2399 沖孔—落料—彎曲級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì),沖孔,落料,彎曲,曲折,級(jí)進(jìn)模,設(shè)計(jì)
模具典型零件機(jī)械加工工序卡產(chǎn)品型號(hào) 零(部)件圖號(hào) 02機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱落料拉深沖孔復(fù)合模零(部)件名稱凸凹模共( 2 )頁(yè)第(2 )頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào)金工車間 6 線切割 Cr12MoV毛坯種類 毛坯外形 尺寸 每個(gè)毛坯可 制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù)棒料 135?4 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)線切割機(jī)床 DK7710 1夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液皂化液工序工時(shí)工位器具編號(hào) 工位器具名稱 準(zhǔn)終 單件120 120工步工時(shí)工步號(hào)工步內(nèi)容 工藝裝 備主軸轉(zhuǎn)速r·minˉ1切削速度m·minˉ1進(jìn)給量mm·rˉ1切削深度mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助1 穿絲孔的加工鉆床 600 1.5 70 3 5 22 工件的找正5 53 確定電極絲中心坐標(biāo)5 54 加工 1 30 15設(shè) 計(jì)(日期)審 核(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)會(huì) 簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期2006.52 異型凸模的加工工藝 表 2-2機(jī)械加工工藝過(guò)程卡產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 1機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品名稱級(jí)進(jìn)模零（部）件名稱 凸模 共（2）頁(yè)第 （1）頁(yè)材料牌號(hào) Gr12毛坯種類鍛件毛坯外型尺寸Ф50×50每個(gè)毛坯可制件數(shù) 1每臺(tái)件數(shù)1 備注工時(shí)工序號(hào) 工序名稱工 序 內(nèi) 容車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備準(zhǔn)終 單件10 下料 鋸床下料 金工 G7116 專用鋸?qiáng)A具20 鍛造 鍛成方形 金工30 時(shí)效 對(duì)鍛件進(jìn)行時(shí)效退 火 熱40線切割根據(jù)圖紙切割到制定的精度模具 線切割專用線切割?yuàn)A具50 磨削修磨凸模到外形尺寸和上下端尺寸達(dá)到圖紙要求金工 磨床 專用磨夾具60淬火回火對(duì)凸的要加工的部分進(jìn)行熱處理 熱70 研磨 對(duì)凸模進(jìn)行進(jìn)一步 的修整 金工80 檢驗(yàn)設(shè)計(jì)日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會(huì)簽日期標(biāo)記 記數(shù)更改文件號(hào)簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件 號(hào)編寫(xiě)主要工作零件加工工藝規(guī)程1 異型凸模的加工工藝異型凸模加工工藝過(guò)程見(jiàn)表 1-1。表 1-1 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 1機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品名稱級(jí)進(jìn)模 零（部）件名稱凹模共（2）頁(yè)第（2）頁(yè)材料牌號(hào) Gr12毛坯種類鍛件毛坯外型尺寸Ф250×150每個(gè)毛坯可制件數(shù) 1每臺(tái)件數(shù)1 備注工時(shí)工序號(hào) 工序名稱工 序 內(nèi) 容車間 工段 設(shè)備 工 藝 裝 備準(zhǔn)終 單件10 下料 鋸床下料 金工 G7116 專用鋸?qiáng)A具20 鍛造 鍛成方形 金工30 時(shí)效 對(duì)鍛件進(jìn)行時(shí)效退 火 熱40線切割根據(jù)圖紙切割到制定的精度模具 線切割專用線切割?yuàn)A具50 銑削 銑凹模落料孔 金工 銑床 專用銑夾具60 磨削修磨凹模到外形尺寸和上下端尺寸達(dá)到圖紙要求金工 磨床 專用磨夾具60 鉆孔 鉆孔 mm 螺紋底6?孔孔口倒角 1×45金工 Z3025 專用鉆夾具70 攻絲 攻螺紋 mM8?金工 Z3025 專用鉆夾具80淬火回火對(duì)凹模要加工的部分進(jìn)行熱處理 熱90 研磨 對(duì)凹模進(jìn)行進(jìn)一步 的修整 金工100 檢驗(yàn)設(shè)計(jì)日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會(huì)簽日期標(biāo)記 記數(shù)更改文件號(hào)簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更該文件 號(hào)河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文論文題目：沖孔—落料—彎曲級(jí)進(jìn)模系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模具 031 班 學(xué)生姓名 劉樹(shù)祥 學(xué) 號(hào) 0312122 指導(dǎo)教師 原紅玲 2006 年 05 月 13 日目錄1 工藝分析、排樣設(shè)計(jì) ....................................41.1 排樣設(shè)計(jì) .....................................................61.1.1 確定零件的排樣方案 .....................................61.1.2 條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計(jì)算 .................61.1.3 材料利用率的計(jì)算： ....................................71.1.4 工藝方案的確定及工藝計(jì)算 ..............................72 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定 ...............................92.1 沖壓力與壓力中心的計(jì)算，初選壓力機(jī) ...........................92.1.1 沖裁工序總力的計(jì)算 ....................................102.1.2 彈性橡膠板的計(jì)算 ......................................122.1.3 壓力中心的計(jì)算 ........................................133 模具主要零件和主要工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ..................163.1 工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ....................................163.1.1 工作零部件的計(jì)算 ......................................163.2 工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ....................................183.2.1 沖孔凸模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化 ....................203.2.2 凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化 .......................234 定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ................................244.1 始用擋料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ..................................244.2 固定擋料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ....................................254.3 導(dǎo)正銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ........................................254.4 導(dǎo)料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ........................................275 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 ......................................276 卸料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 ................................297 其余零件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化 ...............................297.1 螺釘，銷釘?shù)拇_定 ............................................297.2 裝配圖與零件圖設(shè)計(jì) ..........................................307.3 壓力機(jī)的選擇與校核 ..........................................308 模具的裝配與調(diào)試 ....................................318.1 模具的裝配 ..................................................318.2 模具的調(diào)試 ..................................................318.2.1 凸，凹模間隙的調(diào)試 ....................................318.2.2 沖模的試沖 ............................................328.2.3 試沖過(guò)程中的調(diào)整 ......................................32設(shè)計(jì)總結(jié) .............................................35致謝 ................................................36參考文獻(xiàn) .............................................37 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 生 姓 名 : 劉樹(shù)祥 學(xué) 號(hào): 0312122 設(shè)計(jì)(論文) 題目：沖孔—落料—彎曲級(jí)進(jìn)模 起 迄 日 期: 2006 年 04 月 13 日~ 05 月 14 日 指 導(dǎo) 教 師: 原紅玲 發(fā)任務(wù)書(shū)日期: 2006 年 03 月 10 日任務(wù)書(shū)填寫(xiě)要求1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫(xiě)，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系主管領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書(shū)應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；2．任務(wù)書(shū)內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書(shū)寫(xiě)，禁止打印在其它紙上后剪貼；3．任務(wù)書(shū)內(nèi)填寫(xiě)的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)所在專業(yè)及系主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫(xiě)；4．任務(wù)書(shū)內(nèi)有關(guān)“系” 、 “專業(yè)”等名稱的填寫(xiě)，應(yīng)寫(xiě)中文全稱，不能寫(xiě)數(shù)字代碼，學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫(xiě)全號(hào)，請(qǐng)規(guī)范化填寫(xiě)；5．