前地板后縱梁加強(qiáng)板沖壓模具設(shè)計(jì)-復(fù)合模含NX三維及21張CAD圖

前地板后縱梁加強(qiáng)板沖壓模具設(shè)計(jì)-復(fù)合模含NX三維及21張CAD圖,地板,后縱梁,加強(qiáng),沖壓,模具設(shè)計(jì),復(fù)合,NX,三維,21,CAD 摘 要 本次設(shè)計(jì)是對(duì)前地板后縱梁加強(qiáng)板零件進(jìn)行沖壓模的工藝設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用的是復(fù)合模加工，設(shè)計(jì)步驟是對(duì)前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的加工流程進(jìn)行全面的分析和整理，確定其沖壓加工的各項(xiàng)參數(shù)和注意事項(xiàng)。 首先，確定該制品采用沖壓模具加工的可行性，以及加工過(guò)程中的相關(guān)內(nèi)容及注意事項(xiàng)。 通過(guò)對(duì)制品的零件圖進(jìn)行分許，確定制品的加工各項(xiàng)參數(shù)、加工材料以及加工方式，最終確定沖壓加工的流程為落料→沖孔；彎曲→成型。再對(duì)模具加工過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、各項(xiàng)沖壓流程進(jìn)行設(shè)計(jì)、確定模具的沖壓機(jī)。在此基礎(chǔ)上采用CAD、UG等軟件對(duì)該模具的裝配圖進(jìn)行設(shè)計(jì)繪制。 通過(guò)本次前地板后縱梁加強(qiáng)板零件沖壓模具的設(shè)計(jì)對(duì)大學(xué)所學(xué)的只是進(jìn)行回顧，對(duì)模具設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)軟件使用可以更加熟練，為之后的工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：沖壓模設(shè)計(jì)；前地板后縱梁加強(qiáng)板零件；復(fù)合模；  Abstract This design is the stamping die process design for the front floor and rear longitudinal beam reinforcement plate parts. In the design process, the compound die processing is used. The design step is to comprehensively analyze and sort out the processing flow of the front floor and rear longitudinal beam reinforcement plate parts, and determine the parameters and precautions of the stamping processing. First of all, the feasibility of stamping die processing, as well as the related contents and precautions in the process of processing are determined. According to the parts drawings of products, the processing parameters, processing materials and processing methods of products are determined. Finally, the stamping process is determined as blanking → punching; bending → forming. Then the parameters of the die processing process are calculated, the stamping process is designed, and the stamping machine of the die is determined. On this basis, CAD, UG and other software are used to design and draw the assembly drawing of the die. Through the design of the stamping die for the front floor and rear longitudinal stiffener, what we have learned in the university is only a review. We can be more skilled in the use of various software