沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書0

1、<p><b>　　1 引言1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 沖壓技術(shù)的進(jìn)步2</p><p>　　1.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)3</p>

2、<p>　　1.5 課題的主要特點(diǎn)及意義4</p><p>　　2 確定沖壓工藝方案和模具結(jié)構(gòu)形式確定5</p><p>　　2.1 分析零件的沖壓工藝性5</p><p>　　2.2 確定零件的沖壓工藝方案6</p><p>　　2.2確定模具結(jié)構(gòu)形式7</p><p><b>　　3

3、 沖裁部分8</b></p><p>　　3.1 彎曲件展開(kāi)尺寸計(jì)算8</p><p><b>　　3.2 排樣9</b></p><p>　　3.2.1 排樣、確定條料寬度及步距確定8</p><p>　　3.2.2 材料利用率9</p><p>　　3.3 沖裁

4、件的沖裁力和初選設(shè)備10</p><p>　　3.3.1 沖裁力計(jì)算9</p><p>　　3.3.2 壓力中心計(jì)算與確定11</p><p>　　3.3.3 卸料方式及卸料力計(jì)算12</p><p>　　3.3.4 初選壓力機(jī)12</p><p>　　3.4 沖裁刃口尺寸計(jì)算13</p&g

5、t;<p>　　3.5 沖裁模具外形尺寸確定19</p><p>　　3.5.1 凹模的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.5.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.5.3 凸凹模的設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.6 選擇模架及其它零件22</p><p>　　3.7 校核沖

6、壓設(shè)備基本參數(shù)22</p><p><b>　　4 彎曲部分24</b></p><p>　　4.1彎曲卸載后的回彈24</p><p>　　4.1.1 影響回彈的因素23</p><p>　　4.2.2 回彈值的確定23</p><p>　　4.1.3 控制回彈的措施24<

7、;/p><p>　　4.2 最小相對(duì)彎曲半徑26</p><p>　　4.3 彎曲力的計(jì)算27</p><p>　　4.4 “U”形件彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28</p><p>　　4.5 彎曲模主要工作零件的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定29</p><p>　　4.5 選擇模架及其它零件31</p><p&

8、gt;　　4.5.2 彎曲凸模和凹模的圓角半徑28</p><p>　　4.5.2 凹模工作部分深度28</p><p>　　4.6 卸料方式及卸料機(jī)構(gòu)32</p><p>　　4.7 設(shè)備參數(shù)校核33</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b&g

9、t;　　致謝37</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　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(shì)，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(guò)程便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械自

10、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(jìng)爭(zhēng)力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國(guó)防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。</p><p>　　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(chǎng)需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)

11、在國(guó)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(lái)越重要的作用。</p><p>　　1.2 沖壓技術(shù)的進(jìn)步</p><p>　　近幾十年來(lái)，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(duì)沖壓技術(shù)的認(rèn)識(shí)與掌握的程度有了質(zhì)的飛躍。</p><p>　　現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模

12、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）。生產(chǎn)過(guò)程逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)是沖壓生產(chǎn)的發(fā)展方向。</p><p>　　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—計(jì)算

13、機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）。把產(chǎn)品概念形成、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)全過(guò)程通過(guò)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(lái)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。</p><p>　　1.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀</p><p>　　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

14、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(guó)家制造水平的重要標(biāo)志。隨著國(guó)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(duì)模具的需求量越來(lái)越大，技術(shù)要求也越來(lái)越高。目前我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)主要應(yīng)表現(xiàn)在 ：</p><p>　?。?）汽車覆蓋件模；</p><p><b>　?。?）精密沖模；</b></p>&l

15、t;p>　?。?）大型及精密塑料模；</p><p>　?。?）主要模具標(biāo)準(zhǔn)件；</p><p>　?。?）其它高技術(shù)含量的模具。</p><p>　　目前我國(guó)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，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(guó)、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)已能生產(chǎn)部分

16、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(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國(guó)際水平，在轎車模具國(guó)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(guó)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(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)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(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具相比，存在一定差距。&l

17、t;/p><p>　　1.4 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)</p><p>　　沖壓技術(shù)的進(jìn)步首先通過(guò)模具技術(shù)的進(jìn)步來(lái)體現(xiàn)出來(lái)。對(duì)沖模技術(shù)性能的研究已經(jīng)成為發(fā)展沖壓成形技術(shù)的中心和關(guān)鍵。</p><p>　　20世紀(jì)60年代初期，國(guó)外飛機(jī)、汽車制造公司開(kāi)始研究計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用。通過(guò)以計(jì)算機(jī)為主要技術(shù)手段，以數(shù)學(xué)模型為中心，采用人機(jī)互相結(jié)合、各盡所長(zhǎng)的方

18、式，把模具的設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算、制造、檢驗(yàn)、生產(chǎn)過(guò)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。</p><p>　　模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、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(duì)產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理

19、進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。</p><p>　　模具CAD/CAE/CAM在近20年中經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從試點(diǎn)到普及的過(guò)程。進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)，模具CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展速度更快，應(yīng)用范圍更廣。</p><p>　　在級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM發(fā)展應(yīng)用方面，本世紀(jì)初，美國(guó)UGS公司與我國(guó)

20、華中科技大學(xué)合作在UG-II（現(xiàn)為NX）軟件平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出基于三維幾何模型的級(jí)進(jìn)模CAD/CAM軟件NX-PDW。該軟件包括工程初始化、工藝預(yù)定義、毛坯展開(kāi)、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年作為商品化產(chǎn)品投入市場(chǎng)。與此同時(shí)，新加波、馬來(lái)西亞、印度及我國(guó)臺(tái)灣、香港有關(guān)機(jī)構(gòu)和公司也在開(kāi)發(fā)和試用新一代級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)。</p><

21、p>　　我國(guó)從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)和北京機(jī)電研究院等相繼開(kāi)展了級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)。如華中科技大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在AutoCAD軟件平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出基于特征的級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的沖壓工藝設(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(kù)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(kāi)發(fā)成功精密沖裁級(jí)進(jìn)

22、模CAC/CAM系統(tǒng)。西安交通大學(xué)開(kāi)發(fā)出多工位彎曲級(jí)進(jìn)模CAD系統(tǒng)等。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些軟件公司也競(jìng)相加入了級(jí)進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開(kāi)發(fā)的級(jí)進(jìn)模系統(tǒng)CmCAD、富士康公司開(kāi)發(fā)的用于單沖模與復(fù)合模的CAD系統(tǒng)Fox-CAD等[4]。</p><p>　　展望國(guó)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(guò)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的緊密結(jié)合，人工智能技術(shù)、并