任務(wù)書(shū)內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫(xiě)，應(yīng)按照國(guó)標(biāo) GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書(shū)寫(xiě)，不能有隨意性；6．有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo) GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2002 年 4 月 2 日”或“2002-04-02” 。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書(shū)1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來(lái)源及應(yīng)達(dá)到的目的：2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：（1）制件的工藝性分析；（2）設(shè)計(jì)方案的確定；（3）工作零部件的計(jì)算與設(shè)計(jì)；（4）其他零部件的計(jì)算及設(shè)計(jì)；（5）模具的裝配與調(diào)試；（6）設(shè)計(jì)小結(jié)。所在專業(yè)審查意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系部意見(jiàn)：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 1 頁(yè) 共 39 頁(yè)沖孔—落料—彎曲級(jí)進(jìn)模緒論模具作為提高生產(chǎn)率，減少材料和消耗，降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)占有率的重要手段，已越來(lái)越受到各行業(yè)部門(mén)的重視。目前世界上模具工業(yè)的年產(chǎn)值約 680 億美元。我國(guó) 2004 年模具產(chǎn)值為 530 億元，模具出口 4.91 億美元，同時(shí)還進(jìn)口 18.31 億美元。中國(guó)已經(jīng)成為世界上凈出口模具最多的國(guó)家。但大型多工位級(jí)進(jìn)模具，精密沖壓模具，大型多型腔精密注塑模，大型汽車覆蓋件模具等雖已能生產(chǎn)，但總體技術(shù)水平不高，與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，仍有很大差距。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模具工業(yè)一直以 15%左右的速度發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制也發(fā)生了巨大變化，除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速的發(fā)展。到目前為止，中國(guó)約有模具生產(chǎn)廠家 2 萬(wàn)家，從業(yè)人員有 50 多萬(wàn)人，全年模具產(chǎn)值高達(dá) 450 億元以上。中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角州和長(zhǎng)江三角地區(qū)，其模具產(chǎn)值占全國(guó)的三分之二以上。而在模具制造領(lǐng)域中占有重要地位的沖壓模具生產(chǎn)技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國(guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成型工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還很大。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量、復(fù)雜、大型、精密、更新?lián)Q代速度快等特點(diǎn)，沖壓模具正向高效、精密、長(zhǎng)壽名、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場(chǎng)的變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)轉(zhuǎn)變。近年來(lái)許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、PRO/ENGINEER、等國(guó)際通用軟件。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得了很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 2 頁(yè) 共 39 頁(yè)廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。未來(lái)沖壓模具的發(fā)展方向：模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品交貨期短、精度高、質(zhì)量好、價(jià)格低、的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展的如下幾項(xiàng)：（1） 全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)條件已基本成熟，各企業(yè)加大 CAD/CAE/CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD/CAE/CAM 技術(shù)跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨企業(yè)，跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。（2）,高速銑削加工國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并獲得了極高的表面光潔度。另外，還可以加工高硬度模塊，還具有溫升低，熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車，家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前他已向更高的敏捷性，智能化，集成化方向發(fā)展。（3） ，模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能。大大的縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控機(jī)床及加工中心，實(shí)現(xiàn)快速采集，自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序，不同格式 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程” 。