in the die design, which lays a solid foundation for the work and study after that. Keywords: stamping die design; front floor and rear longitudinal stiffener parts; compound die;  目 錄 第一章 緒論 1 1.1 沖壓模發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.2 沖壓模具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 2 1.2.1 CAD等相關(guān)繪圖技術(shù)的全面推廣 2 1.2.2 模具相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)設(shè)備的完善 2 1.2.3 模具加工設(shè)備的發(fā)展進(jìn)步 2 1.2.4 模具相關(guān)專用技術(shù)發(fā)展 3 1.3 國(guó)內(nèi)沖壓模具的現(xiàn)狀 3 1.4 國(guó)外模具工業(yè)的發(fā)展情況 4 1.5 模具行業(yè)的發(fā)展前景 4 1.6 我國(guó)沖壓模具存在問(wèn)題 5 1.6.1 人才缺失 5 1.6.2 供給不匹配 6 1.6.3 配套設(shè)備較差加工精度不足 6 1.7 課題來(lái)源與意義 6 2 沖壓工藝分析 7 2.1 材料分析 7 2.2 零件工藝分析 8 2.3 毛坯的尺寸計(jì)算 8 2.4 排樣設(shè)計(jì) 9 2.4.1 排樣原則 9 2.4.3 送料步距 11 3.4.2條料寬度 11 2.4.4 材料利用率的計(jì)算 11 3 工藝計(jì)算 13 3.1 落料沖孔力計(jì)算 13 3.1.1 沖裁力的計(jì)算 13 3.1.1 模具總沖壓力 14 3.2 壓力中心計(jì)算 14 3.3 沖床選用 15 3.3 彎曲工藝的工藝力 16 3.3.1 彎曲力 16 3.3.2 成型力的計(jì)算 17 3.3.3 彎曲模具總沖壓力 17 3.3.4 壓力中心計(jì)算 17 3.3 沖床選用 17 4 模具零件尺寸計(jì)算 18 4.1 模具沖裁間隙 18 4.2 計(jì)算凸凹模工作部分尺寸： 19 4.3彎曲部分刃口尺寸計(jì)算 21 第五章 復(fù)合模的設(shè)計(jì) 24 5.1 凹、凸模板尺寸 24 5.1.2凸模固定板的尺寸設(shè)計(jì) 25 5.1.3 凸凹模固定板的尺寸設(shè)計(jì) 26 5.1.4 凸模設(shè)計(jì) 27 5.1.5 落料沖孔凸凹模 28 5.2墊板選用 29 5.3卸料機(jī)構(gòu) 30 5.4定位零件設(shè)計(jì) 30 5.5 緊固件 31 5.6 模架及模座確定 31 第六章 彎曲模具零部件設(shè)計(jì)與選擇 32 6.1 凹模設(shè)計(jì) 32 6.1.1凹模設(shè)計(jì) 32 6.1.2 凸模設(shè)計(jì) 32 6.1.3 凸模固定板設(shè)計(jì) 32 6.1.4 凹模固定板設(shè)計(jì) 33 6.2 定位零件 34 6.3 緊固件 34 6.4 上下模座的選用 34 結(jié) 論 35 致 謝 36 參考文獻(xiàn) 37 V 第一章 緒論 從我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展以來(lái)，國(guó)內(nèi)的模具相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展得十分的迅速，無(wú)論是對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還是人民生活水平和物質(zhì)水平的提高都有著十分重大的意義，給國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)提供了十分龐大的動(dòng)力，在我國(guó)的模具制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是相當(dāng)迅速的，這對(duì)社會(huì)的影響也是十分巨大的，同時(shí)近幾年的時(shí)間里面，隨著計(jì)算機(jī)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與壯大，對(duì)我國(guó)模具制造行業(yè)也產(chǎn)生了非常大的積極促進(jìn)作用，其中以沖壓模具相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)先的相關(guān)機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，能夠有效的對(duì)我國(guó)社會(huì)的發(fā)展起到正面的促進(jìn)作用。 