隔板的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

1、<p>　　吉 林 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)</p><p><b>　　學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　說(shuō)明書</b></p><p>　　題目名稱： 隔板的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)生姓名：

2、 王東麒 </p><p>　　院 系： 工程技術(shù)學(xué)院 專業(yè)年級(jí)： 06級(jí)機(jī)械 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 趙清來(lái) 職 稱： 講師 </p><p>　　2010 年 5 月 21

3、 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　題目Ⅰ</b></p><p><b>　　摘要及關(guān)鍵詞Ⅰ</b></p><p><b>　　1 前 言1</b></p><p>　　２ 沖壓成

4、型工藝2</p><p>　　２.１ 沖壓件工藝分析2</p><p>　　2.2 確定沖壓工序：3</p><p>　　2.3 確定工藝方案：3</p><p>　　2.4 在滿足上述要求，既制定生產(chǎn)方案4</p><p>　　3 沖裁工藝及其計(jì)算5</p><p>　　3.1 排

5、樣設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.2 排樣的方法6</p><p>　?。?３ 板料排樣設(shè)計(jì)6</p><p>　　３.３.１ 搭邊6</p><p>　?。?３.２ 條料寬度7</p><p>　　4 沖裁模工藝計(jì)算7</p><p>　　4.1沖裁力的計(jì)算7</p>

6、<p>　　4.2 壓力中心的計(jì)算9</p><p>　　4.3 沖壓設(shè)備的選用11</p><p>　　4.4 凸凹模刃口尺寸計(jì)算12</p><p>　　4.5 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14</p><p>　　5 彎曲工藝計(jì)算19</p><p>　　5.1第一套彎曲模的相關(guān)計(jì)算及模

7、具設(shè)計(jì)19</p><p>　　5.2 第二套彎曲模的相關(guān)計(jì)算及模具設(shè)計(jì)23</p><p>　　6 設(shè)計(jì)校核26</p><p>　　6.1 凸模強(qiáng)度的校核26</p><p>　　6.2 螺栓強(qiáng)度校核27</p><p>　　6.3 壓力機(jī)裝模高度的校核28</p><p>　

8、　7 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)28</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　附 錄30</b></p><p>　　隔板的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 生：王東麒</p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化&l

9、t;/p><p><b>　　指導(dǎo)教師：趙清來(lái)</b></p><p>　　摘 要：全文對(duì)隔板的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)進(jìn)行了具體的論證設(shè)計(jì)。通過(guò)工藝分析確定需要三套模具，分別是落料沖孔復(fù)合模、第一次彎曲成型模以及第二次彎曲成型模。</p><p>　　根據(jù)工藝分析與確定，第一套模具先進(jìn)行落料沖孔，相應(yīng)的設(shè)計(jì)出落料沖孔復(fù)合模具。沖小孔的凸模需要進(jìn)行強(qiáng)度

10、校核。</p><p>　　工件的第二道工序是彎曲成型，由于產(chǎn)品展開(kāi)后是不規(guī)則形狀，所以在展開(kāi)的時(shí)候我們要用特殊的軟件來(lái)進(jìn)行模擬展開(kāi)，展開(kāi)后的尺寸用于毛坯的選材；本道工序需要完成三個(gè)部分的彎曲，均為９０度Ｕ型彎曲，彎曲圓角均為Ｒ２；在設(shè)計(jì)頂出器的時(shí)候?yàn)榱吮ＷC一些零件表面的加工精度，我們要把頂出器一些尺寸與零件做配合，頂出時(shí)不至于使零件變形。</p><p>　　關(guān)鍵詞：冷沖壓; 落料沖孔；

11、彎曲</p><p>　　During the process and die design</p><p>　　Name：Wang Dongqi </p><p>　　Major：Automation of mechanical design and manufacture.</p><p>　　Tutor：Zhao Qinglai &

12、lt;/p><p>　　Abstract: The whole paper was mainly on the concrete proof design of the ramming craft for clapboard and its mold design. Needs three sets of molds through the craft analysis determination, respecti

13、vely is falls the material, the first curving becomes the mold, the second curving becomes the mold .</p><p>　　The second working procedure is curving takes shape, after because the product launches is the i

14、rregular shape, therefore in the time which launches we must use special software to carry on the simulation to launch, launch after the size to use in the semi-finished materials selection, this procedure need to comple

15、ted three parts, all of the three are 90-degree U-bend and their bending round are R2. Goes against in the design time in order to guarantee some components surfaces the processing pre</p><p>　　Keywords: Fal

16、l to anticipate the blunt bore; Flection; Three sets</p><p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。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、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高

17、生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的，已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)?，F(xiàn)代工業(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工業(yè)的發(fā)展水平，因此模具工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展將起越來(lái)越大的作用。</p><p>　　冷沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法，它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用模具和沖壓設(shè)備對(duì)板料金屬進(jìn)行加工，以獲得所需的零件形狀和尺寸。</p><

18、;p>　　冷沖壓和金屬加工比較，具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別適合于大量生產(chǎn)。</p><p>　　由于板料零件具有重量輕，有足夠的強(qiáng)度和剛度，可以根據(jù)不同用途，采用不同材料加工成各種形狀尺寸的零件，以滿足產(chǎn)品需要。因此，現(xiàn)代汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表和各種民用輕工業(yè)產(chǎn)品中，都大量使用冷沖壓零件。國(guó)防方面，如飛機(jī)、導(dǎo)彈、

19、槍彈、炮彈等產(chǎn)品中，采用冷沖壓加工的比例也是相當(dāng)大的。隨著汽車和家用電器等的飛躍發(fā)展，許多先進(jìn)工業(yè)國(guó)家，對(duì)發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給予了高度的重視。例如，美、日等國(guó)模具工業(yè)的產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)。美國(guó)1982年模具年產(chǎn)值為57.70億美元，機(jī)床則為55億美元。日本1982年模具年產(chǎn)值為8600億日元，而機(jī)床則只有7842億日元。在模具工業(yè)中冷沖模占的比例很大。因此可以看出冷沖壓在國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　冷沖壓工