模具掃描系統(tǒng)已在汽車，摩托車。（4）電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極做三維或二維輪廓加工，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中的應(yīng)用，預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到快速的發(fā)展。（5）提高模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)化程度在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具的標(biāo)準(zhǔn)件使用的覆蓋率達(dá)到 30%左右，而國(guó)外的達(dá)到了 80%左右。（6）優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)的表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)的鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命顯得十分必要。模具熱處理和表面的處理的發(fā)展方向是真空熱處理。模具表面處理應(yīng)完善并發(fā)展先進(jìn)的氣相沉積技術(shù)、等離子噴涂技術(shù)等。（7）模具研磨拋光將智能化、自動(dòng)化河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 3 頁(yè) 共 39 頁(yè)模具表面的質(zhì)量對(duì)模具的使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，拋光研磨智能化、自動(dòng)化替代現(xiàn)有的手工操作，以提高模具的表面質(zhì)量。（8）模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；并配有隨行的定位夾具，有完整的機(jī)具、刀具數(shù)據(jù)庫(kù)；完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。作為一名未來(lái)的模具設(shè)計(jì)師，這次冷沖模具的設(shè)計(jì)，就是我進(jìn)行真實(shí)模具前的一次演練，是我自己對(duì)三年大學(xué)生活所學(xué)知識(shí)的一次綜合應(yīng)用，使我將三年所學(xué)知識(shí)連貫起來(lái)，在老師的指導(dǎo)下，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到自己的不足，近而加以鞏固。這次設(shè)計(jì)使我對(duì)沖壓模具有了更深刻的認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí)到了沖壓模具的重要性，讓我對(duì)自己將要從事的工作充滿了自豪感，對(duì)自己以后的工作充滿了信心。我以后一定會(huì)盡自己最大的努力，在模具制造和設(shè)計(jì)行業(yè)作出自己的貢獻(xiàn)，為我國(guó)的模具事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。由于資料收集不足，文學(xué)水平有限，在設(shè)計(jì)中難免有不足之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 4 頁(yè) 共 39 頁(yè)第 1 章 工藝分析、排樣設(shè)計(jì)工件名稱：支架生產(chǎn)批量：大批量厚度：2mm工件簡(jiǎn)圖： 表 面斷 面鋼 板 B-2G70865As1圖 1 工件圖示零件材料，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工，市場(chǎng)上也容易得到這種材料，價(jià)格適中。支架外形落料的工藝性：支架屬于中等尺寸零件，料厚 2mm，外形復(fù)雜程度河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 5 頁(yè) 共 39 頁(yè)一般，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工藝獲得。支架沖孔的工藝性：大小為 φ5.5mm 和 φ19mm 和 φ22mm 的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。支架彎曲的工藝性：此為支架彎曲其精度為±1，其彎曲件的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼曲服強(qiáng)度為 420 可以用一般彎曲工藝獲得。此工件只有外形落料和沖孔和彎曲三個(gè)工序。圖示除標(biāo)注公差的尺寸外零件尺寸未注公差的一般尺寸，均按慣例取 IT14 級(jí)，符合一般級(jí)進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求，模具精度取 IT9 級(jí)即可。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性和彎曲工藝性，適合沖壓和彎曲生產(chǎn)。毛坯的尺寸計(jì)算，該毛坯的工件展開(kāi)圖如圖所示圖 2 彎曲件的展開(kāi)圖按彎曲件展開(kāi)來(lái)計(jì)算，由公式中型層半徑r=R+Ktr—中性層半徑（mm）R—彎曲內(nèi)半徑，R=2mm河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 6 頁(yè) 共 39 頁(yè)K—中性層位置因素，有表查 K=0.31t—材料厚度 t=2mm則中性層半徑r=2+0.31×2=2.62mm中性層長(zhǎng)度 l= =4.1oor180962.431809????A=40-2-2=36mmB=45-2-2=41mmL=36+41+4.1=81.1mm固其工件的面積為 S=2444+1256-95-379.94-283.39-283.39=2941.67mm21.1 排樣設(shè)計(jì)1.1.1 確定零件的排樣方案設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。支架零件具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，單向排列時(shí)材料的利用率高， ，減少了廢料1.1.2 條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計(jì)算由于本工件采用少?gòu)U料排樣固側(cè)邊不需要搭邊值。鑒于本工件的外形查表得工件間 1.5mm 的搭邊。送料步距如圖 2 所示河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 7 頁(yè) 共 39 頁(yè)B=1.5+81.1=82.6mm條料寬度為 40mm。