動(dòng)向前送一步，上模下行沖孔凸、凹模完成沖孔工序，廢料從下模的下漏料孔排出；第三步：上模上行條料靠手動(dòng)向前送一步，上模下行由導(dǎo)正銷精確定位，彎曲凸、凹模完成彎曲工序；第四步：上模上行條料靠手動(dòng)繼續(xù)向前送一步，上模下行由切斷凸、凹模完成切斷工序，廢料從下模的下漏料孔排出，同時(shí)有四個(gè)制件從模具終端落下，完成整個(gè)沖壓過程。4模具零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算凸、凹模間隙值的大小對沖壓制件質(zhì)量、模具壽命、沖壓力的影響很大，是沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)極其重要的工藝參數(shù)。根據(jù)零件材料以及彎曲件的高度和寬度(彎曲線的長度),取單邊間隙C=(1.0～1.1)t,4.1.2凸、凹模刃口尺寸計(jì)算沖壓制件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，合理間隙的數(shù)值也必須靠模具的刃口尺寸來保證。因此，正確確定模具刃口尺寸極其公(1)切邊凸、凹模刃口尺寸計(jì)算由于該零件切邊形狀比較復(fù)雜，且為薄材料，為了保證凸、凹模之間的間隙值，擬采用凸、凹模配合加工的方法。先做凸模，然后配做凹模，根據(jù)零件切邊形狀，如圖4-1所示，其中未標(biāo)注公差的尺寸，按IT12級取公差。凸模磨損后尺寸變小的記為A類，有A?=14.2+0.8mm,A?=2+0.1mm,A?=21.46+021mm,A?=7.4+0.15mm,尺寸變大的記為B類，有B?=φ6.8°0.15mm,查文獻(xiàn)[6]表2-11得：磨損系數(shù)x?=0.75,A類尺寸按式(4-1)計(jì)算：式中，δ,—凸模制造公差，δp=△/4Ap=(14.2+0.75×0.18)°a/4)x?.18=14A?p=(2+1×0.1)°(/4×0.1=2.1°0.03mms圖4-1零件切邊尺寸A?p=(21.46+0.75×0.21°(/4)×021=21.62°005mmA?p=(7.4+1×0.15)°1/4)×0.15=7.55°00mmAsp=(9.2+1×0.15)°(/4×0.15=9.②對于B類尺寸：查文獻(xiàn)[6]表2-11得：x?=1,x?=1,x?=1B類尺寸按式(4-2)計(jì)算：圖4-2切邊凸模尺寸該零件切邊凹模刃口各部分尺寸按上述切邊凸模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值Zmin～Zmax=0.025～0.4-2所示。(2)沖圓孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算圓孔形狀簡單，為制造方便，凸、凹模擬采用分開加工。圓孔尺寸如圖4-3,未注公差按IT12級處理有φ5:0.12mm,按一般要求：模具精度較工件精度高2～3級，查文獻(xiàn)[6]表2-10得δp=0.020mm,δ=0.020mm,這先確定凸模刃口尺寸，查文獻(xiàn)[6]表2-11得：x=0.75,按(4-3)式計(jì)算：凹模刃口尺寸，按(4-4)式計(jì)算：則：d=(5.09+0.025)0.01=5.12+0.01mm,沖圓孔凸模尺寸標(biāo)注如圖4-4所示(3)沖腰形孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算腰形孔尺寸如圖4-5,未注公差按IT12級處理有R1.75+0mm,孔心距腰形孔和圓孔同樣，比較容易加工，按上述沖圓孔凸、凹模刃口計(jì)算方法，適當(dāng)提高模具制造精度，以滿足分開加工的條①確定凸模刃口尺寸，查文獻(xiàn)[6]表2-11得：x=1,根據(jù)(4-3)式有：沖腰形孔凸模尺寸標(biāo)注如圖4-6所示。由式(4-4)得，凹模刃口尺寸為：L—工件孔心距的標(biāo)稱尺寸(mm);△一工件孔心距的公差(mm)圖4-5腰形孔尺寸圖4-6沖腰形孔凸模尺寸(4)切斷凸模刃口尺寸計(jì)算零件切斷搭邊廢料形狀尺寸如圖4-7所示，其中未標(biāo)注公差的尺寸，按IT12級取公差。