20、藝大致可區(qū)分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序又可分為落料、沖孔和切割。成形工序則可分為彎曲、拉深、翻孔、翻邊、脹形、擴(kuò)口、縮口和旋壓等。根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸精度和其他技術(shù)要求，可以分別采用各種工序?qū)Π辶厦鬟M(jìn)行加工，以獲得滿意的零件。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，冷沖壓技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）工

21、藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化。例如，生產(chǎn)汽車覆蓋件的沖壓工藝，傳統(tǒng)方法系根據(jù)已有的設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行對(duì)比分析，確定工藝方按和有關(guān)參數(shù)，然后設(shè)計(jì)試驗(yàn)?zāi)＞?，進(jìn)行試沖，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和修改，才能轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。近幾年來(lái)，國(guó)外（如美國(guó)福特汽車公司中心研究室）已開(kāi)始采用有限變形的彈塑性有限元法，對(duì)覆蓋件成形過(guò)程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)模擬，以預(yù)測(cè)某一工藝方案對(duì)零件成形的可能性和將會(huì)發(fā)生的問(wèn)題，將結(jié)果顯示在圖形終端上，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改和選擇。這樣

22、，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試驗(yàn)費(fèi)用，縮短新產(chǎn)品的十指周期。而且可以逐步建立一套能緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法，既促進(jìn)了冷沖工藝的發(fā)展，也將塑性成形理論逐步達(dá)到對(duì)生產(chǎn)實(shí)際的指導(dǎo)作用。</p><p>　?。?）模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)現(xiàn)代化。為了加快機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短工裝設(shè)計(jì)、制造周期，許多工業(yè)先進(jìn)國(guó)家正在大力開(kāi)展模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）的研究，并在生產(chǎn)中開(kāi)始應(yīng)用。模具CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用較早的領(lǐng)

23、域便是冷沖模。根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，采用這一技術(shù)，一般可提高模具設(shè)計(jì)制造率2～3倍，模具生產(chǎn)周期可縮短1/2～2/3，發(fā)展這一技術(shù)的最終目標(biāo)，要達(dá)到模具CAD/CAM一體化，而模具圖紙將只作為檢驗(yàn)?zāi)＞咧?。采用模具CAD/CAM后，還可以提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計(jì)和制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新開(kāi)發(fā)上。</p><p>　　（3）冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化。為了滿足大量生產(chǎn)的要求，沖壓設(shè)備已由單工位低速

24、壓力機(jī)發(fā)展到多工位高速自動(dòng)壓力機(jī)。一般中小型冷沖件，既可在多工位壓力機(jī)上生產(chǎn)，也可在高速壓力機(jī)上采用多工位級(jí)進(jìn)模加工，使冷沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化。大型沖壓件（如汽車覆蓋件）可在多工位壓力機(jī)上利用自動(dòng)送料、取件裝置，進(jìn)行機(jī)械化流水線生產(chǎn)，從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率。</p><p>　?。?）為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代和生產(chǎn)批量小的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展了一些新的成形工藝（如高能成形和旋壓等）、簡(jiǎn)易模具（如軟模和的熔點(diǎn)合金模等

25、）、通用組合模具、數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）等。這樣，就使冷沖生產(chǎn)既適合大量生產(chǎn)，也同樣適用于小批生產(chǎn)。</p><p>　?。?）不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高強(qiáng)度鋼板，用來(lái)生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。</p><p><b>　?。?沖壓成型工藝</b></p><p>　?。?/p>

26、.１ 沖壓件工藝分析</p><p>　　此沖壓件名稱為隔板，是小型零件，大批量生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)為左右對(duì)稱形式；材料為Ａ３鋼，為普通碳素鋼，具有較好的可沖壓性能；厚度為0.8㎜；成型工藝包括落料沖孔、彎曲兩部分。該連接件上的六道的彎曲工藝由兩次彎曲成型。由于該連接件是U型彎曲工件，回彈一般比較小，經(jīng)計(jì)算滿足沖壓工藝要求。此制件要求精度不高，不需較高的公差等級(jí)，屬于一般沖裁彎曲精度。模具為普通沖裁彎曲模具即可達(dá)到之生產(chǎn)要

27、求。</p><p>　　沖孔的工藝性：該沖壓件上有6個(gè)圓孔，孔徑分別為2×3.2 、2×3.5、2×4.5，均大于1.3t（t為板料厚），方孔的尺寸為60×70，滿足沖孔條件，且孔的尺寸精度要求一般，可采用直接沖孔。</p><p>　　彎曲的工藝性：圖示零件包含六個(gè)彎曲部位。</p><p>　　在此連接件設(shè)計(jì)當(dāng)中主要解決

28、好以下幾個(gè)問(wèn)題：</p><p>　?、賹?duì)沖壓件進(jìn)行工藝分析，設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)能保證工件的正常生產(chǎn)；</p><p>　?、谕ㄟ^(guò)分析比較，確定最佳工藝方案。設(shè)計(jì)出的沖裁模結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)</p><p>　　保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行；</p><p>　　③解決根據(jù)沖裁力和彎曲力選擇壓力機(jī)和根據(jù)模架最大閉合高度選擇壓力機(jī)</p>&

29、lt;p><b>　　間的矛盾；</b></p><p>　　④合理選擇沖壓設(shè)備；</p><p>　　⑤表面粗糙度，由于該件形狀不太復(fù)雜，精度要求也不是很高，所以一般可要求Ra=0.4um以上，特別是圓角半徑要求更高； </p><p>　?、迯澢鷷r(shí)如何控制回彈的影響；</p><p>　　⑦合理排樣，最大限度的

30、提高材料利用率。</p><p>　　2.2 確定沖壓工序：</p><p>　　由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等的不同，其沖壓方法多種多樣。但概括起來(lái)可分為分離工序和變形工序兩大類。分離工序是將沖壓件和毛胚沿一定的輪廓相互分離；變形工序是在材料不產(chǎn)生破壞的前提下使毛胚發(fā)生塑性變形，成為所需要的形狀和尺寸的制件。</p><p>　　

31、冷沖壓可分為三個(gè)基本工序：</p><p>　　（1）沖裁：落料 沖孔</p><p>　?。?）彎曲 ：壓彎</p><p><b>　　（3）整形</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)分析，本零件需要通過(guò)以下工序完成</p><p>　　（1） 落料 沖孔 （2）壓彎 （3）壓彎 </p&

