opple鎮(zhèn)流器外殼沖壓模具設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,opple,鎮(zhèn)流器,外殼,沖壓,模具設(shè)計,cad,圖紙,說明書,仿單
目 錄
1緒論 2
2沖壓工藝 3
2.1沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定 3
2.1.1零件分析 3
2.1.2沖壓工藝方案確定 3
3落料模設(shè)計 5
3.1落料件工藝尺寸及模具結(jié)構(gòu)類型 5
3.1.1毛坯排樣 5
3.1.2沖裁力計算和壓力中心計算 6
3.1.3沖模刃口尺寸及公差計算 7
3.2確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸 9
3.2.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 9
3.2.3卸料和出件方式的設(shè)計 9
3.2.4墊板的設(shè)計 10
3.2.5凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 10
3.2.6聚氨酯橡膠的選用 10
3.2.7定位零件的設(shè)計 10
3.3閉合高度計算 10
3.4壓力機選擇 11
3.4.1模柄確定 11
3.5 導(dǎo)柱導(dǎo)套選用 11
3.6模具總裝圖 12
3.6.1落料模裝配圖 12
3.6.2落料模爆炸圖 12
4沖孔、切舌、脹形復(fù)合模設(shè)計 13
4.1沖孔部分設(shè)計 13
4.1.1沖孔凸模形式選擇 13
4.1.2預(yù)沖孔直徑計算 13
4.1.3沖孔凸、凹模尺寸計算 13
4.1.4沖孔定位尺寸計算 13
4.1.4沖裁力計算 14
4.1.5主要結(jié)構(gòu)零件尺寸設(shè)計計算 14
4.2脹形部分設(shè)計 14
4.2.1脹形力計算 15
4.2.2脹形模零件的設(shè)計計算 15
4.3切舌部分設(shè)計計算 15
4.3.1凸模刃口尺寸計算 15
4.4模具總體結(jié)構(gòu)及壓力機的選擇 17
4.4.1模架選擇 17
4.4.2壓力機的選擇 17
4.5模具總裝圖 18
4.5.1復(fù)合模裝配圖 18
4.5.2復(fù)合模爆炸圖 18
5彎曲模設(shè)計 19
5.1彎曲力計算 19
5.2彎曲模凸、凹模的設(shè)計 19
5.2.1凸、凹模圓角半徑 19
5.2.2凹模工作部分深度 19
5.2.3凸、凹模間隙 19
5.2.4凸、凹模間隙橫向尺寸及公差 19
5.3彎曲模其它零件的設(shè)計和選用 20
5.4壓力機選擇 20
5.5模具總裝圖 21
5.5.1彎曲模裝配圖 21
5.5.2彎曲模爆炸圖 21
6翻孔、切口、彎曲復(fù)合模設(shè)計 22
6.1翻孔模部分設(shè)計計算 22
6.1.1翻孔模工藝 22
6.1.2翻邊力計算 22
6.1.3翻孔模工作部分設(shè)計 22
6.2切口部分設(shè)計 22
6.2.1切口彎曲凸、凹模設(shè)計 23
6.2.2模架選擇 24
6.2.3壓力機選擇 24
6.3模具總裝圖 25
6.3.1復(fù)合模裝配圖 25
6.3.2復(fù)合模爆炸圖 25
7基于ProE的模具三維仿真加工 26
7.1 Pro/Engineer軟件的介紹 26
7.2軟件在仿真加工中的應(yīng)用 26
7.3仿真加工圖 27
7.3.1落料模凸模仿真加工圖 27
8結(jié)論 28
參考文獻 29
致 謝 30
附 錄 31
1緒論
由于世界性的能源危機，節(jié)約能源的緊迫感使許多公司致力于節(jié)能光源和熒光燈電子鎮(zhèn)流器的研究，也伴隨著人們對于環(huán)境保護意識的提高，近年來人們的家庭燈具大多使用日光燈等節(jié)能燈具，而此種燈具的核心即是其鎮(zhèn)流器，所以對于鎮(zhèn)流器的需求與日俱增，但它的外形的制造大多采用沖壓成形[1-5]，那么怎樣制造出符合要求的鎮(zhèn)流器外殼就是模具制造業(yè)需要解決的問題了。
模具制造業(yè)在中國是新興行業(yè)，作為一個行業(yè)來發(fā)展，僅僅有20多年的歷史，正處于青春期。模具[6]是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。加入世貿(mào)后，各國經(jīng)濟往來十分頻繁，世界各國經(jīng)濟高速發(fā)展，人類消費日趨增長，消費結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，消費的增長帶來了全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國也漸漸地轉(zhuǎn)變?yōu)槭澜缰圃熘行摹?