23、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(jiàn)。今后10年新一代模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)必然是當(dāng)今最好的設(shè)計(jì)理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結(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、智能化四個(gè)方面。主要表現(xiàn)在：</p><p>　?。?）模具CAD/CAM的專業(yè)化程度不斷提高；</p><p>　?。?）基

24、于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見(jiàn)端倪；</p><p>　?。?）模具CAD/CAE/CAM的智能化引人注目；</p><p>　?。?）與先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)合日益緊密。</p><p>　　1.5 課題的主要特點(diǎn)及意義</p><p>　　零件沖壓工藝規(guī)程是模具設(shè)計(jì)的依據(jù),而良好的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又是實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的可靠保證,若沖壓

25、工藝有所改動(dòng),往往會(huì)造成模具的返工,甚至報(bào)廢,沖裁同樣的零件,通?？梢圆捎脦追N不同方法,工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的中心就是依據(jù)技術(shù)上先進(jìn),經(jīng)濟(jì)上合理,生產(chǎn)上高效,使用上安全可靠的原則,使用上安全可靠的原則,使零件的生產(chǎn)在保證符合零件的各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下達(dá)到最佳的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。本課題旨在針對(duì)具體的零件，分析、選擇沖壓工藝方案，并結(jié)合三維設(shè)計(jì)軟件得到最終模具設(shè)計(jì)流程以及三維圖。</p><p>　　2 確定沖壓工藝方案和

26、模具結(jié)構(gòu)形式確定</p><p><b>　　資料準(zhǔn)備：</b></p><p><b>　　1、材料：08F鋼</b></p><p>　　2、材料厚度：1.5mm</p><p>　　3、生產(chǎn)批量：5萬(wàn)件 </p><p>　　4、設(shè)備情況：一般工業(yè)制造常見(jiàn)設(shè)備。<

27、/p><p>　　5、產(chǎn)品圖：如下所示。</p><p>　　2.1 分析零件的沖壓工藝性</p><p>　　沖裁件的工藝性主要包括沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性、沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度以及沖裁件的尺寸標(biāo)注。</p><p>　　沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性：a.沖裁件的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱，盡可能采用圓形或矩形等規(guī)則形狀，應(yīng)避免過(guò)長(zhǎng)的懸臂和窄槽。b.沖裁件的

28、外形和內(nèi)形的轉(zhuǎn)角處要避免尖角，應(yīng)以圓弧過(guò)渡，以便于模具加工，減少熱處理或沖壓時(shí)在尖角處的開(kāi)裂。同時(shí)也可以防止尖角部位的刃口磨損過(guò)快而影響模具壽命。c.沖孔時(shí),由于受凸模的強(qiáng)度限制，孔的尺寸不能太小，其數(shù)值與孔的形狀、板厚t以及材料的力學(xué)性能有關(guān)。本課題所涉及的零件初定尺寸40×60×20?？讖匠醵棣?5mm.</p><p>　　沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度：沖裁件的尺寸精度可以分為精密級(jí)和

29、經(jīng)濟(jì)級(jí)兩類。由于電器外殼屬于非精密零件，對(duì)尺寸精度要求不高，一般沖壓生產(chǎn)設(shè)備可以滿足要求。</p><p>　　本零件所選材料08F鋼，08鋼具有低硬度，高塑形的特點(diǎn)，具有良好的沖壓性能，因此適合用沖壓生產(chǎn)。</p><p>　　2.2 確定零件的沖壓工藝方案</p><p>　　根據(jù)材料的變形特點(diǎn)分：分離工序、成形工序。</p><p>　

30、　本課題零件電器外殼包括了兩種成形工序，既有分離，也有成形。在此強(qiáng)調(diào)一下兩種變形方式的力學(xué)特點(diǎn)：成形工序要求在成形時(shí)，變形材料內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)屈服極限但未達(dá)到強(qiáng)度極限，材料只產(chǎn)生塑形變形；而分離工序要求材料內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)強(qiáng)度極限以使材料發(fā)生斷裂分離，從而成形零件。</p><p>　　很顯然，本課題包括沖孔、落料、彎曲三種沖壓成形方式。</p><p>　　沖壓模具形式多種多樣，按工序組合程度分

31、為一下三類：</p><p>　　單工序模，即在一副模具中只完成一種工序，如落料，沖孔，切邊等。單工序模一般由一個(gè)凸模和一個(gè)凹模洞口組成，也可以是多個(gè)凸模和多個(gè)凹模洞口組成。</p><p>　　復(fù)合模，即在壓力機(jī)的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成多道沖壓工序，如沖孔—落料、落料—彎曲等復(fù)合方式，壓力機(jī)一次行程一般得到一個(gè)沖壓件。</p><p>　　級(jí)進(jìn)模（

32、俗稱連續(xù)模），即在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的不同位置上同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序，級(jí)進(jìn)模所完成的同一零件的不同沖壓工序是按照一定順序、相隔一定進(jìn)距排列在模具的送料方向上的，壓力機(jī)的一次行程得到一個(gè)或者數(shù)個(gè)沖壓件。</p><p>　　針對(duì)“電器外殼”這個(gè)沖壓件的結(jié)構(gòu)外形及變形特點(diǎn)，該零件包含了落料、沖孔、彎曲三個(gè)基本工序，可選變形方案如下：</p><p>　　方案一：落料→沖孔→彎曲，采用三

33、套單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：落料沖孔復(fù)合→彎曲，采用兩套復(fù)合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：沖孔落料彎曲復(fù)合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案四：落料-沖孔-彎曲連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。</p><p>　　方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配和生產(chǎn)操作都比較容易，但是過(guò)程過(guò)于繁瑣，程序太多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，生產(chǎn)效率太低，只適用與很小

34、批量的生產(chǎn)；方案二采用落料沖孔復(fù)合，然后對(duì)板料進(jìn)行彎曲，落料沖孔復(fù)合比較簡(jiǎn)單，易于操作實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，形狀的彎曲件可以一次彎曲成形，此件左右對(duì)稱，定位以及壓力中心易于確定，故此方案比較合適；方案三一次復(fù)合成形，模具設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，由于此零件產(chǎn)量不大，模具開(kāi)發(fā)費(fèi)用不易太大，方案四采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，模具設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，而且沖孔位置精度不如復(fù)合模。綜合以上分析，最終選擇方案二，即先落料沖孔，然后進(jìn)行彎曲。</p><p>　　2.