32、gt;<p>　　2.3 確定工藝方案：</p><p>　　由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等的不同，其加工的方式多種多樣，一個(gè)沖壓件往往需要經(jīng)過(guò)多道工序才能完成，因此，編制工藝方案時(shí)，必須考慮是采用單工序模分散沖壓呢？還是將工序組合起來(lái)，選用復(fù)合模或連續(xù)模生產(chǎn)。一般來(lái)說(shuō)，這主要取決與沖壓件的生產(chǎn)批量、尺寸大小和精度等因素。生產(chǎn)批量大，沖壓工序應(yīng)盡可能地組合在一起，進(jìn)

33、行復(fù)合模或連續(xù)模沖壓；小批量生產(chǎn)，常選用單工序簡(jiǎn)單模。但對(duì)于尺寸過(guò)小的沖壓件，考慮到單工序模上料不方便和生產(chǎn)率低，也常選用復(fù)合?；蜻B續(xù)模生產(chǎn)。對(duì)與有精度要求的零件，為了避免多次沖壓的定位誤差，也應(yīng)選用復(fù)合模沖壓。所以為其選擇正確的模具加工形式，在滿足沖</p><p>　　壓件質(zhì)量要求的前提下，最大限度的降低沖壓件的生產(chǎn)成本。確定模具的結(jié)構(gòu)形式，必須解決好以下的問(wèn)題。</p><p>　　

34、(1)模具類型的確定——是簡(jiǎn)單模、復(fù)合模、還是級(jí)進(jìn)模。</p><p>　　(2)進(jìn)出料方式的確定——根據(jù)原材料的形式，確定進(jìn)料方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。</p><p>　　(3)壓料和卸料方式的確定——壓料或不壓料、彈性或剛性卸料等。</p><p>　　(4)模具精度的確定——根據(jù)沖壓件的精度確定合理的模具加工精度，選擇合理的導(dǎo)向方式和固定

35、方式。</p><p>　　2.4 在滿足上述要求，既制定生產(chǎn)方案</p><p>　　(1)設(shè)計(jì)多套模具，使用簡(jiǎn)單模一套加工一個(gè)步驟的工序，第一模具進(jìn)行落料加工，裁出工件的最基本外形。第二套模具進(jìn)行沖孔加工，在第一套模具加工完的材料上進(jìn)行沖幾個(gè)圓孔和一個(gè)方孔的工藝。再用六套模具進(jìn)行彎曲變形加工，分別壓制六個(gè)彎曲邊。</p><p>　　(2)設(shè)計(jì)三套模具，使用倒

36、裝結(jié)構(gòu)的復(fù)合模進(jìn)行加工，第一套模具進(jìn)行落料沖孔同時(shí)加工一道工序完成。由于最小孔徑ｄ≥１.３ｔ，而且孔壁到彎曲邊的距離較大s≥t+r，（ｒ?yàn)閺澢霃剑┎粫?huì)產(chǎn)生變形，可以一次沖出全部圓孔。第二套模具進(jìn)行彎曲變形的加工，彎曲兩端和前端。第三套模具再次進(jìn)行彎曲加工，達(dá)到零件要求。</p><p>　　圖2-1 第一套產(chǎn)品圖 圖2-2 第二套產(chǎn)品圖</p&g

37、t;<p>　　Figure 2-1 The first product figure figure2-2 The second set of the product</p><p>　　圖2-3 第三套產(chǎn)品圖</p><p>　　Figure 2-3 The third set of the product</p>&

38、lt;p>　　對(duì)兩個(gè)方案進(jìn)行比較，首先兩套模具都能加工出合格的制件，雖然使用簡(jiǎn)單模加工會(huì)產(chǎn)生一些誤差，但此制件要求的精度并不高，所以不太影響制件的加工，不過(guò)增加一套模具生產(chǎn)成本就會(huì)大大提高，此類一套模具的成本也在千元左右，而且隨著模具的增加，也增加裝卸的次數(shù)，降低了生產(chǎn)的安全性。因此我選擇了第二套方案。對(duì)于沖裁復(fù)合模是采用典型的倒裝結(jié)構(gòu)，加工廢料可以從下模座孔落下，制件采用鋼性推件裝置推出，卸料板采用彈性卸料板，由于制件較大，采用

39、四導(dǎo)柱模架。對(duì)于彎曲模，采用通過(guò)兩套模具，分別以一步彎曲成型的方法實(shí)現(xiàn)兩道彎曲工序，使其滿足彎曲要求。</p><p>　　3 沖裁工藝及其計(jì)算</p><p><b>　　3.1 排樣設(shè)計(jì) </b></p><p>　　沖裁件在板、條等材料的布置方法稱為排樣。排樣的合理與否，影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用率，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。在企業(yè)

40、中能節(jié)省企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的成本。因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一項(xiàng)很重要的工作。</p><p>　　毛坯排樣，以確定毛坯在條料上的截取方式，設(shè)計(jì)搭邊，載體等．并定出步距。沖裁件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費(fèi)用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)材料的利用率。其計(jì)算公式如下：</p><p>　　一個(gè)單位進(jìn)距內(nèi)的材料的利用率為：</p>&

41、lt;p>　　式中 A—— 沖裁件面積；</p><p>　　N—— 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖件實(shí)際面積；</p><p><b>　　B—— 條料寬度；</b></p><p><b>　　S—— 進(jìn)距。</b></p><p>　　一張板料上總的材料的利用率為：</p><p>

42、;　　式中 B---板料寬度</p><p>　　N—— 一張板料沖件總數(shù)目；</p><p><b>　　L—— 板材長(zhǎng)度。</b></p><p>　　條料、帶料和板料的利用率 比一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的利用率低。其原因是條料和帶料有料頭和料尾的影響，另外用板材剪成條料還有料邊的影響。</p><p>　　要提高材料的利用率就必

43、須減少?gòu)U料面積。沖裁過(guò)程中分為兩種廢料即結(jié)構(gòu)廢料和工藝廢料。結(jié)構(gòu)廢料一般不能改變，而工藝廢料卻可改變，它主要取決于沖壓方式和排樣方式。</p><p><b>　　3.2 排樣的方法</b></p><p>　　(1)有廢料排樣 沿沖件全部外形沖裁，沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在有搭邊廢料。沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。&