由于采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低等一系列優(yōu)點，使得模具的使用范圍日益廣泛。已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備和發(fā)張方向。根據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會的預(yù)測，21世紀制造業(yè)中粗加工零件的75%、精加工零件的50%都需要通過模具來完成。許多工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具的發(fā)展水平。據(jù)統(tǒng)計，飛機、汽車、電視、電器、電子、儀器儀表、通訊設(shè)備、彩電、冰箱、洗衣機、手表、照相機等零部件的60%-80%需要通過模具生產(chǎn)出來。例如，生產(chǎn)一輛汽車，無論是載重車還是轎車，所需要的各種模具就超過4000副。模具作為工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。因此，模具對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展將起越來越大的作用，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。
我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與我國經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟爭激烈。如：國產(chǎn)模具精度低、壽命短、制造周期長，成型設(shè)備較陳舊、規(guī)格品種少；新型模具材料研發(fā)運用力度不大，CAD/CAE/CAM推廣應(yīng)用程度還遠遠落后于工業(yè)發(fā)達國家。所以需要我們模具從業(yè)人員艱苦奮斗，使我國的的模具制造業(yè)屹立于世界之林。
opple鎮(zhèn)流器外殼沖壓模具設(shè)計[7-12]及仿真加工這個課題來源于生產(chǎn)實際。設(shè)計的主要內(nèi)容是對制品進行測繪與三維造型[13,14]、模具設(shè)計[15]、凸（凹）模的工藝設(shè)計與數(shù)控加工編程。先根據(jù)加工的零件的具體要求，按照模具設(shè)計的一般步驟，確定總體方案，畫出模具的總裝圖。再按要求相應(yīng)畫出各二維圖，為了有直觀的認識，需要對模具進行三維造型。畫出各個零件后，進行裝配，得到裝配體后進行爆炸視圖，可以直觀的了解模具的各個組成部分。該設(shè)計完成后能夠以較短周期制造出整副模具；模具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便快捷；運行平穩(wěn)，能滿足模具工作狀態(tài)的質(zhì)量要求,使用時安全可靠, 便于維修；可以很好的指導(dǎo)實踐生產(chǎn)，提高生產(chǎn)的效率。
2沖壓工藝
2.1沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定
2.1.1零件分析
圖2-1為某電子產(chǎn)品上的結(jié)構(gòu)零件，由厚度為1mm的Q235板材沖壓成形。該結(jié)構(gòu)件要求表面平整，斷面不得有毛刺，表面不得有劃痕，尺寸公差為IT14級，大批量生產(chǎn)，是一種集落料、沖孔、切舌、脹形、彎曲、翻孔等多種沖壓工藝的較復(fù)雜的沖壓件。
圖2-1 鎮(zhèn)流器罩零件圖
2.1.2沖壓工藝方案確定
模具設(shè)計過程中，合理確定沖壓工藝是關(guān)鍵。它影響到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度等多個方面。根據(jù)鎮(zhèn)流器罩零件結(jié)構(gòu)、尺寸以及技術(shù)要求，可以采用的沖壓成形工藝方案有：
方案一：單工序模設(shè)計 此模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但需要八道工序，八副模具，成本相對較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，進入后幾道工序必然會增大誤差，使工件精度、質(zhì)員大打折扣，達不到所需的要求，難以滿足生產(chǎn)需要。故而不選此方案。