35、3確定模具結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　落料沖孔復(fù)合模采用正裝復(fù)合模形式，即落料凹模在下，凸凹模在上的結(jié)構(gòu)形式，落料件用橡膠卸料，向上由頂板頂出；沖孔凸模固定在下墊板上，沖孔廢料留在凸凹?？锥粗校冒惭b在上模座的打桿來(lái)打下，剩余板料在上?；爻讨杏鲂读习鍖?shí)現(xiàn)卸料，卸料板的卸料力由橡膠在壓縮過(guò)程中的儲(chǔ)存能釋放來(lái)提供。 </p><p>　　彎曲過(guò)程中由于受力比較低，模具裝配結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，模具

36、強(qiáng)度易于保證，彎曲凸模與凹模直接用螺釘固定在模座上，凹模在下，凸模在上。由于此彎曲件是90°直壁彎曲，零件與凸模、凹模都是緊密接觸，回程中零件可能隨凸模向上運(yùn)動(dòng)，也可能留在凹模中，故上下模具都需要設(shè)置卸料裝置。打桿安裝在上部，從彎曲凸模中間穿過(guò)，當(dāng)工件卡在凸模上時(shí)，打桿向下推出。推板安裝在下部，由推桿連接出去，當(dāng)零件留在凹模時(shí)，推板向上頂出。</p><p><b>　　3 沖裁部分<

37、/b></p><p>　　3.1 彎曲件展開(kāi)尺寸計(jì)算</p><p><b>　　圖3-1 彎曲件</b></p><p>　　此工件有一部分有90°直角彎曲，如圖3-1所示，為便于沖裁部分設(shè)計(jì)及計(jì)算，在此先計(jì)算坯料展開(kāi)尺寸。一般將r>0.5t的彎曲稱為有圓角半徑的彎曲，r≤0.5t的彎曲稱為無(wú)圓角半徑的彎曲。本題r

38、=3mm，t=1.5mm，r＞0.5t,屬于有圓角半徑的彎曲，毛坯展開(kāi)尺寸等于彎曲件直線部分長(zhǎng)度和圓弧部分長(zhǎng)度的總和。</p><p><b>　　L==++</b></p><p>　　式中 L——彎曲件毛坯總長(zhǎng)度（mm）</p><p>　　——各段直線部分長(zhǎng)度（mm）</p><p>　　——各段彎曲部分彎曲中心角

39、（°）</p><p>　　——各段圓弧部分彎曲半徑（mm） </p><p>　　——各段圓弧部分中性層位移系數(shù)（見(jiàn)表3.1）。</p><p>　　表3.1 彎曲90°時(shí)中性層位移系數(shù)x</p><p>　　由于r=3mm，t=1.5mm， ==2.0，由表3.1查得x=0.445。</p><p&

40、gt;　　此零件有六處彎曲，但都是同一彎曲半徑，展開(kāi)長(zhǎng)度都是一樣，則只需計(jì)算一處</p><p>　　===5.76mm.</p><p>　　則坯料長(zhǎng)寬最大尺寸為：L=40×2+120+2×=211.52mm</p><p>　　B=40×2+80+18.5×2+5.76×4=220.0mm.</p>

41、<p>　　將尺寸不同的各邊分別定義為a,b,c,d.如圖所示。則各邊長(zhǎng)展開(kāi)尺寸分別為：</p><p><b>　　a=120mm</b></p><p>　　b=40+18.5+2×5.76=70.0mm</p><p>　　c=40+5.76=45.76mm.</p><p><b>

42、;　　d=80mm.</b></p><p><b>　　3.2 排樣</b></p><p>　　3.2.1 排樣、確定條料寬度及步距確定</p><p>　　此零件毛坯展開(kāi)形狀非圓非方，也不宜用組合式排樣，由于長(zhǎng)寬尺寸不一致，采用斜排雖可以提高材料利用率，但是定位不方便，而且模具也得轉(zhuǎn)一定角度，導(dǎo)致橫向尺寸增大，選模架時(shí)尺寸

43、也會(huì)增大。故最后還是選單排直排方案，如圖3.2所示： </p><p>　　圖3-2 排樣圖 </p><p>　　查《沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)》表2.5.2（成紅 主編），采用彈壓卸料板形式的沖模，板料厚度t=1.5mm時(shí)，前后搭邊值a=1.8~2.8，側(cè)搭邊值。則</p><p>　　兩工件間搭邊值a=2mm.</p><p>　　工件邊緣

44、搭邊值=3mm.</p><p>　　步距n=220+2=222mm.</p><p>　　條料寬度B===mm.</p><p>　　其中是工件基本寬度，是側(cè)搭邊值，是條料公差值（查《簡(jiǎn)明冷沖壓手冊(cè)》表6-10），條料寬度大于100，厚度t=1.5，取=-1.2。</p><p>　　3.2.2 材料利用率</p><

45、p>　　一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率η為：</p><p><b>　　η=</b></p><p>　　其中A是落料件的面積，B是條料寬度，n是步距，由3.1.1的計(jì)算結(jié)果可得</p><p><b>　　η===88.8%</b></p><p>　　3.3 沖裁件的沖裁力和初選設(shè)備</

46、p><p>　　3.3.1 沖裁力計(jì)算</p><p>　　該沖裁件沖裁力由落料力和沖孔力組成，</p><p>　　落料部分： =120×2+80×2+40×8+5.76×12+18.5×4 </p><p>　　=400+160+69..12+74</p><p>　

47、　=703.12mm.</p><p>　　則 =tτ=703.12×1.5×250=263.67 kN.</p><p>　　沖孔部分： =32×+</p><p>　　=32×π×10+4×π×8</p><p><b>　　=1105.28.

48、</b></p><p>　　則 =tτ=1105.28×1.5×250=414.48 kN.</p><p>　　總沖裁力 =+=678.15kN.</p><p>　　其中 L——剪切刃口剪下材料周邊總長(zhǎng)度（mm）</p><p>　　t——板材厚度（mm）</p

49、><p>　　τ——材料的剪切應(yīng)力，查表3.2.1.τ=220~310MPa.取τ=250MPa.</p><p>　　表3.2.1 部分常用沖壓材料的力學(xué)性能</p><p>　　3.3.2 壓力中心計(jì)算與確定</p><p>　　模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點(diǎn)位置，為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合

50、。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過(guò)大磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低了模具和壓力機(jī)的使用壽命。</p><p>　　模具的壓力中心，可安以下原則來(lái)確定：</p><p>　　1、對(duì)稱零件的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。</p><p>　　2、工件形狀 相同且分布對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。</p&

51、gt;<p>　　3、各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的坐標(biāo)位置0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。</p><p>　　Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln</p><p>　　Yo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln</p><p>　　由于本沖壓件前