44、lt;/p><p>　　(2)少?gòu)U料排樣 沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凸模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。</p><p>　　(3)無(wú)廢料排樣 沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間均無(wú)搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量和模具壽命更差，但材料利用率

45、最高。當(dāng)送進(jìn)步距為兩倍零件寬度時(shí)，一次切斷便能獲得兩個(gè)沖件，有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。</p><p>　　采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于模具單邊受力（單邊切斷時(shí)），不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。為此，排樣時(shí)必須統(tǒng)籌兼顧、全面考慮。</p>&l

46、t;p>　　在此設(shè)計(jì)中，采用有廢料直排排樣方式。</p><p><b>　　３.３板料排樣設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?３.１ 搭邊</b></p><p>　　搭邊——分段搭接點(diǎn)應(yīng)盡量少，搭接點(diǎn)位置要避開(kāi)產(chǎn)品零件的薄弱部位和外形的重要位，放在不注目的位置。排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣

47、間的余料稱為搭邊。有公差要求的邊和使用過(guò)程中有滑動(dòng)配合要求的邊應(yīng)一次沖切，不宜分段，以免誤差積累。外輪廓各段毛刺方向有不同要求時(shí)應(yīng)分解。刃口分解應(yīng)考慮加工設(shè)備條件和加工方法，便于加工。</p><p>　　條料排樣的搭邊值一般與工件形狀、工件厚度t等有關(guān)，多工位連續(xù)模的搭邊比單工序模的搭邊稍微大一些。列出最小的搭邊值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)表，可查表確定最小撘邊值。</p><p>　　搭邊的作用是補(bǔ)償定

48、位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。此外，還應(yīng)保持條料與一定的強(qiáng)度和剛度，保證送料的順利進(jìn)行，從而提高制件質(zhì)量，使凸、凹模刃口沿整個(gè)封閉輪廓線進(jìn)行，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。</p><p>　　搭邊值要合理選擇，如果過(guò)大，材料利用率低；過(guò)小，利用率雖高，卻很難起到搭邊的作用，在沖裁中會(huì)被拉斷，造成送料困難，使工件產(chǎn)生毛刺，有時(shí)還會(huì)被拉入模具間隙中，損

49、毀模具刃口，降低模具壽命。</p><p>　　影響搭邊值大小的因素主要有：材料的力學(xué)性能，材料的厚度，工件形狀和尺寸，排樣的方式以及送料和擋料方式。</p><p>　?。?３.２ 條料寬度</p><p>　　料寬——排樣方式和搭邊值確定后，即確定條料或?qū)捔系膶挾燃斑M(jìn)距。</p><p>　　條料寬度的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)

50、工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板間送進(jìn)，并于導(dǎo)板間有一定的間隙。因此</p><p>　　在確定料寬時(shí)，要考慮到模具的結(jié)構(gòu)中，是否采用側(cè)壓裝置和側(cè)刃，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)確定不同的料寬。</p><p>　　為此，確定裁體形式與毛坯定位方式，并設(shè)計(jì)定位銷直徑，數(shù)量及布置。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以及《沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P58 3-12可確定搭邊值和料寬具體尺寸本設(shè)計(jì)中排樣相關(guān)設(shè)

51、計(jì):</p><p>　　根據(jù)零件形狀，采取直排樣，并確定搭邊值。</p><p>　　兩工件間搭邊：a ＝1.8mm ；</p><p>　　工件側(cè)邊搭邊：a＝2.0mm ；</p><p>　　進(jìn) 距：h ＝300.4mm ；</p><p>　　條料寬度：b ＝396.5mm ；</p><

52、p>　　沖裁件的面積：Ａ≈96972.3mm2</p><p>　　一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料的利用率：</p><p>　　通過(guò)對(duì)制件的分析，最終的排樣設(shè)計(jì)如圖：</p><p><b>　　圖3-1 排樣圖</b></p><p>　　Figure 3 – 1 The same figure</p>&l

53、t;p><b>　　4沖裁模工藝計(jì)算</b></p><p>　　該模具采用彈性卸料和下出料的方式</p><p><b>　　4.1沖裁力的計(jì)算</b></p><p>　　計(jì)算沖裁力的目的是為了合理的選用沖床和設(shè)計(jì)模具,沖床的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力,以適應(yīng)沖裁的要求.沖裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度和沖裁

54、件的輪廓長(zhǎng)度有關(guān)。</p><p>　　用普通平刃口模具沖裁時(shí)，其沖裁力F0一般按下式計(jì)算：</p><p><b>　　F=K L t τ</b></p><p>　　式中： F————沖裁力，N；</p><p>　　L————沖裁周邊長(zhǎng)度，mm；</p><p>　　t————材料厚度，m

55、m；</p><p>　　τ————材料抗剪強(qiáng)度，MPa；</p><p>　　K————系數(shù)。考慮沖裁模刃口的磨損、凸模與凹模間隙之波動(dòng)（數(shù)值的變化或分布不均）、潤(rùn)滑情況、材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因素而設(shè)置的安全系數(shù)，一般取1.3。</p><p>　　一般情況下，沖裁件從板料切下后，徑向因彈性變形而擴(kuò)張，板料上的孔則沿徑向發(fā)生彈性收縮。同時(shí)，沖下的零件與余

56、料還要試圖恢復(fù)彈性彎曲。這兩種彈性恢復(fù)的結(jié)果，會(huì)使落料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。因此，須要計(jì)算卸料力和推件力。</p><p>　　卸料力： （從凸模上將零件或廢料卸下所需的力稱卸料力）。</p><p>　　推件力： （從凹模內(nèi)順著沖裁方向把零件或廢料從凹模腔頂出的力稱推件力）。</p><p>　　其中： F —— 沖裁力；</

57、p><p>　　n —— 同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的零件(或廢料)數(shù)；</p><p>　　K、K—— 卸料力、推件力系數(shù)。</p><p>　　由表2查得：K卸=0.05 =0.055</p><p>　　表4-1 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)</p><p>　　Table 2-1 discharge materia

58、l force, force and push it against a force of</p><p>　　計(jì)算： (1)落料力：=1.3×1330.8×0.8×450≈622.81KN</p><p>　　其中 L1＝104+225.4+2（27.5+70+365-35+2×36.6）</p><p><b>