方案二：復(fù)合模設(shè)計 此模具雖然減少了總的模具數(shù)量，但每一模具的制造均比較的復(fù)雜，成本相對來說較高。故不選擇此方案。
方案三：連續(xù)模設(shè)計 連續(xù)模是一種多工位、效率高的一種加工方法。但級進模輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量，小型沖壓件。而本工件尺寸輪廓較大，而且也很難以采用一套連續(xù)模就可以完成，采用此方案，勢必會增大模具尺寸，使加工難度提高，成本增加，故也排除此方案。
方案四：單工序模和復(fù)合模組合 落料——沖孔、切舌、脹形——彎曲——翻孔、切口、彎曲——攻絲——去毛刺。使用此方案只需要四套模具，工件的精度及生產(chǎn)效率要求都能滿足，模具輪廓尺寸鉸小，模具的制造成本不高。故按此種方案設(shè)計。其工序如圖2-2。
圖2-2 工序圖
上述沖壓成形工藝方案既考慮到工序要相對集中，以減少沖壓輔助時間，充分發(fā)揮沖壓加工高效率的特點；同時也考慮到要保證工件質(zhì)量和精度，簡化模具結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本等問題。
3落料模設(shè)計
3.1落料件工藝尺寸及模具結(jié)構(gòu)類型
該工件外形較復(fù)雜、對稱、精度要求不高，采用沖裁加工能得到保證。由于是大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，決定采用滑動平穩(wěn)、導(dǎo)向準確可靠、彈性卸料、彈性頂件的對角導(dǎo)柱落料模進行加工。
根據(jù)彎曲件彎曲部分展平經(jīng)驗公式[8]將該工件彎曲部分展平,則工件寬為B=l1+l2+l3+0.6t=33+33+38+0.6×1=104.6mm。
其中：l1、l2、l3 為鎮(zhèn)流器外殼橫斷面尺寸；
t為毛坯厚度。
由于落料件外形尺寸公差等級為IT14，將落料件外形補標尺寸公差如圖3-1
圖3-1 補標尺寸公差后
3.1.1毛坯排樣
沖裁件在條料、帶料或板料上合理布置的方法叫排樣。排樣是提高材料利用率、降低成本、保證沖裁件質(zhì)量的及模具壽命的有效措施，是沖裁模設(shè)計的依據(jù)。
確定排樣圖時，首先要根據(jù)沖壓件圖把它展開成平面圖形，而此展開圖必須做得很準確。排樣的種類有：有廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣。
從該沖壓件的形狀特點可看出，該沖壓件宜采用有廢料排樣中的直排方式進行生產(chǎn)，其排樣如圖3-2。
圖3-2 排樣圖
查得搭邊值[8]a=2mm ，a1= 1.5mm，據(jù)此可計算出條料的寬度B和步距h分別為：其中查得Δ=0.7
B=(b+2a)=(180+2×2)=184mm （3-1）
h=L+a1 =104.6+1.5=106.1mm （3-2）
其中：B為條料寬度；
b為工件長度；
a為側(cè)邊搭邊值；
Δ為條料公差值；
L為工件寬；
a1為工件間搭邊值。
通過AUTOcad相關(guān)命令查得該零件的面積: 16821.8889記為A=16821.89mm2,已知h=106.1mm。從而可計算出材料的利用率[8]為：
η=A/(Bh)= 16821.89/(184×106.1)=86% （3-3）
3.1.2沖裁力計算和壓力中心計算[8]
通過AUTOcad相關(guān)命令查得該零件的周長: 570.1973mm，記為L=570.20mm,
知σb=450Mpa。故有：
落料力 F=Ltσb=570.20×1×450N=256590N （3-4）
查表 取K卸=0.05，卸料力為：
F卸=K卸F=0.05×256590=12829.5N （3-5）
查表 取K頂=0.06，頂件力為：
F頂=K頂F=0.06×256590=15395.4N （3-6）
選擇機床時的總沖壓力為：
F總=F+F卸+F頂=256590+12829.5+15395.4=284814.9N≈285KN
故初選350KN壓力機；
壓力中心的計算：
由于圖形較對稱，可不進行壓力中心計算。
3.1.3沖模刃口尺寸及公差計算[8]
由于工件外形較復(fù)雜，板料厚度較薄，所以凸、凹模的刃口尺寸要按照配作法進行計算，保證初始沖裁間隙Zmin=0.1mm，Zmax=0.14mm，