52、后左右對(duì)稱，則壓力中心正好位于落料件的幾何中心。</p><p>　　=211.52/2=105.26</p><p>　　=220.0/2=110</p><p>　　3.3.3 卸料方式及卸料力計(jì)算</p><p>　　根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，落料件卡在下面的凹模中，由橡膠卸料方式向上彈頂出。</p><p>　　=K=0

53、.04×263.67=10.55kN.</p><p>　　沖孔廢料向上卡在凸凹模洞口中，由推桿向下推出，</p><p>　　=0.04=0.04×414.48=16.58kN.</p><p>　　3.3.4 初選壓力機(jī)</p><p>　　由以上得出的沖壓力及卸料力，得：</p><p>&

54、lt;b>　　F=++</b></p><p>　　=678.15+10.55+16.58</p><p>　　=705.28kN.</p><p>　　選擇設(shè)備時(shí)，乘以系數(shù)K=1.3.得：</p><p>　　P=1.3F=1.3×705.28</p><p>　　=916.86kN. &

55、lt;/p><p>　　選擇通用型的開(kāi)式雙柱壓力機(jī)。型號(hào)J23-100，其主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p><b>　　公稱壓力：100t</b></p><p>　　滑塊行程：130mm</p><p>　　最大閉合高度：480mm</p><p>　　最大裝模高度：380mm</p>

56、<p>　　連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：100 mm</p><p>　　工作臺(tái)尺寸：前后 710 mm</p><p>　　左右 1080 mm</p><p>　　模柄孔尺寸：Φ60×75 mm</p><p>　　3.4 沖裁刃口尺寸計(jì)算</p><p>　　3.4.1 沖裁模間隙值確定</p

57、><p>　　設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要選擇合理的間隙，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求，所需沖裁力小、模具壽命高，但分別從質(zhì)量，沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個(gè)數(shù)值，只是彼此接近?？紤]到制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙，只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就可以沖出良好的制件，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙，最大值稱為最大合理間隙?？紤]到模具在使用過(guò)程中的磨損使間

58、隙增大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)要采用最小合理間隙值。</p><p>　　沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量有極其重要的影響，此外，沖裁間隙還影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。沖裁過(guò)程中，凸模與被沖的孔之間，凹模與落料件之間均有摩擦，間隙越小，模具作用的壓應(yīng)力越大，摩擦也越嚴(yán)重，而降低了模具的壽命。較大的間隙可使凸模側(cè)面及材料間的摩擦減小，并延緩間隙由于受到制造和裝配精度的限制，雖然提高了模具壽

59、命而，但出現(xiàn)間隙不均勻。因此，沖裁間隙是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。</p><p>　　由于硬鋁與中碳剛的間隙取值是一樣的，所以硬鋁材料的間隙值與中碳剛的間隙取值一樣。</p><p>　　表8—1 沖裁模初始用間隙2c(mm)</p><p>　　3.4.2 刃口尺寸計(jì)算的基本原則</p><p>　　沖裁件的尺寸精度

60、主要取決與模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來(lái)保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)：</p><p>　　1、由于凸、凹模之間存在間隙，使落下的料和沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。</p><p>　　2、在尺量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小

61、端尺寸為基準(zhǔn)。</p><p>　　3、沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，結(jié)果使間隙越來(lái)越大。</p><p>　　由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)需要考慮以下原則：</p><p>　　1、落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙去在凹模上：設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模尺寸為基準(zhǔn)，間隙

62、去在凹模上。</p><p>　　2、考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料凹模時(shí)，凹模基本尺寸應(yīng)取尺寸公差范圍的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凹模基本尺寸應(yīng)取工件孔尺寸公差范圍的較大尺寸。這樣在凸凹麼磨損到一定程度的情況下，人能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小合理間隙值。</p><p>　　3、確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的公差要求。如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高（即制造公差過(guò)?。瑫?huì)使模具制

63、造困能，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口要求過(guò)低（即制造公差過(guò)大）則生產(chǎn)出來(lái)的制件有可能不和格，會(huì)使模具的壽命降低。若工件沒(méi)有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形工件安國(guó)家“配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級(jí)處理，沖模則可按IT12級(jí)制造；對(duì)于圓形工件可按IT7～I(xiàn)T9級(jí)制造模具。沖壓件的尺寸公差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單項(xiàng)公差，落料件上偏差為零，下偏差為負(fù)；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。</p><p>　　3.4.3 刃口尺寸

64、的計(jì)算</p><p>　　沖裁模凹、凸模刃口尺寸有兩種計(jì)算和標(biāo)注的方法，即分開(kāi)加工和配做加工兩種方法。前者用于沖件厚度較大和尺寸精度要求不高的場(chǎng)合，后者用于形狀復(fù)雜或薄板工件的模具。</p><p>　　對(duì)于該工件厚度只有1.5（mm）屬于薄板零件，并且各個(gè)孔有位置公差要求，為了保證沖裁凸、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸?；虬寄＃┳鳛榛鶞?zhǔn)件，然后以此基

65、準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸來(lái)配合加工另一件，使它們之間保留一定的間隙值，因此，只在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸制造公差，另一件只標(biāo)注公稱尺寸并注明配做所留的間隙值。這與就不再受間隙限制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，普通模具的制造公差一般可取δ=△/4（精密模具的制造公差可選4~6μm）。這種方法不僅容易保證凸、凹模間隙枝很小，而且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。</p><p>　　模具刃口尺寸計(jì)算如下，為便于標(biāo)識(shí)，將各邊分別以a、b、c、d、e

66、、f等表示。如圖所示：</p><p>　　其中，為工件基本公差，，為凸、凹模制造公差，查閱表3.4.1</p><p>　　3.4.1凸模和凹模制造公差表</p><p>　　3.5 沖裁模具外形尺寸確定</p><p>　　3.5.1 凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　在設(shè)計(jì)模具時(shí)，凹模的外形尺寸還不能僅用理論計(jì)算

67、來(lái)確定，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，由H=Kb可以確定凹模的厚度:</p><p>　　K---系數(shù),查表得K=0.18</p><p>　　b---沖裁件最大外形尺寸. b=220mm</p><p>　　H=Kb=0.15×220=33mm </p><p>　　可根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)需要取H=50mm</p><p>　　

68、凹模壁厚的確定見(jiàn)下式：</p><p>　　C=(1.5～2.0)H</p><p>　　可以確定凹模的壁厚:</p><p>　　C=（1.5~2.0）×35=（49.5~70）mm</p><p>　　取C=50mm,按此式計(jì)算得到的我摸外形尺寸可以保證凹模具有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般不再進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p>&l