按上述切邊凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法，凸、凹模采用配合加工，先加工同樣，凸模磨損后尺寸變小的記為尺寸變大的記為B類，有B?=R3.4_0.12mm。查文獻(xiàn)[6]表2-11得：x?=0.75,X?=1,x?=1,x?=1,由式(4-1)得：Ap=(14.2+0.75×0.18)°(/4)×0.18=14A?p=(8.6+1×0.15)°1/4×0.15=8.75°0.4mmA?p=(1.8+1×0.1)-a/4×0.1=1.9-0.3mm查文獻(xiàn)[6]表2-11得：x=1由式(4-2)得：圖4-8切斷凸模尺寸該零件搭邊廢料切斷凹模刃口各部分尺寸按上述切斷凸模的相應(yīng)部分尺寸配制，保證雙面間隙值Zmin~Zmax=0.025～0.045mm,切斷凸模尺寸標(biāo)注如圖4-8所示。(5)壓彎凸、凹模刃口尺寸計(jì)算壓彎型槽相對位置關(guān)系，如圖4-9所示，相對寬度尺寸標(biāo)注在內(nèi)側(cè)，故應(yīng)以凸臺(tái)(相當(dāng)于凸模)為基準(zhǔn)，先計(jì)算凸臺(tái)尺寸?？紤]到模具磨損和彎曲件的回彈，凸臺(tái)尺寸按(4-6)計(jì)算：彎曲件基本尺寸(mm);δ。一凸臺(tái)制造公差，按IT8級選取圖4-9壓彎型槽相對位置兩個(gè)壓彎凸模刃邊相對位置尺寸(相當(dāng)于凹模)按凸臺(tái)尺寸控制，保證單邊間隙C,即：4.2.1凸模的結(jié)構(gòu)和固定形式由于沖件的形狀和尺寸的不同，沖模的加工以及裝配工藝等實(shí)際條件亦有所不同，所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式也就有很多種形式。一般沖裁凸模的形狀是由產(chǎn)品的形狀決定的，它可以采用直身結(jié)構(gòu)也可采用加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)。主要的固定方式有：臺(tái)肩固定、鉚接、螺釘和銷釘固定以及粘結(jié)劑澆注法固定等9。本設(shè)計(jì)中采用用圓形和方形兩種形式的凸模，材料選用T10A鋼，淬火硬度HRC56-60必要時(shí)表面可進(jìn)行滲氮處理。圓凸?？刹捎酶呔韧鈭A磨床加工，異形凸?？梢圆捎寐呓z線切割加工或成形磨削加工(成形磨削是模具零件成形表面精加工的一種方法，可以獲得高尺寸精度、高表面加工質(zhì)量7。圖4-10凸模固定方式凸模固定方式如圖4-10所示：凸模以過渡配合(K6)固緊在凸模固定4.2.2凸模長度的確定L=H?+H?+H?+H(4-8)H?—凸模固定板的厚度(mm),它取決于沖件的厚度t,一般在沖制25mm;這里取H?=17mm;H?一卸料板的厚度(mm),取H?=12mm;H?一導(dǎo)料板的厚度(mm),取H?=3mm;將各數(shù)據(jù)代入式(4-8)中得：4.2.3凸模的強(qiáng)度計(jì)算沖裁時(shí)凸模因承受了全部的壓力，所以它承受了相當(dāng)大的壓應(yīng)力。而在卸料時(shí)，又承受有拉應(yīng)力。因此，在一次沖裁的過程中，其應(yīng)力為拉伸和壓縮交變反復(fù)作用。在一般情況下，凸模的強(qiáng)度是足夠的，因此沒有必因此必須對相應(yīng)凸模的強(qiáng)度一包括凸模的最小斷面(危險(xiǎn)斷面)的承壓能力和抗彎能力進(jìn)行校核。(1)凸模承受能力的校核對凸模最小斷面上的承受能力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，必須使沖裁力小于或等于危險(xiǎn)斷面所允許的最大壓應(yīng)力。由9表2-9查得，對于材料為黃銅的沖件，最小的允許凸模相對直徑(d/t)為0.61～0.85,而該模具中凸模刃口最小壁厚1.2mm,(d/t)min=1.2/0.5=2.4,故凸模承受能力滿足要求。