在國(guó)內(nèi)的制造業(yè)的發(fā)展和壯大的歷程里，模具的生產(chǎn)技術(shù)和工藝水平的發(fā)展對(duì)其起到了十分重要的作用，其中沖壓模具生產(chǎn)加工技術(shù)，是目前行業(yè)內(nèi)模具生產(chǎn)的最為重要的生產(chǎn)技術(shù)。 模具作為生產(chǎn)加工過(guò)程中十分普遍的基礎(chǔ)性加工設(shè)備，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)的根本。在目前的生產(chǎn)工業(yè)中，生產(chǎn)中的各種零部件基本都是采取沖壓、注塑等加工方法完成的。大部分的加工生產(chǎn)行業(yè)（如日用品、機(jī)械、列車、飛機(jī)、電子電器等）的進(jìn)步都與模具產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展有著不可分割的關(guān)系。模具在目前的工業(yè)生產(chǎn)中起著十分重要的作用。 根據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì)表明，國(guó)內(nèi)的模具年生產(chǎn)量?jī)H僅能滿足市場(chǎng)需求的60%-70%，還有絕大部分的加工難度很大的零部件和產(chǎn)品都是需要通過(guò)國(guó)外進(jìn)口的方式滿足市場(chǎng)的需求。所以，未來(lái)還是存在非常大的發(fā)展空間。 1.1 沖壓模發(fā)展現(xiàn)狀 近幾年來(lái)，隨著社會(huì)工業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)的沖壓模具無(wú)論是產(chǎn)品的產(chǎn)量上還是類型上以及制品的品質(zhì)上都有了極大的提升。這極大的豐富了我國(guó)社會(huì)產(chǎn)品類型，處境了社會(huì)工業(yè)的發(fā)展，尤其在以下幾個(gè)方面有變現(xiàn)尤為突出[3-5]： 1.產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量越來(lái)越好 2.產(chǎn)品的類型豐富多彩 3.加工技術(shù)越來(lái)越先進(jìn) 4.與模具相關(guān)的行業(yè)如檢測(cè)、材料等有了十分顯著的提升。 最近幾年的時(shí)間里，我國(guó)雖然在沖壓模具的行業(yè)上有了顯著的提升，然而與國(guó)外時(shí)相比還有的大的差別[6]： 1.模具使用壽命 2.模具的精密度 3.大型精密儀器技術(shù)欠缺 4.模具加工材料性能 5.加工行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化水平 1.2 沖壓模具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1 CAD等相關(guān)繪圖技術(shù)的全面推廣 目前，在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家里面，沖壓模具加工和制造很早以前就對(duì)CAD等繪圖技術(shù)進(jìn)行了普及。然后，由于我國(guó)先進(jìn)的模具生產(chǎn)過(guò)來(lái)說(shuō)存在起步晚的、技術(shù)優(yōu)勢(shì)較低的特點(diǎn)，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)我過(guò)在軟件應(yīng)用和開(kāi)發(fā)的方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還是有較大的差距，還有很多先進(jìn)的技術(shù)沒(méi)有普遍的應(yīng)用大模具工業(yè)中。然而，國(guó)內(nèi)的發(fā)展腳步相對(duì)來(lái)說(shuō)也是十分迅速的，已經(jīng)逐漸的推廣和普及相關(guān)的CAD等繪圖技術(shù)。目前就國(guó)內(nèi)的模具行業(yè)來(lái)說(shuō)，在汽車加工制造行業(yè)中使用的普遍，CAD等技術(shù)也會(huì)使用在這其中，會(huì)使得行業(yè)的發(fā)展更加的先進(jìn)化，同時(shí)生產(chǎn)加工的產(chǎn)品精密度也會(huì)更高。 1.2.2 模具相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)設(shè)備的完善 隨著模具含量的不斷發(fā)展，行業(yè)的規(guī)范性也會(huì)更加的，相關(guān)零件的指標(biāo)也會(huì)越來(lái)越要求嚴(yán)格，這不斷完善的過(guò)程必不可少的是相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備的配套。