69、t;p>　　凹模的刃口高度的確定在不影響刃口強(qiáng)度的情況下由沖裁件的厚度確定，所以凹模的外邊緣的尺寸等于凹模的刃口尺寸加上壁厚，則外邊緣尺寸寬 </p><p>　　L=2C+211=2×50+211=311mm </p><p>　　B=2C+220=2×50+220=320mm</p><p>　　組合形式：采用橡膠

70、彈性卸料、縱向送料，且凹模外形尺寸為311mmx320mmx50mm。</p><p>　　螺孔、銷孔 各螺孔、銷孔的大小、數(shù)量、位置均可以從典型組合標(biāo)準(zhǔn)GB2873.2中查得。</p><p>　　材料及技術(shù)要求 材料選用Gr12MoV 硬度為: HR57 ～ 60 。各表面粗糙度如凹模樣圖所示。</p><p>　　由以上設(shè)計(jì)結(jié)果，凹模零件圖如下圖所示：&

71、lt;/p><p>　　3.5.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)</p><p>　　凸模的結(jié)構(gòu)形式：圓形截面的凸模采用階梯式，采用固定板壓入式固定。</p><p>　　凸模的長(zhǎng)度計(jì)算：根據(jù)模具結(jié)構(gòu)，凸模長(zhǎng)度應(yīng)該是凸模固定板厚度加落料凹模厚度再加卸料板與凹模之間的安全距離取5mm.</p><p>　　則凸?？傞L(zhǎng)度L=30+50+5=85mm.</p

72、><p>　　凸模的材料及技術(shù)要求：選用Gr12MoV 硬度為: HR57 ～ 60</p><p>　　根據(jù)GB2863.2-81,得到B型圓凸模的尺寸參數(shù)，最后的凸模如下圖所示：</p><p>　　3.5.3 凸凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　凸凹模尺寸以落料凹模和沖孔凸模的尺寸配作加工，保證凸凹模間隙。其厚度依據(jù)模具結(jié)構(gòu)確定，<

73、/p><p>　　L=30+8+15+3=56mm.</p><p>　　凸凹模的結(jié)構(gòu)形式 直通式，采用凸凹模固定板固定。</p><p>　　凹凸模的材料及技術(shù)要求：選用Gr12MoV 硬度為: HR57 ～ 60。各表面的粗糙度如下圖所示，由設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果繪成下圖：</p><p>　　3.6 選擇模架及其它零件</p>&

74、lt;p>　　按照冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2851.5-90選擇中間導(dǎo)柱模架，根據(jù)凹模的外邊緣尺寸L×B=320×311，選擇凹模周界尺寸為400mm×315mm的標(biāo)準(zhǔn)模架。</p><p>　　上模座：400×315×55</p><p>　　下模座：400×315×65</p><p>　　導(dǎo)

75、柱： 45×260</p><p>　　導(dǎo)套： 45×140×53</p><p>　　緊固件的選?。荷夏Ａ慵x取4個(gè)M16×70的內(nèi)六角螺紋固定，另加兩個(gè)Φ12×80的銷釘。下模零件選用4個(gè)M16×120的內(nèi)六角螺紋緊固，另加兩個(gè)Φ12×100的銷釘定位（螺釘長(zhǎng)度根據(jù)連接件而定），材料用45鋼。</p>

76、<p>　　3.7 校核沖壓設(shè)備基本參數(shù)</p><p>　　本沖裁件初選壓力機(jī)為J23-100。其主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p><b>　　公稱壓力：100t</b></p><p>　　滑塊行程：130mm</p><p>　　最大閉合高度：480mm</p><p>　　最

77、大裝模高度：380mm</p><p>　　連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度：100 mm</p><p>　　工作臺(tái)尺寸：前后 710 mm</p><p>　　左右 1080 mm</p><p>　　模柄孔尺寸：Φ60×75 mm</p><p><b>　　沖壓力校核：</b></p>

78、<p>　　沖裁總壓力F=705.28kN.</p><p>　　設(shè)備的公稱壓力P=1000kN＞1.3F=916.86kN。滿足使用要求。</p><p><b>　　閉合高度校核：</b></p><p>　　模具總裝配高度h=266.5mm，介于壓力機(jī)最大最小裝模高度，滿足適用要求。</p><p>&

79、lt;b>　　工作臺(tái)尺寸校核：</b></p><p>　　模座尺寸為400×315，設(shè)備工作臺(tái)尺寸為1080×710，滿足使用要求。</p><p>　　故壓力機(jī)設(shè)備選擇合適。</p><p><b>　　模具總裝配圖如下：</b></p><p>　　1.下模座 2.下墊板3.凸

80、模固定板4.落料凹模5.卸料板6.導(dǎo)柱7.導(dǎo)套8.上模座9.模柄10.打料組件11.凸凹模12.凸凹模固定板13.卸料橡膠14.頂料板15.沖孔凸模</p><p><b>　　4 彎曲部分</b></p><p>　　經(jīng)沖裁得到的工件需通過(guò)彎曲工序，才能得到最終所需的產(chǎn)品，最終產(chǎn)品圖在第二章已有展示，現(xiàn)不作贅述，下面主要分析工件的彎曲工藝及模具的相關(guān)設(shè)計(jì)。</

81、p><p>　　4.1彎曲卸載后的回彈</p><p>　　回彈包括角度回彈及曲率回彈兩個(gè)方面，此是彎曲變形區(qū)與不變形區(qū)兩部分回彈綜合效應(yīng)的結(jié)果。</p><p>　　4.1.1 影響回彈的因素</p><p>　　影響回彈的因素很多，主要有：①坯料的機(jī)械性能σs，E。σs愈高、E值愈小，彎曲回彈愈大；②變形程度r/t。在其相同的條件下，角度回彈

82、量隨r/t值增大而增大；曲率回彈量則隨r/t值增大而減少；③彎曲中心角αo彎曲中心角α大，回彈角大；④模具間隙Z。凸、凹模間隙大，回彈量大；⑤彎曲方式。自由彎曲回彈量大，較正彎曲回彈量小，全形鐓校彎曲回彈量最??；⑥工件形狀及材料組織狀態(tài)。形狀復(fù)雜，相互牽扯多回彈量小，冷作硬化后回彈量大；⑦模具結(jié)構(gòu)及壓邊力大小。壓邊力大，工件彎后回彈量小。</p><p>　　4.1.2回彈值的確定</p><