59、;　?。?330.8mm</b></p><p><b>　　取450MPa</b></p><p>　　(2)沖孔力：＝1.3×400.67×0.8×450≈187.51KN</p><p>　　其中 L2＝2（60+70）+4π3.2+4π4.5</p><p><b

60、>　?。?330.8mm</b></p><p>　　(3)落料時(shí)的卸料力：=0.05×622.8=131.14KN (公式4-1) </p><p>　　(4)沖孔時(shí)的推件力: =6×0.055×187.5=161.88KN</p><p>　　根據(jù)材料厚度選取凹模洞口直筒高度為h＝5mm，</p>

61、<p>　　故：n＝h/t＝5/0.8≈6。</p><p>　　(5)總壓力F＝ F＋F＋F＋F (公式4-2)</p><p>　?。?622.81+187.51+31.14+61</p><p><b>　?。?03.34KN</b></p><p>　　4.2 壓力中心的計(jì)算</p>&l

62、t;p>　　根據(jù)力學(xué)原理，諸分力對(duì)某力矩之和等于其合力對(duì)同軸之矩，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)，稱為模具的壓力中心。設(shè)計(jì)時(shí)模具壓力中心應(yīng)與壓力機(jī)滑塊中心一致，如果不一致，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，減低模具與壓力機(jī)的使用壽命。所以在落料模、多凸模沖孔模和多工位連續(xù)模等模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須確定模具壓力中心。通常利用求平行力系合力作用點(diǎn)的方法來(lái)確定模具的壓力中心。則有</p>

63、<p>　　由于沖裁力與周邊尺寸成正比關(guān)系，即，（為板料厚度，為板料抗剪強(qiáng)度），所以上式也可用周邊尺寸表示如下形式：</p><p>　　確定模具的壓力中心，按比例畫出零件的形狀，選定坐標(biāo)系XOY，因?yàn)榱慵笥覍?duì)稱，既＝0，故只需要計(jì)算。將工件沖裁周邊分成N個(gè)基本線段。求出各段長(zhǎng)度及各段的重心位置：（忽略圓角）</p><p><b>　　圖4-1 零件圖</b

64、></p><p>　　Figure 4 – 1 part chart</p><p>　　l1=225.4y1=0</p><p>　　l2=70y2=17.5</p><p>　　l3=73.2y3=35</p><p>　　l4=500y4=160</p><p>　　l5

65、=73.2y5=285</p><p>　　l6=90y6=307.5</p><p>　　l7=140y7=347.5</p><p>　　l8=55y8=378.75</p><p>　　l9=104y9=392.5</p><p>　　l10=260y10=130</p><p&g

66、t;　　l11=20.1y11=387.5</p><p>　　l12=28.26y12=275</p><p>　　l13=21.98y13=134</p><p>　　l14=21.98y14=117</p><p>　　l15=28.26y15=45</p><p>　　l16=20.1y16=5&l

67、t;/p><p><b>　　壓力中心位置：</b></p><p>　　4.3 沖壓設(shè)備的選用</p><p><b>　　沖壓設(shè)備的選用原則</b></p><p>　　(1)壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)該能保證成行零件的取出與毛坯的放進(jìn)，例如拉深所用壓力機(jī)的行程，至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上。<

68、/p><p>　　(2)壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，且還須留有安裝固定的余地，但是過(guò)大的工作平面上安裝小尺寸的沖模對(duì)工作臺(tái)的受力是不利的。壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸大于壓力機(jī)滑塊底面積, 壓力機(jī)滑塊底面積必須大于模具的尺寸,所以只須考慮壓力機(jī)滑塊底面積的大小。</p><p>　　(3)所選的壓力機(jī)的封閉高度應(yīng)與沖模的封閉高度相適用。模具的閉合高度H是指上模在最低的工作位置時(shí)，下模板的

69、底面到上模板的頂面的距離。壓力機(jī)的閉合高度H是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長(zhǎng)短能調(diào)節(jié)，也即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機(jī)有最大閉合高度Hmax和最小閉合高度Hmin。設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具閉合高度H0得數(shù)值應(yīng)滿足下式：</p><p>　　Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm</p><p>　　無(wú)特殊情況H應(yīng)取上限值，即最好取在：H≥Hmin+1/

70、3L，這是為了連桿調(diào)節(jié)過(guò)長(zhǎng)，羅紋接觸面積過(guò)小而被壓壞。如果模具閉合高度實(shí)在太小，可以在壓床臺(tái)面上加墊板。</p><p>　　(4)沖壓設(shè)備的噸位必須大于所計(jì)算的沖壓力。</p><p>　　根據(jù)以上原則選定J23-125開(kāi)式可傾壓力機(jī),相關(guān)參數(shù)如下：</p><p>　　公稱壓力 1250KN<

71、;/p><p>　　滑塊行程 145mm</p><p>　　滑塊行程次數(shù) 38/min</p><p>　　最大封閉高度 480mm</p><p>　　封閉高度調(diào)

72、節(jié)量 110mm</p><p>　　工作臺(tái)尺寸（前后） 710mm</p><p>　　工作臺(tái)尺寸（左右） 1080mm</p><p>　　模柄孔直徑尺寸 60mm

73、</p><p>　　模柄孔深度尺寸 80mm</p><p>　　床身最大可傾角 25°</p><p>　　4.4 凸凹模刃口尺寸計(jì)算</p><p>　　凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間

74、隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來(lái)保證。因此，正確確定凸、凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。</p><p>　　由于凸、凹模之間存在著間隙，所以沖裁件斷面都帶有錐度。但在沖裁件尺寸的測(cè)量和使用中，則是以光亮帶的尺寸為基準(zhǔn)。</p><p>　　落料件的光亮帶處于大端尺寸，其光亮帶是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸。</p>&

75、lt;p>　　沖孔件的光亮帶處于小端尺寸，其光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。</p><p>　　沖裁過(guò)程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔工序，并遵循如下原則：</p><p>　　(1)設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在