隨著我國(guó)模具行的也不斷發(fā)展，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，此外模具產(chǎn)品的精密及復(fù)雜度的不斷升高，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)模具的檢測(cè)設(shè)備也隨之有了更大的需求。目前在其他的一些發(fā)達(dá)國(guó)家里面都采用了比較高精密度的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，可以對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的模具進(jìn)行非常高緊密的檢測(cè)，可以很好的保證模具的性能和品質(zhì)。這能夠很好的保證模具的品質(zhì)，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。隨著我國(guó)模具行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大，該類型的檢測(cè)設(shè)備不就的將來(lái)也會(huì)在我國(guó)得到普遍的應(yīng)用 1.2.3 模具加工設(shè)備的發(fā)展進(jìn)步 在模具行業(yè)的進(jìn)步過(guò)程當(dāng)中，模具生產(chǎn)加工設(shè)備的進(jìn)步是必不可少的一個(gè)發(fā)展過(guò)程，就目前的情況來(lái)說(shuō)，我國(guó)的模具行業(yè)的生產(chǎn)零部件大部分還是存在著精密度不足的情況，伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，國(guó)內(nèi)的模具相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備也會(huì)不斷的進(jìn)步，特別實(shí)在高速化、自動(dòng)化方面會(huì)有很大的進(jìn)步。 1.2.4 模具相關(guān)專用技術(shù)發(fā)展 在模具生產(chǎn)加工過(guò)程中，其中有兩方面的技術(shù)如材料的處理水平和表面的加工水平是十分重要的，在材料方面，我國(guó)目前對(duì)于材料的加工方式還是非常的單一，這使得我過(guò)我的模具性能很難有很大的突破。另一方面是表面的處理水平，相關(guān)的技術(shù)在我國(guó)發(fā)展還是相對(duì)比較慢的，需要我們不斷的投入人力和財(cái)力進(jìn)行改進(jìn)。 從國(guó)內(nèi)開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)化的發(fā)展到至今，模具在國(guó)內(nèi)的地位就已是非常的高，一直以來(lái)就受到了行業(yè)的關(guān)注。而模具的加工制造水平一直以來(lái)就與人們的生活生產(chǎn)息息相關(guān)，具有十分重要的地位。同時(shí)未來(lái)也會(huì)有很大的空間，所以我們必須要強(qiáng)化沖壓相關(guān)的技術(shù)的研發(fā)和實(shí)踐，促進(jìn)模具在國(guó)內(nèi)的發(fā)展，通過(guò)模具來(lái)推動(dòng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。 1.3 國(guó)內(nèi)沖壓模具的現(xiàn)狀 從改革開(kāi)發(fā)以來(lái)，模具工業(yè)早就已經(jīng)成為了判斷一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展能力的一個(gè)必不可少的指標(biāo)，在各行各業(yè)中都有了非常廣泛的使用，對(duì)人們生活水平的提高也具有十分重要的意義。目前，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平的提高，對(duì)于模具產(chǎn)品的需求也在不斷的前進(jìn)的過(guò)程中，所以，為了能夠很好的配合社會(huì)的發(fā)展，模具相關(guān)行業(yè)也要不斷的創(chuàng)新和發(fā)展。國(guó)內(nèi)的模具行業(yè)在醉經(jīng)幾年中取得了非常大的進(jìn)步，也朝著自動(dòng)化、智能化在進(jìn)步，其主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： (1)相關(guān)軟件的應(yīng)用 模具產(chǎn)品，從產(chǎn)品思路的建立，到最后得到完整的產(chǎn)品的過(guò)程是非常復(fù)雜的，需要各個(gè)不同的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行配合。