A類尺寸（磨損后增大尺寸）：100 -0.36mm；40 0 -0.62mm；50 -0.30mm；52.60 -0.74mm；104.6 0 -0.87mm；210 -0.52mm；180 0 -1mm，
B類尺寸（磨損后減小尺寸）：26+0.52 0mm；16+0.43 0mm；4+0.30 0mm，
C類尺寸（磨損后不變尺寸）：2 0.125；6 0.15，
選擇凹模作基準件，IT14級精度時查表，磨損系數(shù)x=0.15。取δ凹=1/4Δ
其中：Δ為尺寸公差。
凹模尺寸計算如下：
A類尺寸計算公式為：A凹=（a-xΔ）+δ凹 （3-7）
B類尺寸計算公式為：B凹=（b+xΔ）-δ凹 （3-8）
C類尺寸計算公式為：C凹=c1/2δ凹 （3-9）
尺寸a1=100 -0.36mm
A1凹=（a1-xΔ）+δ凹=(10-0.5×0.36) +×0.36=9.82+0.09=9.8+0.11 +0.02 mm
尺寸a2=40 0 -0.62mm
A2凹=（a2-xΔ）+δ凹=(40-0.5×0.62) +×0.62=39.69+0.16=39.6+0.25 +0.09 mm
尺寸a3=50 -0.30mm
A3凹=（a3-xΔ）+δ凹=(5-0.5×0.30) +×0.30=4.85+0.08=4.8+0.013 +0.05 mm
尺寸a4=52.60 -0.74mm
A4凹=（a4-xΔ）+δ凹=(52.6-0.5×0.74) +×0.74=52.23+0.18=52.2+0.21 +0.03 mm
尺寸a5=104.6 0 -0.87mm
A5凹=（a5-xΔ）+δ凹=(104.6-0.5×0.87) +×0.87=104.16+0.22 =104.1+0.28 +0.06 mm
尺寸a6=210 -0.52mm
A6凹=（a6-xΔ）+δ凹=(21-0.5×0.52) +×0.52=20.74+0.13=20.7+0.17 +0.04mm
尺寸a7=180 0 -1mm
A7凹=（a7-xΔ）+δ凹=(180-0.5×1) +×1=179.5+0.25 0 mm
尺寸b1=26+0.52 0mm
B1凹=（b1+xΔ）-δ凹=(26+0.5×0.52) -×0.52=26.26-0.13=26.3-0.04 -0.17 mm
尺寸b2=16+0.43 0mm
B2凹=（b2+xΔ）-δ凹=(16+0.5×0.43) -×0.43=16.215-0.11=16.3-0.08 -0.19mm
尺寸b3=4+0.30 0mm
B3凹=（b3+xΔ）-δ凹=(4+0.5×0.30) -×0.30=4.15-0.08=4.2-0.05 -0.13 mm
尺寸c1=2 0.125mm
C1凹=c11/2δ凹 =(61/2×1/4×0.25)= 20.03 mm
尺寸c2=6 0.15mm
C2凹=c21/2δ凹 =(61/2×1/4×0.3)= 60.04mm
落料凸模尺寸按凹模尺寸配作，保證雙面間隙0.1～0.14mm，采用數(shù)控線切割機床分別切割凸模和凹模，其切割程序由編制切割程序保證。
列出工件尺寸、凹模尺寸和凸模尺寸見表3-1，凸模配合尺寸見圖3-3。
表3-1 凸、凹模尺寸表 (mm)
工件尺寸
凹模尺寸
凸模公稱尺寸
10
9.8+0.11 +0.02
9.8
40
39.6+0.25 +0.09
39.6
5
4.8+0.013 +0.05
4.8
52.6
52.2+0.21 +0.03
52.2
104.6
104.1+0.28 +0.06
104.1
21
20.7+0.17 +0.04
20.7
180 0 -1
179.5+0.25 0
179.5
26+0.52 0
26.3-0.04 -0.17
26.3
16+0.43 0
16.3-0.08 -0.19
16.3
4+0.30 0
4.2-0.05 -0.13
4.2
20.125
20.03
2
6 0.15
60.04
6
圖3-3 凸模配合尺寸
3.2確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸
3.2.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計
凹模板厚H的確定：按經(jīng)驗公式，其中b=180mm，查表K=0.18，所以凹模厚度H=Kb=0.18×180=32.4mm,取整數(shù)H=32mm。
凹模壁厚C：C=2H～3H=2×32～3×32=64～96mm，取C=70mm。
凹模長度=b+2C=180+2×70=320mm。