76、凸模上，即沖裁間隙通過(guò)減小凸模刃口尺寸來(lái)取得。設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過(guò)增大凹模刃口尺寸來(lái)取得。</p><p>　　(2)根據(jù)沖模在使用過(guò)程中的磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹在磨損到一定程度時(shí)，仍能沖出合格的零件。</p><p>

77、;　　模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。用x、Δ表示，其中Δ為工件的公差值，x為磨損系數(shù)，其值在0.5～1之間，根據(jù)工件制造精度進(jìn)行選?。?lt;/p><p>　　工件精度IT10以上 X=1</p><p>　　工件精度IT11～I(xiàn)T13 X=0.75</p><p>　　工件精度IT14 X=0.5</p><p>　　(3)不管落料還是沖孔

78、，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。</p><p>　　(4)選擇模具刃口制造公差時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2～4級(jí)。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按ＩＴ６～ＩＴ７級(jí)來(lái)選取；對(duì)于形狀復(fù)雜的刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的1/4來(lái)選??；對(duì)于刃口尺寸磨損后無(wú)變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠

79、以（±）。</p><p>　　(5)工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。但對(duì)于磨損后無(wú)變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。</p><p>　　沖裁件的尺寸精度是影響沖裁件模具刃口的尺寸精度，模具的合理間隙的數(shù)值也必須靠模具刃口尺寸及其公差來(lái)保證，因此，正確確定模具刃口尺寸及公差，

80、是設(shè)計(jì)沖裁的主要任務(wù)之一。</p><p>　　模具結(jié)構(gòu)本身不復(fù)雜，但由于材料比較厚，沖裁力較大，故需注意凸凹模的結(jié)構(gòu)，合理采用線切割和電火花加工，確保刃口加工精度和強(qiáng)度。</p><p>　　料由于凸、凹模之間存在著間隙，所以沖裁件斷面一般都是帶有錐度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖空件的小端尺寸等于凸模尺寸。在測(cè)量與使用中，落料是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔件是以小端尺寸為基準(zhǔn)。沖裁過(guò)

81、程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果間隙越用越大。因此，在確定凸、凹模刃口尺寸時(shí)，必須遵循以下原則:</p><p>　　落料制件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)候孔的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。</p><p>　　考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件

82、尺寸公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件孔的尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。這樣，在凸、凹模磨損到一定程度的情況下，仍然能沖出合格的零件。凸、凹模間隙則取最小合理間隙。</p><p>　　確定沖模刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的精度要求。如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高（既制造公差過(guò)?。瑫?huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果刃口精度要求過(guò)低（既制造公差過(guò)的），則生產(chǎn)出來(lái)的零件可能不合格，或使模具的壽

83、命降低。零件精度與模具制造精度的關(guān)系，若零件沒(méi)有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14精度來(lái)處理，沖模則可以按IT11精度制造；對(duì)于圓形件，一般可按IT6~IT7精度制造模具。</p><p>　　計(jì)算沖孔時(shí)，凸模刃口尺寸：</p><p>　?。令惓叽纾?170-0.5</p><p>　　B類尺寸：4.50+0.3 3.50+0.

84、3 3.20+0.3</p><p>　　C類尺寸：17±0.2 83.5±0.2</p><p>　　查《沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)》得系數(shù)x=0.5</p><p>　　Ap=（A-x△）0 +δp=（117-0.5×0.5）0 +0.5/4=116.750 +0.125</p><p>　　凹模的刃口尺寸

85、按凸模的實(shí)際尺寸配制。</p><p>　　4.5 凸模、凹模、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)凸模:需沖φ3.2, φ3.5, φ4.5各四個(gè)圓孔，設(shè)計(jì)為普通直柱式的圓形凸模；還需一個(gè)60mm×70mm的方形凸模。尺寸如圖：</p><p>　　圖4-2 直柱式圓形凸模 圖4-3 方

86、形凸模</p><p>　　Figure 4 – 2 pillar round by a cam Figure 4-3 Square protruding from the molds</p><p><b>　　(2)凹模：</b></p><p><b>　　凹模的外形尺寸</b><

87、;/p><p>　　凹模厚度 H =K b=0.12×392.5=47.1mm</p><p>　　凹模壁厚 C =1.5H=71mm</p><p>　　式中K —— 系數(shù)；</p><p>　　b ——沖裁件最大外形尺寸。</p><p>　　即外形為535mm×441mm，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模

88、架結(jié)構(gòu)選定凹模周界L=630mm，B=500mm。</p><p>　　凹模要保證具有足夠的強(qiáng)度，為此需要進(jìn)行特殊處理。凹模刃口部分尺寸要準(zhǔn)確，強(qiáng)度也要有保證。考慮凹模的刃口形式，由于生產(chǎn)批量較大，所以采用刃口強(qiáng)度較高的凹模，故選擇柱形刃口筒形，該刃口強(qiáng)度較高，修磨后刃口尺寸不變。尺寸如圖：</p><p><b>　　圖4-4 凹模</b></p>

89、<p>　　Figure 4-4 cavity</p><p>　　本模具為復(fù)合沖裁模，因此除沖孔凸模和落料凹模外，必然有一個(gè)凸凹模。凸凹模結(jié)構(gòu)如圖。校核凸凹模的強(qiáng)度，凸凹模的最小壁厚M=1.2mm。而實(shí)際最小壁厚為2.4mm，符合強(qiáng)度要求。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制。</p><p><b>　　圖4-5 凸凹模</b></p>&

90、lt;p>　　Figure 4-5 punch-die</p><p>　　該復(fù)合沖裁模將凹模及凸模裝在上模上，是典型的倒裝結(jié)構(gòu)。兩個(gè)擋料銷控制送料的導(dǎo)向和進(jìn)距。卸料采用彈性卸料裝置，由卸料板、卸料螺釘和彈簧組成。沖制的工件由推桿、頂板、頂桿和推件塊組成的剛性推件裝置推出。沖孔的廢料可通過(guò)凸凹模的內(nèi)孔從沖床臺(tái)面孔漏下。</p><p>　　卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算：</p>

91、<p>　　①根據(jù)模具結(jié)構(gòu)出定6根彈簧，每根彈簧分擔(dān)的卸料力為：</p><p>　　F/n＝31.14/6＝5.19KN</p><p>　　②根據(jù)預(yù)壓力和模具結(jié)構(gòu)尺寸，由《沖壓工計(jì)算手冊(cè)》表6-22，選96～100號(hào)彈簧，其最大工作負(fù)荷F＝6350N > 5190N。</p><p>　?、坌z是否滿足總壓縮量 < 自身所允許的最大壓縮量