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)在沖壓模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域投入的也越來(lái)越大，其主要表現(xiàn)在CAD等相關(guān)軟件技術(shù)的引入和普及。該技術(shù)的引入能夠大大的提高模具產(chǎn)品的精密度，并且讓模具想著復(fù)雜化和自動(dòng)化進(jìn)行邁進(jìn)。 (2) 適用性更強(qiáng)的材料更新 隨著模具行業(yè)的不斷發(fā)展，行業(yè)相關(guān)從業(yè)企業(yè)也發(fā)現(xiàn)材料的選擇在模具行業(yè)中的重要性，隨著需求的不斷增加，材料行業(yè)也不斷的發(fā)展，不斷的有新的材料的涌現(xiàn)，選擇適用性更改的材料一方面能夠提高生產(chǎn)過(guò)程中的加工性能和加工效率，另一方面也可以很好的提高加工得到零部件的使用性能，所以對(duì)材料的有和升級(jí)是未來(lái)的模具行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要的方向。 (3) 智能化、自動(dòng)化水平的進(jìn)步 隨著計(jì)算機(jī)信息行業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)整個(gè)社會(huì)的改變都是非常巨大的，這其中也包括模具行業(yè)，模具行業(yè)的自動(dòng)化升級(jí)能夠有效的提高行業(yè)的生產(chǎn)加工效率，減少人力資源的投入，另一方面也可以很好的控制由于人工誤差帶倆的產(chǎn)品個(gè)體之間的差異，在模具的研磨拋光階段，由于模具的外觀越來(lái)越受到人們的看重，該步驟在我國(guó)目前的行業(yè)中主要是采用的人工的方法進(jìn)行拋光的，這種方式的加工具有效率相對(duì)低下，質(zhì)量也比較差的特點(diǎn)，自動(dòng)拋光的引入就能夠非常好的解決這一問(wèn)題。 (4) 標(biāo)準(zhǔn)化 隨著一些新的產(chǎn)業(yè)加工技能在行業(yè)中的采用，很多國(guó)外的現(xiàn)將生產(chǎn)加工國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)間已經(jīng)能夠達(dá)到80%以上，我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)才才40%左右，這是未來(lái)我國(guó)的一種重要的發(fā)展方向 此外，從模具增各行業(yè)來(lái)看，未來(lái)在加工精度、中高檔模具方面都會(huì)有很大的發(fā)展，同時(shí)模具的壽命也是一個(gè)非常重要的方向，總而言之，未來(lái)的模具會(huì)朝著更搞下哦、更加綠的、更加經(jīng)濟(jì)的大方向進(jìn)步。 1.4 國(guó)外模具工業(yè)的發(fā)展情況 國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家里面，相對(duì)國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)具有起步早、技術(shù)先進(jìn)的特點(diǎn)，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)發(fā)展的很快。尤其是在設(shè)計(jì)水平和材料選擇的控制上。淬火而后身高至中溫或低溫在進(jìn)行回火，這個(gè)國(guó)外模具中非常常見(jiàn)的處理手段，改加工的方法相比較來(lái)說(shuō)，其方法簡(jiǎn)單，如果加工的材料懸著合適的話，能夠滿足使用性能的要。國(guó)外沖壓模具行業(yè)的腳步相對(duì)靠前，所以相對(duì)來(lái)來(lái)說(shuō)材料選擇已經(jīng)形成了體系，可是我國(guó)目前還沒(méi)有研究出適合的專門(mén)的材料，各企業(yè)的材料選擇不統(tǒng)一，沒(méi)有形成體系，這大大的影響了模具的壽命[21-23]。 1.5 模具行業(yè)的發(fā)展前景 現(xiàn)階段，隨著社會(huì)需求的不斷復(fù)雜，因此相較于傳統(tǒng)的模具行業(yè)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代的模具加工生產(chǎn)上對(duì)形態(tài)和結(jié)構(gòu)的需要會(huì)相對(duì)較為復(fù)雜，此外其對(duì)加工生產(chǎn)的技術(shù)要求相對(duì)較高，因此采用常規(guī)的加工生產(chǎn)方式并不能很好的滿足市場(chǎng)的需求，必須要通過(guò)現(xiàn)代的相機(jī)計(jì)算機(jī)水平與模具相結(jié)合之后，才能滿足社會(huì)的發(fā)展。