(2)失穩(wěn)彎曲應(yīng)力的校核凸模在中心軸向壓力的作用下，保持穩(wěn)定(不產(chǎn)生彎曲)的最大長度與導(dǎo)向方式有關(guān)，由卸料板導(dǎo)向凸模最大允許長度1max按式(4-9)計(jì)算：一凸模最大允許長度(mm);E—凸模材料彈性模量，對于鋼材可取E=210000MPa;d—凸?；驔_孔直徑(mm);t—沖件材料厚度(mm);t—沖件材料抗剪強(qiáng)度(MPa),這里對于H68普通黃銅t=240MPa現(xiàn)今對最小凸模直徑φ5進(jìn)行校核計(jì)算，將各數(shù)據(jù)代入式(4-9)中得：所以1max大于凸模長度，故滿足要求。顯然，其它凸模也滿足彎曲校核要求。4.2.4凹模結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)凹模在設(shè)計(jì)中采用整體加工而成，為了便于設(shè)計(jì)、制造、維修，壓彎凹模兩件采用鑲拼結(jié)構(gòu)，嵌入沖裁凹模孔內(nèi)，并用螺絲固定，凸、凹之間的間隙為一個(gè)料厚。壓彎凸模頭部設(shè)計(jì)為圓弧角(R=1),以避免壓彎時(shí)擦傷產(chǎn)品。在直角彎曲的壓彎凹?？拷蹚澗€處，設(shè)計(jì)一條校正筋，如圖4-11所示，使壓彎時(shí)在產(chǎn)品根部產(chǎn)生塑性變形，減小回彈，保證90°彎曲角。凹模材料與凸模相同，選用T10A鋼，淬火硬度如圖4-12所示，為沖裁凹模刃壁形式，適用于薄料沖裁模。一般可以使用電火花穿孔加工凹模7。4.2.5凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定凹模設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的事項(xiàng)是關(guān)于凹模強(qiáng)度、制造方法及其加工精度等。(1)凹模壁厚凹模壁厚b按文獻(xiàn)[10]表14-5選擇。從排樣圖2-3知沖件料寬50mm(>40-50mm),料厚0.5mm(≤0.8mm),(2)凹模厚度：凹模厚度h根據(jù)沖裁力F按文獻(xiàn)[10]圖14-15選擇。先算沖裁力：t—材料厚度(mm),t=0.5mm;T—材料抗剪強(qiáng)度(MPa),T=24算得整個(gè)沖壓工序中沖裁周邊長度L=388mm,代入式(4-10)得：(3)凹模外形尺寸根據(jù)排樣圖2-3所注尺寸和上述凹模厚度h與壁厚b,可以得出：故初步有了凹模外形尺寸L×B×h=124×112×20mm。根據(jù)要求，上述凹模外形尺寸須向國家標(biāo)準(zhǔn)靠攏，對照文獻(xiàn)[10]表14-6(摘自GB2858-81),將上述尺寸改為125×125×20mm。(4)刃壁高度垂直于凹模平面的刃壁，其高度h?？梢园聪铝幸?guī)則計(jì)算1:沖件料厚t≤3mm,h?=3mm;沖件料厚t>3mm,h?=t;(5)凹模鑲塊尺寸設(shè)計(jì)對于凹模鑲塊的尺寸，可以參見相關(guān)零件圖紙。4.3模板的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的級進(jìn)模模板包括：卸料板、固定板、凹模板、墊板、上模板、下模板，其中卸料板、固定板、凹模板是關(guān)鍵的三塊模板，也是級進(jìn)模比不可少的。該模具中固定板起著固定凸模的作用，卸料板主要起卸料、壓料同時(shí)還具有一定的導(dǎo)向作用；凹模板前面已經(jīng)提到，既充當(dāng)凹模刃口，又可以在其上鑲拼凹模鑲塊。另外，在進(jìn)行級進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)，有一項(xiàng)很重要，就是設(shè)計(jì)讓位，一般彎曲或成形等工位的所有后續(xù)工位都需要讓位，而且要充分讓位，不但需要考慮靜態(tài)讓位，還要考慮動(dòng)態(tài)讓位["。