92、。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算及比較，選96號(hào)彈簧最合適。可以避免彈簧太長(zhǎng)，增加模具高度。</p><p>　　96號(hào)彈簧的規(guī)格：外徑D=90mm</p><p>　　鋼絲直徑ｄ=14mm</p><p>　　自由高度H0=200mm</p><p>　　模架選用中等精度四導(dǎo)柱模架，從前向后手動(dòng)送料，操作方便。<

93、/p><p>　　上模座： L×B×H＝630mm×500mm×60mm</p><p>　　下模座： L×B×H＝630mm×500mm×70mm</p><p>　　導(dǎo) 柱： d×L＝55mm×270mm</p><p>　　導(dǎo) 套： d&

94、#215;L×D＝55mm×160mm×70mm</p><p>　　上墊板厚度：10mm</p><p>　　固定板厚度：30mm</p><p>　　模具閉合高度：328mm</p><p>　　落料沖孔復(fù)合模具工作過(guò)程：當(dāng)制件材料被置于正常工作環(huán)境下以后，上模在壓力機(jī)滑塊的帶動(dòng)作用下向下直線運(yùn)動(dòng)，凹模與凸模

95、同時(shí)與板料接觸并輕微受力，此時(shí)凹模與凸模繼續(xù)下行，使得板料受到的壓力越來(lái)越大，當(dāng)上模運(yùn)動(dòng)到一定位置后，板料發(fā)生斷裂，此后再運(yùn)動(dòng)一小段距離后，分離工作完成。此時(shí)，成型制件嵌于凹模行腔內(nèi)，沖孔廢料處于凸凹模的落料孔中，其余板料置于凸凹模的外圍；上模在壓力機(jī)的帶動(dòng)作用下開(kāi)始上行，運(yùn)動(dòng)一段距離以后，推桿在壓力機(jī)滑塊的抵制作用下，相對(duì)下行，繼而帶動(dòng)剛性推件裝置下行，將嵌于凹模之中的成型制件推出，脫離凹模。與此同時(shí)，置于凸凹模上的板料在彈性卸料裝置

96、作用下，也已完成脫離工作。此時(shí)，全部的落料沖孔工序完成。</p><p>　　圖4-6 落料沖孔復(fù)合模</p><p>　　Figure 4 – 6 fell down the course material</p><p><b>　　5 彎曲工藝計(jì)算</b></p><p>　　彎曲是將板料、型材、管材或棒料等

97、按設(shè)計(jì)要求彎成一定的角度和一定的曲率，形成所需形狀零件的沖壓工序。它屬于成形工序，是沖壓基本工序之一，在沖壓零件生產(chǎn)中應(yīng)用較普遍。根據(jù)所使用的工具與設(shè)備的不同，彎曲方法可分為在壓力機(jī)上利用模具進(jìn)行的壓彎以及在專用彎曲設(shè)備上進(jìn)行的折彎、滾彎、拉彎等。各種彎曲方法盡管所用設(shè)備與工具不同，但其變形過(guò)程及特點(diǎn)有共同規(guī)律。 彎曲所使用的模具叫彎曲模，它是彎曲過(guò)程必不可少的工藝裝備。</p><p>　　(1)彎曲零件工藝分

98、析</p><p>　　彎曲是使材料產(chǎn)生塑料變形，形成有一定角度形狀零件的沖壓工序。彎曲變形有很多種形式，主要有V型彎曲和U型彎曲。板料經(jīng)自由彎曲階段后,開(kāi)始與凸、凹模表面全面接觸，此時(shí)，如果凸模繼續(xù)下行，零件受到模具擠壓繼續(xù)彎曲，彎曲力急劇增大，稱為校正彎曲。由于彎曲沖頭折彎部分的半徑為1.3t,校正彎曲后材料會(huì)變薄.校正彎曲的目的，在于減少材料回彈，提高彎曲質(zhì)量。</p><p>　　

99、此工件一次要彎曲三處，其中兩處為同向彎曲工藝且左右對(duì)稱，另一處的彎曲方向相反。</p><p>　　(２)減少?gòu)澢貜椀拇胧?lt;/p><p>　　壓彎過(guò)程并不完全是材料的塑性變形過(guò)程，其彎曲部分還存在著彈性變形，所以壓彎后零件的形狀與模具的形狀并不完全一致，這種現(xiàn)象稱為回彈。彎曲件的回彈是不可避免的，但是可以根據(jù)回彈趨勢(shì)和回彈量的大小，預(yù)先對(duì)模具工作部分做相應(yīng)的形狀和尺寸修正，使出模后的彎

100、曲件獲得的形狀和尺寸符合要求，這種方法簡(jiǎn)單易行，在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。模具間隙U型彎曲的凸凹模單邊間隙Z/2越大，則回彈越大；Z/2＜t時(shí)，可能產(chǎn)生負(fù)回彈。</p><p>　　(３) 彎曲件的工序安排原則</p><p>　　對(duì)于尺寸較小的制品零件，盡可能采用一次彎曲成形的復(fù)雜彎曲模，這樣有利于定位和操作；當(dāng)彎曲件本身帶有單面幾何形狀或?qū)ΨQ零件，可以采用成對(duì)彎曲。彎曲后再切開(kāi)，這樣可

101、以改善模具的受力狀態(tài)，防止彎曲毛坯的滑移，保證了精度；需要多次彎曲的制品，應(yīng)先彎外角后彎內(nèi)角，并應(yīng)使后一次彎曲不影響前一次彎曲部分，同時(shí)前一次彎曲必須使后一次彎曲有適當(dāng)?shù)亩ㄎ换鶞?zhǔn)。根據(jù)落料沖孔模落下的零件，我們將彎曲成型模設(shè)計(jì)成一次成型模，成對(duì)彎曲，這里的成對(duì)彎曲件不是連在一起的，而是兩個(gè)件對(duì)稱放在兩邊一起彎曲。</p><p>　　5.1第一套彎曲模的相關(guān)計(jì)算及模具設(shè)計(jì)</p><p>