此外，市場(chǎng)對(duì)于模具的需求特點(diǎn)也體現(xiàn)在產(chǎn)品的更新?lián)Q代快，競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。所以必須提高生產(chǎn)加工周期，才能很好的滿足市場(chǎng)需求。其中模具的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 1、精度要求更高 模具的精度對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)有十分重要的影響，目前市面上對(duì)于模具的精度不斷增強(qiáng)，因此，在加工生產(chǎn)中要采用相關(guān)的技術(shù)手段來(lái)提升其加工的精密度。 2、大型化 隨著模具加工技術(shù)的不斷提升，因此其使用反而也不斷的拓寬，因此，其加工的制品業(yè)逐步向著大型化在發(fā)展進(jìn)步。 3、 多功能復(fù)合模的發(fā)展 在傳統(tǒng)的模具加工過(guò)程中，需要多個(gè)不同的加工生產(chǎn)步驟才能完成模具的加工全部過(guò)程，但是就目前的發(fā)展技術(shù)來(lái)看，一幅多功可以對(duì)制品的全流程進(jìn)行加工，可以包括沖壓、疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等相關(guān)加工流程，因此該類型的復(fù)合模具可以很好的縮短加工的成本以及加工周期，同時(shí)也更加便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn) 4、 對(duì)高檔次模具的需求不斷增加 其主要體現(xiàn)在兩部方面，一方面是汽車飛機(jī)等大型精密機(jī)械化零件中，另一方面是電子電器的元器件中。這兩類的需求在不斷的增強(qiáng)。 5、 標(biāo)準(zhǔn)件的需求不斷增強(qiáng) 在模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)化零部件的設(shè)計(jì)和使用可以極大地減少設(shè)計(jì)周期和加工設(shè)計(jì)成本，同時(shí)也可以很好的確保制品加工品質(zhì)。目前來(lái)說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用已經(jīng)有了一定的起色，在之后也會(huì)不斷的發(fā)展。 6、快速制造模具普遍應(yīng)用 在目前的模具行業(yè)中，由于社會(huì)發(fā)展自迅速，因此，模具行業(yè)也越來(lái)越朝著小批量快速化的加工生產(chǎn)時(shí)代，因此要求必須要縮短模具的加工設(shè)計(jì)周期，減少加工成本投入。 1.6 我國(guó)沖壓模具存在問(wèn)題 1.6.1 人才缺失 任何行業(yè)想要不斷的發(fā)展和進(jìn)步，都需要在人力和無(wú)聊上不斷的投入，隨著世界科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，然而因?yàn)槲覈?guó)在制造業(yè)上相對(duì)較為落后，因此培養(yǎng)的高端人才相對(duì)較少，此外，也存在大批人才的外流現(xiàn)象[13]。 同時(shí)，目前國(guó)內(nèi)的大部分企業(yè)對(duì)研發(fā)的投入不夠，也是導(dǎo)致人才流失和行業(yè)進(jìn)步較慢的一個(gè)重要因素。 1.6.2 供給不匹配 就目前國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)加工現(xiàn)狀來(lái)看，很大一部分的企業(yè)加工生產(chǎn)的只是一些較為低端的產(chǎn)品，這類的產(chǎn)品在技術(shù)上較為簡(jiǎn)單，同時(shí)這類企業(yè)對(duì)研發(fā)高端加工裝備能力方面略顯不足，此外也無(wú)心在高端產(chǎn)品方面做大量的投入，導(dǎo)致高端的產(chǎn)品在我國(guó)的市場(chǎng)較為空白[14]。 此外，因?yàn)樵谛碌臎_壓模具設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、調(diào)試整個(gè)流程的時(shí)間投入和成本投入都非常大，大部分企業(yè)沒(méi)有能力和資本做到，這也是導(dǎo)致我國(guó)沖壓模具水平和國(guó)外存在差距的原因。 1.6.3 配套設(shè)備較差加工精度不足 沖壓模具無(wú)論是在設(shè)計(jì)還是在加工上面都與非常多的學(xué)科有一定的聯(lián)系，就現(xiàn)階段還說(shuō)，我國(guó)相關(guān)方面的配套設(shè)備相對(duì)來(lái)說(shuō)較少，難以滿足模具集成制造的要求[15]。 