導(dǎo)尺間距離的計(jì)算：計(jì)算得導(dǎo)尺間距離為 40 mm。1.1.3 材料利用率的計(jì)算：根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況，原材料選用 1000 mm×2000 mm×2mm 的冷軋薄鋼板。每塊可剪 2000mm ×81.1mm 規(guī)格條料 12 條，材料剪切利用率達(dá) 97.32%。由一個(gè)步距的材料利用率通用計(jì)算公式： = ?%10?BsnA式中 A—一個(gè)沖裁件的面積，A=2941.67mm 2;n—一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量 n=1；B—條料寬度，40mm; s—步距， 82.6mm得 = =89%?%106.824791?1.1.4 工藝方案的確定及工藝計(jì)算一、工藝方案的確定手柄零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬訂出以下三種工藝方案。方案一：用簡(jiǎn)單的單工序模分三次加工，即落料——沖孔——彎曲方案二：沖孔落料復(fù)合模。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 8 頁(yè) 共 39 頁(yè)方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)模。圖 3 沖孔落料彎曲工件工序圖方案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產(chǎn)，需三套設(shè)備成本高，生產(chǎn)率低。方案二：生產(chǎn)率較方案一和三都高，加工精度高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作難度較大成本高，還有模具對(duì)壓力機(jī)噸位要求較方案一和三都高。方案三：生產(chǎn)率較方案二低，精度略低于方案二，但是模具結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜成本較低，壓力機(jī)噸位要求低，故節(jié)省能源，由于此為大批量生產(chǎn)，精度要求不高，相比較而言方案三更具有可行性，更具有優(yōu)越性。選用方案三則又有兩個(gè)不同的工藝方案（1） ，先落料，然后沖孔和彎曲在同一工序。 （2） ，落料和沖孔在一個(gè)工序，然后再?gòu)澢２捎茫?）加工工件不易保證 28±0.15mm 的精度，而且易使沖頭磨損降低模具壽命。經(jīng)分析采用（2）比較合理以保證制件的精度對(duì)于彎曲回彈，可以用減小間隙的方法來(lái)避免或減小回彈。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 9 頁(yè) 共 39 頁(yè)第 2 章 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定1） ，正倒裝結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個(gè)工序，為方便小孔廢料和成形工件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。2） ，送料方式：采用手工送料方式。3） ，定位裝置：本工件在級(jí)進(jìn)模中尺寸是較大的，又是大批量生產(chǎn)，第一個(gè)工位采用始用擋料銷定位，第二個(gè)工位采用固定擋料銷定位。送料時(shí)廢料孔與固定擋料銷作為粗定距，在彎曲切斷模上安裝兩個(gè)對(duì)角導(dǎo)正銷，利用條料上 φ5.5mm 的孔做導(dǎo)正銷孔進(jìn)行導(dǎo)正，依此作為條料送進(jìn)的精確定距。4） ，導(dǎo)向方式：為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開(kāi)敞性和導(dǎo)向均勻性，采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。5） ，卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗?，為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，可以在下模座中開(kāi)有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為 2mm，為了保證工件有比較好的平整度，采用彈壓性卸料裝置。選用 JB/T8068.3-1995 彈壓縱向送料典型組合。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 10 頁(yè) 共 39 頁(yè)2.1 沖壓力與壓力中心的計(jì)算，初選壓力機(jī)2.1.1 沖裁工序總力的計(jì)算 由工件結(jié)構(gòu)和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。沖四個(gè) φ5.5mm 孔的力 P1、沖 φ22mm 孔的力 P2，沖 φ19mm 的孔的力 P3，落外型料的力 P4，向下推出 φ5.5mm 沖孔廢料的力 P5，向下推出 φ22mm 孔廢料的力P6，向下推出 φ19mm 孔廢料的力 P7 ， 向下推出工件落外型料的廢料的力 P8。由彈性卸料板卸條料的廢料的力是壓力機(jī)提供的，故用計(jì)算在內(nèi)?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實(shí)際計(jì)算沖裁力時(shí)按下面公式：P=KLtτ式中 P—沖裁力（kN）L—沖裁件剪切周邊長(zhǎng)度（mm）t—沖裁件材料厚度（mm）τ—被沖材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)K—系數(shù)，一般取 1.3。上式中抗剪強(qiáng)度 τ 與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊(cè)中查詢。為方便計(jì)算，可取材料的 τ=0.8σ b,故沖裁力表達(dá)式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσ b式中 σ b—被沖材料抗拉強(qiáng)度(MPa)。