102、　　(1)彎曲回彈的計(jì)算</p><p>　　當(dāng)彎曲角為90°時(shí)：</p><p>　　Δα=0.417r/t-0.366°= 0.677°</p><p><b>　　(2)彎曲力計(jì)算</b></p><p>　　彎曲力的數(shù)值與毛坯尺寸、材料力學(xué)性能、凹模支點(diǎn)間距等因素有關(guān)，同時(shí)還與彎曲形

103、式和模具結(jié)構(gòu)等多種因素有關(guān)。因此，生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算彎曲力。</p><p><b>　　自由彎曲力：</b></p><p>　　對(duì)于V形件，其最大自由彎曲力為：</p><p>　　對(duì)于U形件，其最大自由彎曲力為：</p><p>　　式中 —— 最大自由彎曲力；</p><p&g

104、t;　　—— 材料抗拉強(qiáng)度；</p><p>　　—— 安全系數(shù)，一般取1.3；</p><p><b>　　—— 彎曲件寬度。</b></p><p><b>　　計(jì)算：</b></p><p><b>　　＝</b></p><p><b>

105、;　?。?lt;/b></p><p>　?。瓶偅?×30420+10846.9＝71686.9≈71.69KN</p><p><b>　　校正彎曲力：</b></p><p>　　為提高彎曲件的精度，減少回彈，在板材自由彎曲終了階段，凸模繼續(xù)下行，將彎曲件壓靠在凹模上，其實(shí)質(zhì)是對(duì)彎曲件圓角和直邊進(jìn)行精壓，此為校正彎曲。此時(shí)，

106、彎曲件受到凸凹模具的擠壓，彎曲力急劇增大。校正彎曲力可用下式近似計(jì)算：</p><p>　　式中 —— 校正彎曲力；</p><p>　　—— 彎曲件校正部分的投影面積；</p><p><b>　　—— 單位校正力。</b></p><p><b>　　計(jì)算：</b></p>

107、<p>　　查《沖壓工藝學(xué)》P53表3-3，取30MPa</p><p>　?。?29992.82×30＝2789784.6N＝2789.78KN</p><p>　　(３)沖壓設(shè)備的選擇</p><p>　　選擇沖壓設(shè)備時(shí)，除考慮彎曲模尺寸，模具高度、模具結(jié)構(gòu)和動(dòng)作配合以外，還應(yīng)考慮彎曲力大小。選用的大致原則是：</p><

108、;p><b>　　對(duì)于自由彎曲力：</b></p><p>　　式中 —— 選用的壓力機(jī)噸位；</p><p><b>　　—— 自由彎曲力；</b></p><p>　　—— 有壓料板或推件裝置的壓力，約為自由彎曲力的30﹪～80﹪。</p><p><b>　　計(jì)算：<

109、;/b></p><p>　?。?1.69+71.69×50%＝107.54KN</p><p>　　因此選定為J23-125開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)。</p><p>　　(4)彎曲模具工作部分的尺寸計(jì)算</p><p>　　彎曲模具工作部分的尺寸，主要指凸模、凹模的圓角半徑和凹模的深度，對(duì)于U形件的彎曲模則還有凸凹模間的間隙擠模

110、具寬度尺寸等。</p><p>　　U形彎曲處的凸、凹模外形尺寸：</p><p>　　凹模：Ld=（L+0.5Δ）0+δd=（270.2-0.5×0.74）0+0.74/8=269.830+0.09mm</p><p>　　凸模：Lp=（Ld-2C）0-δp=(269.83-2×0.88)0-0.74/8=268.070-0.09mm</

111、p><p><b>　　凹模尺寸如圖：</b></p><p><b>　　圖5-1 彎曲凹模</b></p><p>　　Figure 5-1 A concave shape tool</p><p><b>　　凸模尺寸如圖：</b></p><p>

112、　　圖5-2 彎曲凸模</p><p>　　Figure 5-2 A convex shape tool</p><p>　　(5)彎曲模具裝配圖</p><p>　　彎曲模具工作過(guò)程：當(dāng)制件在定位銷的作用下，已被置于正確的位置后，模具凸模在壓力機(jī)滑塊作用下開(kāi)始下行，凸模最低點(diǎn)首先與毛坯件接觸后，先彎曲前端，繼續(xù)下行，并首先導(dǎo)致毛坯的彈性變形，同時(shí)彎曲兩邊，下行

113、到一定距離后，塑性變形結(jié)束，彎曲工作完成，凸模下行到最低限。這些工作完成后，凸模開(kāi)始上行，與此同時(shí)，下模結(jié)構(gòu)中的推桿在壓力機(jī)彈性裝置的作用下，也開(kāi)始上行，并推動(dòng)特殊結(jié)構(gòu)推件器也向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)制件向上脫離凹模，至此，全部彎曲工序結(jié)束。</p><p>　　圖5-3第一套彎曲模裝配圖</p><p>　　Figure 5-3: the first bend very assembly draw

114、ing</p><p>　　5.2 第二套彎曲模的相關(guān)計(jì)算及模具設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)彎曲回彈的計(jì)算</p><p>　　當(dāng)彎曲角為90°時(shí)：</p><p>　　Δα=0.417r/t-0.366°= 0.677°</p><p>　　當(dāng)彎曲角為120°時(shí)：</

115、p><p>　　Δα=0.4r/t-0.9°= 0.1°</p><p><b>　　(2)彎曲力的計(jì)算</b></p><p><b>　　自由彎曲力：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>

116、　?。?lt;/b></p><p>　　Ｆ總＝2×30420+10846.9＝71686.9≈71.69KN</p><p><b>　　校正彎曲力：</b></p><p>　　A=372×114=42408mm2</p><p>　　查《沖壓工藝學(xué)》P53表3-3，取30MPa</p

117、><p>　?。?2408×30＝1272240N＝1272.24KN</p><p>　　(3)沖壓設(shè)備的選擇</p><p>　　選擇沖壓設(shè)備時(shí)，除考慮彎曲模尺寸、模具高度、模具結(jié)構(gòu)和動(dòng)作配合以外，還應(yīng)考慮彎曲力大小。</p><p>　?。?1.69+71.69×50%＝107.54KN</p><p