本設(shè)計(jì)中在凹模板上直接開槽讓位，凸模固定板L×B×h=125×125×17mm;上墊板L×B×h=125×125×10mm;下墊板L×B×h=125×125×8mm;導(dǎo)料板L×B×h=165×40×3mm;卸料板L×B×h=125×125×12mm;卸料板凸臺(tái)高度根據(jù)導(dǎo)向裝置導(dǎo)料板厚度來確定，取h=H-(0.1～0.3)t=3-0.2×0.5=2.9mm,所以卸上模板L×B×h=125×125×30mm(標(biāo)準(zhǔn)件);下模板L×B×h=125×125×35mm(標(biāo)準(zhǔn)件);故：模具閉合高度H模=30+10+53+20+8+35-1=155mm4.4卸料彈簧的選用先算卸料力，查文獻(xiàn)[8]表2-15得卸料力系數(shù)K卸=0.02,則：(1)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)初定8根彈簧，每根彈簧分擔(dān)的卸料力為：(2)查文獻(xiàn)[12]表10-1,并考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸，初選彈簧參數(shù)為：彈簧自由高度h?=40mm,有效圈數(shù)n=8.5,工作極限負(fù)荷下變形量h=17.3mm,展(3)彈簧預(yù)壓量。由F?=188N,h=17.3mm,考慮卸料的可靠性，取彈簧在預(yù)壓量為h?時(shí)就應(yīng)有150N的壓力，故：(4)檢查彈簧最大壓縮量是否滿足上述條件：沖裁時(shí)卸料板的工作行程h?=6.2mm;考慮凸模的修模量h?=4mm;彈簧的預(yù)壓量為h?=14.4mm;故彈簧總壓縮量為h=17.3mm<24.6mm,故所選的彈簧不合適。所以，改選彈簧鋼絲直徑d=3.0mm,彈簧中徑D?=18mm,節(jié)距t=6.13mm,工作極限負(fù)荷F=388N,自由高度h?=45mm,有效圈數(shù)n=6.5,工作極限負(fù)荷下變形量h=18.2mm,展開長度L=481mm。[規(guī)格標(biāo)記為：彈簧3×18×45]計(jì)算彈簧預(yù)壓量：h=h,F預(yù)/F,=18.2×150/388=7.0mmh=18.2mm>17.2mm,所以該規(guī)格的彈簧滿足要求。4.5其它零件的設(shè)計(jì)在級進(jìn)模中，一些輔助零件對模具的順利工作也起著重要的作用。針對該級進(jìn)模，這里主要介紹導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)。本級進(jìn)模設(shè)計(jì)當(dāng)中，通過導(dǎo)正削與在前一個(gè)工位上沖了的兩個(gè)φ5的孔實(shí)現(xiàn)精確定位，保證產(chǎn)品的精度。進(jìn)行導(dǎo)正銷設(shè)計(jì)時(shí)注意到控制導(dǎo)正銷的長度，保證當(dāng)模具在自由狀態(tài)時(shí)導(dǎo)正銷的直壁部分伸出卸料板的長度要小于產(chǎn)品的一個(gè)料厚，這樣就可以有效地避免帶料現(xiàn)象"。模具在自由狀態(tài)時(shí)導(dǎo)正銷的直壁部分伸出卸料板的長度為0.3mm。5沖壓設(shè)備的選用根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定設(shè)備類型。開式曲柄壓力機(jī)雖然剛度差，但它成本低，且有三個(gè)方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于中小型沖裁件、彎曲件、拉深件的生產(chǎn)中。閉式曲柄壓力機(jī)剛度好、精度高，只能靠兩個(gè)方向操作，適用于大中型件的生產(chǎn)。雙動(dòng)曲柄壓力機(jī)有兩個(gè)滑塊，壓邊可靠易調(diào)，適用于較復(fù)雜的大中型拉深件的生產(chǎn)。綜合考慮，采用開式曲柄壓力機(jī)。5.1沖壓力的計(jì)算該級進(jìn)模采用彈性卸料和下出料方式?？ㄔ诎寄？卓谥械墓ぜ€(gè)數(shù)，取n=h/t=3/0.5=6,故F推=6×0.05×60=18KN計(jì)算彎曲力，應(yīng)該是自由彎曲力與校正彎曲力之和。