83、p>　　確定工件的回彈值，是為了采取相應(yīng)的措施來(lái)克服回彈，以使彎曲工件達(dá)到圖紙要求的精度。確定回彈值的方法有查圖法、查表法和計(jì)算法，一般來(lái)說(shuō)都是近似的。目前，不論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，對(duì)回彈的研究仍在繼續(xù)。由于回彈涉及的因素多，較為復(fù)雜，目前還沒(méi)有一個(gè)精確的計(jì)算公式。故對(duì)于回彈值的控制一般均是用不同結(jié)構(gòu)的模具來(lái)修正，主要是在試模中予以修正的。</p><p>　　彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t＜（5~8）時(shí)，彎曲半徑的

84、變化小，可以不予考慮，僅考慮彎曲角度的回彈變化。由r/t=2，查表可確定回彈值為1°30′~2°30′。</p><p>　　4.1.3 控制回彈的措施</p><p>　　1.選擇彎曲性能好的材料 用屈服極限小、彈性模量大的材料作為彎曲件，可獲得較高的彎曲質(zhì)量。此外，坯料的厚度公差大小，表面質(zhì)量的優(yōu)劣和平面度的好壞，都對(duì)彎曲回彈有較大的影響。對(duì)彎曲精度要求高的工件

85、，也要對(duì)坯料此方面的質(zhì)量加以篩選。</p><p>　　2.選擇較小的相對(duì)彎曲半徑 r/t值小，表明變形程度大。一般在r/t≤3-5時(shí)，認(rèn)為板料的彎曲區(qū)已全部進(jìn)入塑料狀態(tài)。較小的彎曲半徑對(duì)減燭回彈有利，但過(guò)小的彎曲半徑會(huì)使彎曲區(qū)破裂。目前資料上給出的材料最小彎曲半徑主要是絕對(duì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可作為板金設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)工件彎曲半徑的參考依據(jù)。</p><p>　　3.選擇需要的模具間隙 V型彎曲，

86、其間隙值是靠高速機(jī)床來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與模具本身無(wú)關(guān)。對(duì)U型彎曲來(lái)說(shuō)，其回彈隨凹模開(kāi)口深度增大而減少，隨模具間隙減小而回彈量減小。若彎曲精度高的工作，可以取彎曲單邊間隙值為Z=t；若需要更高的彎曲精度，采用帶有稍許變薄的彎曲，對(duì)減少回彈會(huì)更有用。因?yàn)榱汩g隙或負(fù)間隙彎曲，可以改變板料的應(yīng)力狀態(tài)，使其由普通的彎曲轉(zhuǎn)化為具有拉彎性質(zhì)的彎曲，使壞料的中性層內(nèi)側(cè)壓應(yīng)力狀態(tài)，從而坯料整個(gè)截面在切向均處于拉應(yīng)力狀態(tài)，卸載后內(nèi)外側(cè)纖維回彈相互抵消，可減小回彈。

87、所以采用拉彎工藝及可調(diào)間隙的模具，對(duì)控制回彈是很有好處的。</p><p>　　4. 設(shè)計(jì)合理的工件形狀 U型彎曲件比V型件回彈量小。工件形狀復(fù)雜，各部分間相互牽扯多，回彈困難。所以？型回彈量比U型小。若在彎曲處壓制出適宜的加強(qiáng)筋，則回彈量更小。因此對(duì)彎曲件進(jìn)行翻邊或疊邊處理，既可以提高剛度，又能減小回彈。</p><p>　　5.采用合適的組織狀態(tài) 冷作硬化后的材料，彎曲回彈量大

88、。對(duì)精度要求高的彎曲件其坯料有冷作硬化，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行退火處理，再?gòu)澢?。在需要且又允許的情況下，應(yīng)對(duì)較厚坯料的工件采用加熱彎曲消除回彈。</p><p>　　6. 采用校正彎曲正式 校正彎曲回彈角明顯小于自由彎曲，且校正力愈大，回彈愈小。這是因?yàn)樾Ｕ龔澢⑹箾_壓力集中在彎曲變形區(qū)，迫使金屬內(nèi)層金屬受擠壓，則板材被校正后，內(nèi)外層纖維都被伸長(zhǎng)，卸載后都要縮短。由于內(nèi)外層的回彈趨勢(shì)相反，回彈量將減小，從而達(dá)到克服或減

89、少回彈的目的。故校正彎曲，是與拉彎性質(zhì)相似的一種彎曲方式，其應(yīng)用范圍顯得更大一些。</p><p>　　4.2最小相對(duì)彎曲半徑</p><p>　　彎曲時(shí)彎曲半徑越小，板料外表面的變形程度越大，若彎曲半徑過(guò)小，則板料的外表面將超過(guò)材料的變形極限，而出現(xiàn)裂紋或拉裂。在保證彎曲變形區(qū)材料外表面不發(fā)生裂紋的條件下，彎曲件列表面所能行成的最小圓角半徑稱為最小彎曲半徑。</p><

90、;p>　　最小彎曲半徑與彎曲件厚度的比值rmin/t稱為最小相對(duì)彎曲半徑，又稱為最小彎曲系數(shù)，是衡量彎曲變形的一個(gè)重要指標(biāo)。</p><p>　　影響最小彎曲半徑的因素有：</p><p>　　材料的力學(xué)性能 材料的塑性越好，其塑性指標(biāo)就越高，材料許可的最小相對(duì)彎曲半徑也越小。</p><p>　　零件的彎曲中心角 理論上講，變形區(qū)外表面的變形程度只與r/t有

91、關(guān)，而與彎曲中心角無(wú)關(guān)。實(shí)際上，當(dāng)彎曲中心角較小時(shí)，由于變形區(qū)不大，接近彎曲中心角的直邊部分（不變形區(qū)）可能參與變形，產(chǎn)生一定的伸長(zhǎng)，從而使彎曲中心角處的變形得到一定的減輕，可使最小相對(duì)彎曲半徑減小。</p><p>　　板料的表面質(zhì)量與剪切斷面質(zhì)量 板料表面有劃痕，裂紋，毛刺等缺陷時(shí)，彎曲易造成應(yīng)力集中，使彎曲件過(guò)早的破壞。在這些情況下要選用較大的彎曲半徑。</p><p>　　板料寬

92、度的影響 窄板彎曲時(shí)，在板料的寬度方向的應(yīng)力為零，寬度方向的材料可以自由流動(dòng)，可使最小相對(duì)彎曲半徑減小。寬板彎曲時(shí)，材料沿寬度方向流動(dòng)的阻力大，選用的相對(duì)彎曲半徑要大一些。</p><p>　　材料的方向性 彎曲材料采用的冷軋鋼板，沿纖維方向的塑性指標(biāo)要優(yōu)于垂直方向。故當(dāng)彎曲線與纖維方向垂直時(shí)，材料具有較大的抗拉強(qiáng)度，不易被拉裂，最小相對(duì)彎曲半徑數(shù)值就小，反之則大。</p><p>　　最