凹模寬度=104.6+2×C=104.6+2×70=244.6mm。
冷沖模架的種類繁多，常見的有以下幾種：第一類是滑動導(dǎo)向模架，有對角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架和四導(dǎo)柱模架；第二類是滾動導(dǎo)向模架，有對角導(dǎo)柱式和四導(dǎo)柱式兩種。
選用模架時，應(yīng)充分了解各類模架的特點和應(yīng)用范圍，了解制件精度要求高低、產(chǎn)量多少、模具間隙的大小、制件的材料性質(zhì)、形狀尺寸及送料方式等，此外根據(jù)凹模面積的大小，還要考慮模架要有一定的安裝送料裝置、廢料清理等輔助裝置的空間，以及安裝固定到壓力機上留有足夠面積。
為便于選取標準模架查標準選取對角導(dǎo)柱標準模架：315×250×215～250GB/T2851.1-90。
所以凹模的外形尺寸取315mm×250mm×32mm。
落料凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，凹模刃口形狀選用直壁刃口，刃口高度取10mm，臺階孔比型孔單邊擴大 1mm?？赏ㄟ^先用線切割的方法加工出凹模板的直壁型孔，再用腐蝕加工的方法獲得1mm的單邊間隙。
3.2.3卸料和出件方式的設(shè)計
彈壓卸料裝置是由卸料板通過卸料螺釘和彈性元件等裝在模具上組成的。模具為閉合狀態(tài)時，彈簧被壓縮，當上模開啟時，包在凸模上的料在彈性回彈力的作用下推動卸料板被卸下，因此自由狀態(tài)下的彈壓卸料板總是高出凸模底面一定高度。這樣沖壓開始時先壓住料，然后再沖壓；沖壓結(jié)束后，料被順利地卸下。本設(shè)計卸料裝置選擇彈性卸料，這樣有利于提高模具的使用壽命，和加工精度。
卸料板外形尺寸：與凹模外形一致，厚度需大于15mm ，在（0.6～0.8）H之間取25mm
卸料板與凸模之間單邊間隙一般為0.1～0.3mm，所以取H11/h11的間隙配合，為可靠卸料，彈壓卸料板應(yīng)高出凸模0.2～0.5mm。
因凹模在下模座，為了沖壓件有較好質(zhì)量，采用彈性頂件的出件方式。
頂件板外形與凹模周界一致，配作成H11/h11間隙配合，取厚度為12mm。
3.2.4墊板的設(shè)計
墊板的作用是承受凸模所傳遞的壓力，防止模座被壓損傷，因此在與模座接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板，墊板的外形尺寸與凸模固定板相同，厚度可取4～12mm，故取墊板厚12mm，外形與凹模外形一致凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計。
3.2.5凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計
凸模的固定方式：由于凸模為非圓形、故采用直通式固定，與凸模固定板固定的部分采用H7/m6的過渡配合，以保證凸模的精確定位。
凸模固定板尺寸：由凹模板尺寸可得出凸模固定板厚度（0.6～0.8）H=19.2～25.6mm取25mm所以其外形尺寸為315mm×250mm×25mm
凸模長度：因采用彈壓卸料板凸模長度=h1+h2+t+h=25+25+1+15=66mm
其中：h1凸模固定板厚度；
h2卸料板厚度；
t材料厚度；
h增加長度(10～20mm)。
3.2.6聚氨酯橡膠的選用
根據(jù)閉合狀態(tài)下卸料板與凸模固定板的距離小于15mm，取橡膠高度20mm。
根據(jù)凸、凹模板的壁厚選橡膠直徑60mm。
3.2.7定位零件的設(shè)計
結(jié)合本模具的具體結(jié)構(gòu)，考慮到工件的形狀，設(shè)置一個固定擋料銷起定距的作用和四個活動導(dǎo)料銷。
3.3閉合高度計算[8]
由于選用標準模架315×250×215～250GB/T2851.1-90，其閉合高度為215～250mm。
閉合高度= 上模座厚+上墊板厚+凹模厚+凸模長度+下摸座厚=50+12+32+66+60=220mm。
所以模架的閉合高度在所選標準模架的范圍內(nèi)，故所選擇合理。
3.4壓力機選擇
由前面初選350KN壓力機，模具閉合高度220mm，初選壓力機最小閉合高度為200mm，最大閉合高度280mm，280-5≥220≥200+10mm,
所選壓力機工作臺尺寸610×380mm；設(shè)計模具尺寸445×330mm。
故所選壓力機為JC23-35型。