即由于校正彎曲時(shí)，校正彎曲力比自由彎曲力大得多，故F可以忽略，而F校正的大小取決于壓力即的調(diào)整，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算初定為F=5KN所選壓力機(jī)的公稱壓力F必須大于F總。根據(jù)上述沖壓力的計(jì)算，初步選用型號為J23-16開式雙柱可傾壓力機(jī)。該型號壓力機(jī)主要技術(shù)規(guī)格如下8:公稱壓力160KN;滑塊行程55mm;最大閉合高度220mm;最大裝模高度180mm;連桿調(diào)節(jié)量45mm;工作臺(tái)尺寸(前后mm×左右mm)300×450;墊板尺寸(厚度mm×孔徑mm)40×210;模柄孔尺寸(直徑mm×深度mm)φ40×60;滑塊中心至床身中心距離160mm;最大傾斜角35°由4.3節(jié)計(jì)算知：模具閉合高度H模=155mm故，所選壓力機(jī)裝模高度與模具閉合高度滿足下式還可以看出H模=155mm取在：H?！軭min+L調(diào)節(jié)/3,這樣可以避免連桿調(diào)節(jié)過長，螺紋接觸面積過小而被壓壞。6壓力中心的計(jì)算沖裁時(shí)的合力作用點(diǎn)或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn)，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心不一致，沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具和壓力機(jī)的壽命。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該正確算出沖裁時(shí)的壓力中心，并使壓力中心和模柄軸心線重合；若因沖件的形狀特殊，從模具結(jié)構(gòu)方面考慮不宜使壓力中心與模柄軸心線相重合，也應(yīng)注意盡量使壓力中心的偏離不超過所選壓力機(jī)模柄孔投影面積的范圍，以下通過解析法確定模具的壓力中心。(1)建立平面直角坐標(biāo)系XOY;(2)計(jì)算出各單一圖形的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離x?、X?、X?、…xn和y?、(3)將計(jì)算數(shù)據(jù)分別代入式(6-1a)和(6-1b),即可求得壓力中心坐標(biāo)6.2計(jì)算壓力中心如圖6-1所示：圖6-1壓力中心計(jì)算圖將所計(jì)算的各工位上的沖壓力及圖6-1中所標(biāo)注的x坐標(biāo)值代入式(6-1)中得：坐標(biāo)x?=7,故在此坐標(biāo)系中模具壓力中心坐標(biāo)為(7,0)。所以該模具壓力中心(機(jī)床滑塊中心)與模具中心左右偏移10.5mm(可供模具安裝時(shí)參考)。本的70%～80%。所以，作者在設(shè)計(jì)時(shí)詳盡地考慮了模具結(jié)構(gòu)，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。但是，又不能完全依賴于設(shè)計(jì)，在實(shí)際生產(chǎn)中要具體問題具體分析，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行模具調(diào)整也是必需的。在生產(chǎn)中模具的維修、保養(yǎng)也是很重要的。在模具維修時(shí)，應(yīng)該多注意細(xì)節(jié)，找出根本原因，針對其維修。在拆裝模具時(shí)，要認(rèn)真仔細(xì)，以防損傷模具。定期的從整個(gè)設(shè)計(jì)過程來看，該電器開關(guān)過電片采用多工位級進(jìn)模，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，加工簡單，操作方便，通過連續(xù)沖裁、彎曲等幾道工序一次滿足了生產(chǎn)需求，而且該設(shè)計(jì)思路可擴(kuò)展推