93、小相對(duì)彎曲半徑的確定：由于影響板材最小相對(duì)彎曲半徑的因素很多，故在實(shí)際應(yīng)用中考慮了部分工藝因素的影響，其數(shù)值一般由實(shí)驗(yàn)方法確定。表4-1為實(shí)驗(yàn)得到的最小相對(duì)彎曲半徑的實(shí)驗(yàn)數(shù)值，可直接選取。</p><p>　　4-1最小相對(duì)彎曲半徑的實(shí)驗(yàn)值</p><p>　　注：本表用于板材厚度t≤10mm,彎曲角≥90°，剪切斷面良好的情況。</p><p>　　本題

94、材料08F鋼，可選最小相對(duì)彎曲半徑=0.5。前面初定尺寸時(shí)，彎曲半徑定的是r=3mm，r/t=3/1.5=2,大于最小相對(duì)彎曲半徑值，可以成形。</p><p>　　4.3 彎曲力的計(jì)算</p><p>　　彎曲力是設(shè)計(jì)彎曲模和和選擇壓力機(jī)噸位的重要依據(jù)。由于彎曲力的因素較多，如材料的性能，零件的形狀，彎曲方法，摸具結(jié)構(gòu)，模具間隙和磨具工作表面質(zhì)量等。因此，用理論分析的方法很難準(zhǔn)別計(jì)算彎

95、曲力，生產(chǎn)中常用經(jīng)驗(yàn)公式概略的計(jì)算彎曲力，作為設(shè)計(jì)彎曲工藝過(guò)程和選擇沖壓設(shè)備的依據(jù)。</p><p>　　本零件屬于“U”形件的自由彎曲，采用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算彎曲力，</p><p><b>　　=</b></p><p>　　本零件有兩個(gè)不同尺寸的彎曲邊，b=200d的邊所需彎曲力是：</p><p>　　== = 1

96、4.742kN.</p><p>　　b=80的邊所需的彎曲力是：</p><p>　　===9.828kN.</p><p>　　式中 ——沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲自由力（N）；</p><p>　　k——安全系數(shù)，一般取1.3；</p><p>　　b——彎曲件的寬度（mm）；</p><p>

97、　　t——彎曲件的厚度（mm）；</p><p>　　r——彎曲件的內(nèi)彎曲半徑（mm）；</p><p>　　——材料的抗拉強(qiáng)度（MPa） 08F鋼的=275~383，取300MPa.</p><p>　　F=+=4×14.742+2×9.828=78.64kN.</p><p>　　初選設(shè)備J23-10型號(hào)的開(kāi)式雙柱可傾

98、壓力機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：</p><p><b>　　公稱壓力/t：10</b></p><p>　　最大閉合高度/mm：180</p><p>　　最大裝模高度/mm：145</p><p>　　連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度/mm：35</p><p>　　工作臺(tái)尺寸/mm： 前后 240</p>

99、;<p><b>　　左右 370</b></p><p>　　模柄孔尺寸/mm：Φ30×55</p><p>　　4.4 “U”形件彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　本題的零件形狀為,這類零件可以分兩次分別成形，也可以一次彎曲成形。為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)約時(shí)間成本，采用一次彎曲成形的方式來(lái)生產(chǎn)該零件。根據(jù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量

100、的要求不同，又可以分為不同的模具結(jié)構(gòu)來(lái)一次成形：</p><p>　　結(jié)構(gòu)1. 如圖所示，這種結(jié)構(gòu)彎曲零件時(shí)，在初始彎曲中，凸模肩部阻礙了材料的轉(zhuǎn)動(dòng)，加大了材料通過(guò)凹模圓角的摩擦力，使彎曲件側(cè)壁易擦傷，拉薄。成形后零件兩肩部與地面不易平行。</p><p>　　結(jié)構(gòu)2. 采用帶擺塊的彎曲模，這種模具不但四角可以在一副模具中彎曲，而且彎曲件的精度較高。彎曲時(shí)坯料放在凸模端面上，由定位擋板定位

101、。上模繼續(xù)下降，凹模和凸模利用彈頂器的彈力彎曲出工件的兩個(gè)角，使毛坯成“U”X形，上模繼續(xù)下降，推板迫使凸模壓縮彈頂器而向下運(yùn)動(dòng)，這時(shí)鉸接在活動(dòng)凸模兩側(cè)面的一對(duì)擺塊向外擺動(dòng)，完成兩外側(cè)的彎曲。</p><p>　　分析比較這兩種模具結(jié)構(gòu)，第一種比較簡(jiǎn)單，模具設(shè)計(jì)制造安裝定位都比較容易，但形狀精度略差，第二種模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且需要額外制造安裝彈頂器，擺塊等，但尺寸精度比較高。由于本產(chǎn)品為電器外殼，對(duì)尺寸的精度要

102、求不高，材料為08F鋼，塑性比較好，易于成形，故采用第一種模具結(jié)構(gòu)能夠滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求。</p><p>　　4.5 彎曲模主要工作零件的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定</p><p>　　4.5.1 彎曲凸模和凹模的圓角半徑 </p><p>　　當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t＜5~8，且不小于最小相對(duì)彎曲半徑時(shí)，凸模圓角半徑一般等于彎曲件的圓角半徑。如果彎曲件的圓角半徑小于最小彎

103、曲半徑，首次彎曲可以彎成較大的圓角半徑，然后采用整形工序進(jìn)行整形，使其滿足彎曲件圓角的要求。</p><p>　　若彎曲件的相對(duì)彎曲半徑較大，精度要求較高時(shí)，由于圓角半徑的回彈大，凸模的圓角半徑應(yīng)該根據(jù)回彈值作相印的修正。</p><p>　　本題彎曲件的相對(duì)彎曲半徑較小，彎曲凸模的圓角半徑等于工件的彎曲圓角，即r=3mm。 </p><p>　　彎曲凹模的圓角半

104、徑對(duì)彎曲變形力和制件質(zhì)量都有重大影響，同時(shí)還關(guān)系到凹模厚度的確定。凹模圓角半徑過(guò)小，坯料拉入凹模的滑動(dòng)阻力大，使制件表面易擦傷甚至出現(xiàn)壓痕。凹模圓角過(guò)大，會(huì)影響坯料定位的準(zhǔn)確性。凹模兩邊的圓角要求制造均勻一致，當(dāng)兩邊圓角有差異時(shí)，毛坯兩側(cè)移動(dòng)速度不一致，使其發(fā)生偏移。生產(chǎn)中常根據(jù)材料厚度來(lái)選擇凹模圓角半徑：</p><p>　　當(dāng)t≤2mm時(shí)，=(3~6)t</p><p>　　當(dāng)t=2~