查手冊(cè) [1]表 8—7 得 10 鋼的 σ b=335MPa河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 11 頁(yè) 共 39 頁(yè)P(yáng)1=1.3×5.5π×2×335×4=60.16kNP2=1.3×22π×2×335=60.16kNP3=1.3×19π×2×335=51.96kNP4=1.3×142.8×2×335=124.38kN推件力 P t=nKtPKt—推件力系數(shù), K t=0.055n—同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中n=h/th—凹模刃部直壁洞口高度（mm） ，t—料厚( mm)查手冊(cè) [2]表 2—40 可得和 h=6mm, 故 n=3 如圖 3 所示：圖 4 同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)示意圖P5= =9.93kN16.0.3?P6= =9.93kNP7=3×0.055×51.96=8.57kNP8=3×0.055×124.38=20.52kN河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 12 頁(yè) 共 39 頁(yè)卸料力 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得P =0.03P 卸P9 =0.03×61.16=1.8kNP10 =0.03×61.16=1.8 kNP 11=0.03×51.96=1.6kNP 12=0.03×124.38=3.7 kN工序總力P=P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9+P10+P11+P12 =61.16+61.16+51.96+124.38+9.93+9.93+8.57+20.52+1.8+1.8+1.6+3.7=356.51KN2.1.2 彈性橡膠板的計(jì)算本模具中橡膠板的工作行程由以下幾個(gè)部分組成：凸模修模量 5mm；凸模凹進(jìn)卸料板 1mm；工件厚度 2mm；凸模沖裁后進(jìn)入凹模 2mm；以上四項(xiàng)長(zhǎng)度之和就是橡膠板的工作行程 S 工作 ；即S 工作 =（5+1+2+2）mm=10mm取壓縮量為自由高度的 0.3 則橡膠的自由高度為:H 自由 = = =33.3mm3.0工 作 1河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 13 頁(yè) 共 39 頁(yè)由上面計(jì)算可知：P 卸 = P9+ P10+ P11 +P12=1.8+1.8+1.6+3.7=8.9KN預(yù)壓縮量取 15%，由圖 1-17 可查出 P=0.5MPa，此時(shí)橡膠板應(yīng)具有足夠的卸料力，其卸料力的大小用式 1-2 計(jì)算橡膠板所需的面積。則A= = =17800 =178PF5.01893?2m2c結(jié)合模具的實(shí)際結(jié)構(gòu)，將橡膠板分成若干塊安裝。橡膠高度 H 自由 與直徑 D 之比需要滿下式：0.5 5.1DH?自 由橡膠板的自由高度為 33.3mm，厚度不可低于要求的尺寸，超出這個(gè)厚度時(shí)應(yīng)考慮到每加厚 1mm，就將增加相應(yīng)的工作載荷約。橡膠板的總面積為 178 ,分2cm為 4 塊，每個(gè)用螺釘安裝在一塊，每個(gè)卸料螺釘安裝一塊，中間鉆孔 13mm。四?塊橡膠板的厚度無(wú)比一致，不然會(huì)造成受力不均勻，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生歪斜，影響模具的正常工作，卸料板采用 45 鋼制造，淬火硬度為 40---45HRC。2．初選壓力機(jī)開(kāi)式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào)為 J23-40 和 J23-35型號(hào)公稱壓力/kN滑塊行程/mm最大封閉高度/mm工作臺(tái)尺寸/mm滑塊底面尺寸/mm可傾斜角/·封閉高度調(diào)節(jié)量/mmJ23-40 400 100 330 700×460 —— 30 80J23-35 350 80 280 380×610 190×21020 60河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 14 頁(yè) 共 39 頁(yè)2.1.3 壓力中心的計(jì)算模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的中心滑塊中心線重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理的間隙得不著保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，甚至損壞模具。此為多凸模模具的壓力中心，首先計(jì)算大凸模的壓力中心圖 5（a）大凸模的壓力中心圖計(jì)算其壓力中心的步驟 如下：[1]、按比例畫(huà)出凸模的工作部分剖面圖（見(jiàn)圖 5a）[2]、在任意距離處作 x-x 軸 y-y 軸[3]、 分別計(jì)算出各線段和圓弧的重心到 x-x 軸的距離 y1, y2, y3, y4和到 y-y軸的距離 x1, x2, x3, x4, [4]、大凸模的壓力中心到坐標(biāo)軸的距離下式確定：到 y-y 軸的距離河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 15 頁(yè) 共 39 頁(yè)x0= 4321llxl?= =6.94mm8.625.10. 76.75. ???到 x-x 軸的距離y0= 4321llyl?= =20mm8.625.10. 05. ???[5]、由于其余六個(gè)凸模為規(guī)則的凸模 ，則總的壓力中心為圖 5（b）總的壓力中心圖到 y-y 軸的距離x0= 7654321 llll xxxl ??= 27.1.708692.178.145 6.721.4826.89.145 ??????=32.9mm到 x-x 軸的距離y0= 7654321 71 llll yyyl ??河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 16 頁(yè) 共 39 頁(yè)==27.1.27.108.6927.1.8145 34.6026.8.145 ??? ?????20mm河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 17 頁(yè) 共 39 頁(yè)第 3 章 模具主要零件和主要工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化3.1 工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化3.1.1 工作零部件的計(jì)算由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開(kāi)加工的方法制作凸凹模。這時(shí)需要分別計(jì)算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。 沖孔時(shí)，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸dap=（d+x△） -δp 0 凹模尺寸dd=(d+x△+Z min)0+δ式中 D d Dp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mmdp dd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mmx——磨損系數(shù)，查表 2-30[1]得：IT14 級(jí)時(shí) x=0.5。