3.4.1模柄確定
由所選壓力機可知模柄直徑為d=50mm，采用壓入式模柄，查表因上模板厚為50mm故模柄長度H為110mm。
3.5 導(dǎo)柱導(dǎo)套選用
導(dǎo)柱的形狀比較簡單，外圓就是一根表面硬而耐磨的實心棒。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分為直通式導(dǎo)柱和階梯式導(dǎo)柱；根據(jù)其安裝特點分為壓入式導(dǎo)柱和可拆卸式導(dǎo)柱；根據(jù)其導(dǎo)向功能分為滑動式導(dǎo)柱和滾動式導(dǎo)柱；根據(jù)其制造特點分為標準型導(dǎo)柱和非標準型導(dǎo)柱；根據(jù)其使用特點有獨立式導(dǎo)柱和非獨立式導(dǎo)柱。根據(jù)本模具的特點選用滑動式導(dǎo)柱。
導(dǎo)套和導(dǎo)柱作為模架上一對導(dǎo)向副，總是配套使用，加工時也是研合配套一起，互不分離。導(dǎo)套的種類和導(dǎo)柱十分相似，如按安裝特點分有壓入時導(dǎo)套、粘結(jié)式導(dǎo)套和可卸式導(dǎo)套三種；按導(dǎo)向特點分有滑動式和滾動式兩種；按是否含有自潤滑材料分不含自潤滑材料的導(dǎo)套和含自潤滑材料的導(dǎo)套兩種?？紤]安裝因素采用壓入式導(dǎo)套，固定端的頭部設(shè)計有引導(dǎo)部分，裝配時起引導(dǎo)作用。由于固定部分是過盈配合，考慮到裝配時可能產(chǎn)生內(nèi)孔收縮，所以上內(nèi)徑比下內(nèi)徑大0.5～1mm。壓入式導(dǎo)套因結(jié)構(gòu)簡單，制造方便而被廣泛應(yīng)用。
由所選的標準模架知： 導(dǎo)柱40×200，GB/T2861.1；
導(dǎo)套A40H6×125×48 GB/T2861.6；
導(dǎo)柱45×200，GB/T2861.1；
導(dǎo)套A45H6×125×48 GB/T2861.6。
3.6模具總裝圖
3.6.1落料模裝配圖
圖3-4 落料模裝配圖
3.6.2落料模爆炸圖
圖3-5 落料模爆炸圖
4沖孔、切舌、脹形復(fù)合模設(shè)計
4.1沖孔部分設(shè)計
4.1.1沖孔凸模形式選擇
因沖制小孔，采用階梯凸模，其剛性較好，適用于尺寸1～15mm的小孔。
4.1.2預(yù)沖孔直徑計算
在翻孔前，需在坯料上加工出待翻孔的預(yù)沖孔孔徑如圖4-1，由小螺紋底孔的變薄翻孔工藝計算公式[8]：
d0=d-2×（H-0.43r-0.72t0）=6-2×(2-0.43×1-0.72×1)=4.3mm （4-1）
故預(yù)沖孔直徑為4mm。
圖4-1 預(yù)沖孔孔徑示意圖
4.1.3沖孔凸、凹模尺寸計算[8]
凸模長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，并考慮修磨、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等的需要來確定。
沖裁間隙：Zmin=0.1 Zmax=0.14mm
凸、凹模分別按IT6和IT7級加工制造，
沖孔模凸、凹模尺寸計算：
d凸=（dmin+xΔ） 0 -δ凸=（4+0.5×0.3）-0.08=4.15-0.08mm （4-2）
d凹=（d+zmin）=（dmin+xΔ+zmin）+δ凹 0=（4.15+0.1）+0.012 0=4.25+0.012 0mm （4-3）
校核：δ凸 +δ凹<= Zmax- Zmin=0.14-0.1=0.04mm
因有0.08+0.012=0.02<0.04
滿足間隙公差要求。
4.1.4沖孔定位尺寸計算[8]
L1=(Lmin+0.5Δ) 1/8Δ=(20.74+0.26) 1/8×0.52=210.065mm （4-4）
L2=(Lmin+0.5Δ) 1/8Δ=121/8×0.43=120.054mm （4-5）
L1、L2如圖4-2所示:
圖4-2 沖孔定位尺寸
4.1.4沖裁力計算[8]
F=Ltσb=3.14×4×1×450N=5652N （4-6）
4.1.5主要結(jié)構(gòu)零件尺寸設(shè)計計算
凹模板尺寸：H=kb=0.35×4=1.4 由于H>=15mm 取15mm。
凹模壁厚C：C=2H～3H=2×15～3×15=30～45mm。