105、4時(shí)，=(2~3)t</p><p>　　當(dāng)t＞4時(shí)， =2t.</p><p>　　4.5.2 凹模工作部分深度</p><p>　　凹模工作部分深度要適當(dāng)。過(guò)小時(shí)，坯料彎曲變形的兩直邊自由部分長(zhǎng)，彎曲件成形后回彈大，而且直邊不平行。若過(guò)大，則模具材料消耗多，而且要求壓力機(jī)有較大的行程。彎曲U形件時(shí)，若彎邊高度不大，或要求兩邊平直，則凹模深度應(yīng)大于零件高度，如果，

106、彎曲件邊長(zhǎng)較長(zhǎng)，而對(duì)平直度要求不高時(shí)，凹模深度可以小于工件彎邊尺寸。</p><p>　　本題彎邊高度不大，而且要求兩邊平直，故而凹模深度應(yīng)大于零件高度。</p><p>　　4.5.2 彎曲凸、凹模之間的間隙</p><p>　　V形件彎曲模，凸模與凹模制件的間隙是由調(diào)節(jié)壓力機(jī)的裝模高度來(lái)控制的。對(duì)于U形件，則必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙值。凸、凹模之間的間隙值對(duì)彎曲件的回

107、彈、表面質(zhì)量和彎曲力均有較大的影響。若間隙過(guò)大，彎曲件回彈增大，誤差增大，從而降低了制件的精度。當(dāng)間隙過(guò)小時(shí)，會(huì)使制件直邊料厚減薄和出現(xiàn)劃痕，同時(shí)降低凹模的壽命，生產(chǎn)中凸模和凹模間的間隙值可由下式?jīng)Q定：</p><p>　　彎曲有色金屬：c=+nt</p><p>　　彎曲黑色金屬：c=t+nt</p><p>　　式中 c——彎曲凸模和凹模的單邊間隙（mm）&

108、lt;/p><p>　　t、——材料厚度的尺寸和最小尺寸（mm）</p><p>　　n——間隙系數(shù)，查表得n=0.1</p><p>　　則c=1.5+0.1×1.5=1.65mm.</p><p>　　4.5.2 凸模和凹模工作尺寸及公差</p><p>　　用內(nèi)形尺寸標(biāo)注彎曲件，且工件為雙向?qū)ΨQ偏差，工件基

109、本尺寸=,=。則凸模尺寸為：</p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配作加工，保證單面間隙c.凹模壁厚C=50mm.</p><p>　　則凹模周界：L=50×2+126.2+2×1.65=2

110、29.5mm</p><p>　　B=50×2+86.2+2×1.56=188.3</p><p>　　凹模采用上下相通的形式，一邊在彎曲件卡在凹模里面時(shí)可以利用安裝在凹模下面的頂件塊將零件頂出。凹模以內(nèi)六角螺紋固定，最終凹模形式及尺寸如下圖所示：</p><p><b>　　彎曲凹模</b></p><

111、p><b>　　彎曲凸模</b></p><p>　　4.6 選擇模架及其它零件</p><p>　　由凹模周界，根據(jù)GB2851.3-81選取后側(cè)導(dǎo)柱模架250×250×190~230</p><p>　　上模座 250×250×45</p><p>　　下模座250

112、15;250×55</p><p>　　導(dǎo)柱 35×180</p><p>　　導(dǎo)套 35×115×50</p><p>　　下模座 上模座</p><p>　　4.7 卸料方式及卸料機(jī)構(gòu)</p><p>　　由于彎曲件在彎曲

113、成形后和凸、凹模都是緊密接觸，工件既有可能隨凸模向上，也有可能卡在凹模里面。則在上下模都需要設(shè)置卸料機(jī)構(gòu)。本題將凸模和凹模都制造成帶通孔的結(jié)構(gòu)，一邊安裝推件、頂件機(jī)構(gòu)。</p><p>　　在上模，從模柄孔穿出一打料組件，下部帶臺(tái)肩，當(dāng)壓力機(jī)沒(méi)有閉合時(shí)，臺(tái)肩卡在凹模里而不會(huì)掉出，當(dāng)壓力機(jī)閉合時(shí)，打桿下端與工件接觸，向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)，直到與凸模下斷面平齊。壓力機(jī)回程時(shí)，使打桿向下推出工件實(shí)現(xiàn)卸料。</p>

114、<p>　　如果工件卡在凹模里面，推板向上推頂，即可頂出工件。兩種卸料零件分別如下圖所示：</p><p>　　推板 打桿</p><p>　　4.8 設(shè)備參數(shù)校核</p><p>　　本彎曲件初選壓力機(jī)為J23-10。</p><p><b>　　

115、彎曲力校核：</b></p><p>　　總彎曲力F=78.64kN.</p><p>　　設(shè)備的公稱壓力P=100kN＞1.2F=94.4kN。滿足使用要求。</p><p><b>　　閉合高度校核：</b></p><p>　　模具總裝配高度h=200mm，大于壓力機(jī)的最大閉合高度，不滿足適用要求更換為

116、J23-16。其主要技術(shù)參數(shù)為：</p><p><b>　　公稱壓力/t：16</b></p><p>　　最大閉合高度/mm：220</p><p>　　最大裝模高度/mm：180</p><p>　　連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度/mm：45</p><p>　　工作臺(tái)尺寸/mm： 前后 300</p&

117、gt;<p><b>　　左右 370</b></p><p>　　模柄孔尺寸/mm：Φ40×60</p><p><b>　　模具總裝配圖如下：</b></p><p>　　推桿2.下模座3.推板4.彎曲凹模5.彎曲凸模6.上模座7.模柄</p><p>　　8.螺釘9.

118、打料組件 10.螺釘11.導(dǎo)套12.導(dǎo)柱13.螺釘14.導(dǎo)料銷</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　剛拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是我還是一臉茫然，學(xué)了四年的理論知識(shí)，拿到一個(gè)實(shí)實(shí)在在的課題，要求全程自己動(dòng)手，自己查閱，獨(dú)立設(shè)計(jì)，當(dāng)時(shí)真是不敢相信自己能夠堅(jiān)持下來(lái)。最開(kāi)始拿著課題發(fā)呆，完全沒(méi)有思緒，不知道從何下手，后來(lái)慢慢的查閱資料，圖書館看圖冊(cè)，借手冊(cè)