Zmin——雙面間隙，mm△——工件公差，mmδ——凸模和凹模的制造公差，mm[1]、沖裁 φ5.5mm 孔凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算凸模尺寸 由表 2-10[1]查得△=0.16dap=（d+x△） -δp 0 =(5.5+0.75×0.16)0-0.02 =5.620-0.02凹模尺寸由表 2-23[1]得 Zmin=0.246dd=(d+x△+Z min)0+δ =(5.5+0.75×0.16+0.246)0+0.02 =5.870+0.02河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 18 頁(yè) 共 39 頁(yè)[2]、沖裁 φ22mm 孔凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算凸模尺寸由表 2-10 得△=0.28dap=（d+x△） -δp 0 =(22+0.5×0.28) 0-0.02 =22.14 0-0.02凹模尺寸查表 2-23 得 Zmin=0.246dd=(d+x△+Z min)0+δ =(22+0.5×0.28+0.246) 0+0.02=22.390+0.02[3]、沖裁 φ19mm 孔凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算凸模尺寸由表 2-10 得△=0.15dap=（d+x△） -δp 0 =(19+0.75×0.15) 0-0.02 =19.11 0-0.02凹模尺寸查表 2-23 得 Zmin=0.246dd=(d+x△+Z min)0+δ =(19+0.75×0.15+0.246) 0+0.02=19.360+0.02[4]．沖不規(guī)則凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算由圖可以看出此凸模的尺寸保證即要保證此圓弧的尺寸公差，用凸模的尺寸來(lái)保證凹模的尺寸公差。而其他面不用保證。計(jì)算如下：沖裁 φ40mm 孔凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算凸模尺寸由表 2-10 得△=0.0.34dap=（d+x△） -δp 0 =(40+0.5×0.34) 0-0.02 =40.17 0-0.02凹模尺寸查表 2-23 得 Zmin=0.246dd=(d+x△+Z min)0+δ =(40+0.5×0.34+0.246) 0+0.02=40.420+0.023.2 工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化[1]，沖小圓孔的凸模為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級(jí)形式如圖 6 所示：河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 19 頁(yè) 共 39 頁(yè)圖 6 圓形沖孔凸模示意圖凸模長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長(zhǎng)度用下列公式計(jì)算：L=h1+h2+h3- h4式中 L—凸模長(zhǎng)度， mmh1—凸模固定板高度，mmh2—卸料板高度，mmh3—橡膠板的厚度 ，mmh4—凹進(jìn)卸料板內(nèi) 1mm圖 7 沖孔凸模刃口示意圖[2]， 整體式凹模如圖 7 裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時(shí)承受彎曲力矩，若凹模高度 H 及模壁厚度 C 不足時(shí)，會(huì)使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 20 頁(yè) 共 39 頁(yè)于凹模受力復(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即凹模高度 H=KB凹模壁厚 C=(1.5~2)H式中 B----凹模孔的最大寬度，mm 但 B 不小于 15mmC-----凹模壁厚，mm 指刃口至凹模外形邊緣的距離；K=系數(shù)，取 0.0.50凹模高度 H=KB=0.5×40=20mm 取標(biāo)準(zhǔn)值 28mm凹模壁厚 C=1.5H = 1.5×28=40mm [3]，螺釘?shù)拇_定凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d, 圖 8 螺孔到凹模邊界的示意圖d 為螺孔的距離，由于凹模厚度為 28mm，所以根據(jù)表 2.46﹝2﹞ 查得螺孔選用4×M8 的螺釘固定在下模座。故選用如圖 8： 螺孔到凹模外緣的最小距離 a2=1.5d=1.5×8=12mma3=1.13d≈9mm凹模上螺孔間距由表 2.47 查得最小間距為 40mm，最大間距為 90mm。 螺孔到銷孔的距離一般取 b>2d,所以 b 應(yīng)大于１６。根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須考慮到裝橡膠塊的尺寸，故選用矩形凹模板的河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 21 頁(yè) 共 39 頁(yè)周界尺寸為 200×100×28。3.2.1 沖孔凸模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化[1]，小凸模長(zhǎng)度 L=20+14-1+33.3=66.3mm由小凸模刃口d=5.5mm小凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過(guò)凸模材料的許用壓應(yīng)力，即對(duì)于圓形凸模 d min≥ ][4??t式中 d min—圓形凸模最小截面直徑，mmt—沖裁材料厚度，mm—沖裁材料的抗剪強(qiáng)度，MPa?—凸模材料許用強(qiáng)度，?。?.0~1.6）×10 3MPa???dmin≥ = =2.68mm 所以承壓能力足夠。][4t310.52?抗縱向彎曲力校核 對(duì)于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置） Ｌmax≤ Fd270?式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長(zhǎng)度，mmF ——沖模力,Nｄ——凸模最小截面的直徑，mmLmax≤ = =195.5mm 所以長(zhǎng)度適宜。d27016.52?河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)正文第 22 頁(yè) 共 39 頁(yè)選用沖孔圓凸模：JB/T8057.2—1995 BⅡ 5.6×66.3 凸模固定端面的壓力q =
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