卸料裝置在模具設(shè)計中是個很重要的組成部分，常用的有固定卸料和彈性卸料兩種形式，由于其結(jié)構(gòu)不同，功能也不一樣，固定卸料裝置就是起卸料作用；彈壓卸料裝置不僅沖壓完后起卸料作用，沖壓開始前還起壓料作用，防止沖壓過程中材料的滑移或扭曲，同時對小凸模還有導(dǎo)向保護等作用，因此模具的精度和使用壽命與卸料裝置的結(jié)構(gòu)、精度和強度有著直接的關(guān)系。
卸料板：厚度需大于15mm。
墊板：墊板厚一般為4～12mm。
凸模固定板：（0.6～0.8）H 取15mm。
凸模長度：因采用彈壓卸料板凸模長度=h1+h2+t+h=15+15+1+15=46mm。 （4-7）
4.2脹形部分設(shè)計
圖4-3為脹形示意圖
圖4-3 脹形示意圖
由所設(shè)計的脹形可知h=3mm；r=1mm；B=10mm；α=15 ；t=1mm
4.2.1脹形力計算[8]
由零件圖知此脹形符合梯形肋的設(shè)計計算公式，
查得系數(shù)K=0.7～1;；加強肋周長L=60mm；σb=450Mpa
故脹形力 F=KLtσb=0.8×60×450×1=21600N （4-8）
壓力機公稱壓力 P0>=(1.6～1.8)P。
4.2.2脹形模零件的設(shè)計計算
凸、凹模單邊間隙 因一次成形、采用彈性壓邊裝置故Z=1.05t=1.05mm
凸、凹模圓角半徑的計算:
凹模圓角半徑：凹模圓角半徑大于等于4t=4mm，故取r凹=4mm
凸模圓角半徑：凸模圓角半徑不小于（2～3）tmm，故取r凸=2mm
凸、凹模工作部分尺寸的設(shè)計計算：由要求可知制件尺寸公差I(lǐng)T14級
此工件要求的是內(nèi)形尺寸，設(shè)計凸、凹模時，應(yīng)以凸模尺寸為基準進行計算
凸模尺寸 b1=100.18mm b2=120.215mm。
間隙取在凹模上，則凸模尺寸可標注凸模基本尺寸，不標注公差，但在技術(shù)要求中要注明按單面間隙配作。
4.3切舌部分設(shè)計計算
圖4-4 切舌示意圖
圖4-4所示為切舌凸模作用過程：坯料被三邊切開，一邊彎曲。
4.3.1凸模刃口尺寸計算
由零件的尺寸及公差等級，設(shè)計的切舌凸模刃口尺寸及形狀如圖4-5所示
圖4-5 切舌凸模刃口尺寸
為使切舌根部不發(fā)生撕裂以及便于凹模加工需加凹模鑲塊，其尺寸及結(jié)構(gòu)如圖4-6所示。
圖4-6 凹模鑲塊尺寸
凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作，其尺寸及結(jié)構(gòu)如圖4-7所示。
圖4-7 凹模刃口尺寸
4.4模具總體結(jié)構(gòu)及壓力機的選擇
由于切舌和脹形所需的壓力機行程比沖孔所需的壓力機行程大，所以上述的凸模應(yīng)設(shè)計成階梯式，以減小沖孔凸模進入凹模的深度。在沖孔時，彈壓卸料板要壓緊工序件，以保護小凸模，防止出現(xiàn)小凸模折斷現(xiàn)象。
4.4.1模架選擇
模架是模具的主體結(jié)構(gòu)，它是連接級進模所有零件的重要部件，模具的全部零件都固定在它的上面，并承受沖壓過程中全部載荷。模具的上、下模之間相對位置通過模架的導(dǎo)向裝置穩(wěn)定保持其精度，并引導(dǎo)凸模正確運動，保證沖壓過程中凸、凹模之間的間隙均勻。
冷沖模架的種類繁多，常見的有以下幾種：第一類是滑動導(dǎo)向模架，有對角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架和四導(dǎo)柱模架；第二類是滾動導(dǎo)向模架，有對角導(dǎo)柱式和四導(dǎo)柱式兩種。
選用模架時，應(yīng)充分了解各類模架的特點和應(yīng)用范圍，了解制件精度要求高低、產(chǎn)量多少、模具間隙的大小、制件的材料性質(zhì)、形狀尺寸及送料方式等，此外根據(jù)凹模面積的大小，還要考慮模架要有一定的安裝送料裝置、廢料清理等輔助裝置的空間，以及安裝固定到壓力機上留有足夠面積。
選用對角導(dǎo)柱標準模架250×200×170～210GB/T2851.1-90 。
4.4.2壓力機的選擇
由脹形力[8]F=KLtσb=0.8×60×450×1=21600N
壓力機公稱壓力 P0>=(1.6～1.8)P
再加上沖孔及切舌壓力機公稱壓力應(yīng)大于3P=64800 ，故選擇10t的沖床，型號為J23-10，
由裝配圖可知其閉合高度為190.5mm，應(yīng)所選沖床最大閉合高度為180mm，故選J23-16沖床，其最大最小閉合高度分別為220mm、165mm，滿足要求，故所選壓力機為J23-16型。
模柄確定：
由所選壓力機可知模柄直徑為d=40mm，采用壓入式模柄，查表因上模板厚為45mm，查模柄標準得模柄高度H=105mm。
4.5模具總裝圖
4.5.1復(fù)合模裝配圖
圖4-8 沖孔脹形切舌復(fù)合模裝配圖
4.5.2復(fù)合模爆炸圖
圖4-9 沖孔脹形切舌復(fù)合模爆炸圖
5彎曲模設(shè)計
5.1彎曲力計算[8]
一次彎曲的工序總沖壓力等于校正力和壓料力之和，校正力為：
F校=AP=40×180×100=720000N=7.2t
其中 A：校正面積；
P：單位面積校正力查表得100Mpa。
壓料力、頂件力取自由彎曲的0.3～0.8倍，先計算自由彎曲力：
F自=0.7kbt2σb/（r+t）=0.7×1.3×180×1×450/（3+1）=49140N（5-1）
F頂=0.8×F自=0.8×49140=39312N=3.93t （5-2）
其中 r：凸模圓角半徑；
b：彎曲件寬度；
k：安全系數(shù)，一般取1.3
所以總沖壓力F=7.2+3.93=11.13t
欲選用沖床的噸位必須大于總的沖壓力，即選用16t沖床，則查表得模柄孔直 徑為40mm，所以該模具模柄直徑定為40mm。
5.2彎曲模凸、凹模的設(shè)計
5.2.1凸、凹模圓角半徑
凸模圓角半徑：其應(yīng)小于等于工件內(nèi)r，但不能小于板件的最小彎曲半徑rmin=0.8t=0.8，所以r凸=3mm。
凹模圓角半徑：當料厚t<=2mm時，r凹=（3～6）t，該工件厚為1mm，故r凹=4t=4mm。
5.2.2凹模工作部分深度
凹模深度應(yīng)適當，凹模太淺，則工件兩端的自由部分很長，彎曲件回彈大，直邊部分不平直，凹模太深，則浪費模具鋼材，且要求壓力機有較大的行程。
根據(jù)彎曲件形狀知U形件高度較大以及彎曲凸模要設(shè)計成內(nèi)縮形的截面結(jié)構(gòu)，以避讓工序件上的凸起部分，故選用上圖右邊的形式，根據(jù)直邊長度34mm，料厚1mm查表得凹模工作部分深度為20mm。
5.2.3凸、凹模間隙
彎曲黑色金屬是凸、凹模間隙計算公式[8]為Z/2=(n+1)t 查表得間隙系數(shù)n=0.05。
凸、凹模間隙單面間隙為1.05mm。
5.2.4凸、凹模間隙橫向尺寸及公差
因工件以外形標注，以凹模為基準，間隙取在凸模上
La=（L-0.5Δ）+δ凹 0=（40-0.5×0.62）+0.155= 39.69+0.062 （5-3）
Lt=（La-Z）=（39.69-2.1）-0.155=37.59-0.062 （5-4）
其中 La，Lt：凸、凹模橫向尺寸；
Z：雙面間隙；
Δ：彎曲件尺寸公差I(lǐng)T14級；
δ凸、δ凹 ：凸、凹模制造公差I(lǐng)T9級。
5.3彎曲模其它零件的設(shè)計和選用
凹模固定板厚度： 凹模板厚H的確定：按經(jīng)驗公式，其中b=180mm，查表K=0.18，所以凹模厚度H=Kb=0.18×180=32.4mm,取整數(shù)H=32mm。
凹模壁厚C：C=2H～3H=2×32～3×32=64～96mm，取C=70mm。
凹模墊板： 墊板厚一般為4～12mm，取12mm 。
彈頂器: 采用聚氨酯橡膠為彈性元件，彈性元件的高度凸模進入凹模深度的5倍值選取。
定位方式: 通過定位板采用毛坯外形定位。
5.4壓力機選擇
由前面初選160KN壓力機，模具閉合高度：
H=Hs+Hg+Ha+Hd+Hx+Y=50+32+32+12+60+25=211mm，
其中 Hs：上摸座厚度；
Hg：凸模固定板厚度；
Ha：凹模板厚度；
Hd：墊板厚度；
Hx：下摸座厚度；
Y：安全距離20～25mm 。
初選壓力機最小閉合高度為165mm，最大閉合高度220mm，220-5≥211≥165+10mm,
所選壓力機工作臺尺寸450×300mm；設(shè)計模具尺寸380×260mm。
故所選壓力機為JC23-16型。
5.5模具總裝圖
5.5.1彎曲模裝配圖
圖5-1 彎曲模裝配圖
5.5.2彎曲模爆炸圖
圖5-2 彎曲模爆炸圖
6翻孔、切口、彎曲復(fù)合模設(shè)計
6.1翻孔模部分設(shè)計計算
翻孔系數(shù)K=d/D=0.67 查Q235極限翻孔系數(shù)為0.5<0.67 故可一次翻邊成形
翻預(yù)螺紋孔高度[8]Hmax=d/2×(1-K)+0.43r+0.72t0=6/2(1-4/6)+0.43×1+0.72×1=2.15mm （6-1）
H=2mm
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