1.7 課題來(lái)源與意義 在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我選取的論文題目為前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的復(fù)合模具設(shè)計(jì)，在完成本次設(shè)計(jì)的過(guò)程之，不僅是對(duì)知識(shí)水平的檢驗(yàn)，同時(shí)也可以對(duì)我?guī)啄甑拇髮W(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程的一次全面的回顧。 在本次設(shè)計(jì)中，在全面對(duì)該前地板后縱梁加強(qiáng)板沖壓件進(jìn)行細(xì)致的分析之后，可以明確相關(guān)的加工技術(shù)規(guī)則，在此之后，通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算以及分析之后，可以得到本次前地板后縱梁加強(qiáng)板模具的結(jié)構(gòu)，通過(guò)CAD等相關(guān)繪圖軟件，可以對(duì)該模具的二維圖紙進(jìn)行繪制。 此外在對(duì)前地板后縱梁加強(qiáng)板模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以讓我對(duì)大學(xué)幾年所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行更加深刻的理解，提供能后很好的提升個(gè)人的設(shè)計(jì)能力。將大學(xué)幾年中算學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐。通過(guò)本次獨(dú)立完成該模具設(shè)計(jì)之后，讓我對(duì)沖壓模具有了更加深刻的理解和認(rèn)識(shí)，無(wú)論在經(jīng)驗(yàn)上還是在操作技能上都有了顯著的提高，能夠更好的完成相關(guān)工作。 2 沖壓工藝分析 2.1 材料分析 表2-1 零件相關(guān)信息 項(xiàng)目 參數(shù) 名稱 前地板后縱梁加強(qiáng)板 材料 08F 厚度 1.0 mm 本次零部件的設(shè)計(jì)選取的08F材料，其本身具有以下特定：1、塑形好；2、韌性強(qiáng)；針對(duì)該模具生產(chǎn)過(guò)程中采取的冷沖壓加工工藝具有非常輕松成型的特點(diǎn)[16]。該08F材料能夠普遍的適用于各種不同的加工工藝，如彎曲、冷沖壓、拉伸等，適用于用來(lái)加工各類的零部件，特別實(shí)在拉桿、墊片等相關(guān)類似的零部件上面應(yīng)用的非常普遍，該前地板后縱梁加強(qiáng)板的零件如見(jiàn)下圖2-1. 圖2-1 前地板后縱梁加強(qiáng)板零件圖 圖2-2 零件二維圖 2.2 零件工藝分析 本次論文中給到的零部件名稱可知零件作為一個(gè)U形零件，所以對(duì)該零部件的精密度的要求并不是太高。從該零部件的圖紙中可以看出均是基本的尺寸，在零部件的公差上面未做特別的規(guī)定，所以本次設(shè)計(jì)中按照IT14進(jìn)行選取。 通過(guò)對(duì)該零部件的形狀進(jìn)行分析，從中可以看出該零部件要通過(guò)落料、沖孔以及彎曲、成型四個(gè)基本的沖裁工序組成，因此，可以得出該零部件可以通過(guò)以下三種不同的方式來(lái)進(jìn)行加工生產(chǎn)[17-18]。 一、沖孔→彎曲→成型→落料連續(xù)沖壓，采用連續(xù)模生產(chǎn)的方式對(duì)零件進(jìn)行加工。 二、采取先落料、再?zèng)_孔、再?gòu)澢詈蟪尚偷募庸し绞剑摲绞綖閱喂ば蚰＞呱a(chǎn)。 三、先進(jìn)行落料沖孔復(fù)合沖壓，最后通彎曲成型復(fù)合沖壓，該方法為復(fù)合模具加工的方式。 第二種方案將加工分為了四個(gè)彼此獨(dú)立的步驟，這樣會(huì)造成在模具設(shè)計(jì)上一定要每個(gè)步驟有一套模具才能實(shí)現(xiàn)，即落料、沖孔、彎曲、成型都需要一套獨(dú)立的模具來(lái)完成。這種情況下就會(huì)造成模具產(chǎn)品的加工過(guò)程中效率和成本均大打折扣。 方案一雖然只要一套模具但是零件的長(zhǎng)度為200mm零件額加工需要幾個(gè)工位，這樣模具的尺寸會(huì)很大，加工成本高。 方案三為復(fù)合模具的加工方案，該方案模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工效率相比方案二也會(huì)高一點(diǎn)，綜合考慮選擇方案三作為零件的加工方案。 2.3 毛坯的尺寸計(jì)算 在尺寸計(jì)算過(guò)程中，通常采用的方法是將該零部件存在彎曲的位置進(jìn)行空間上的展開(kāi)，這樣能夠得出該坯料的外部形態(tài)，通常情況下，我們采用的展開(kāi)方式是通過(guò)UG軟件對(duì)零件的胚料進(jìn)行展開(kāi)，見(jiàn)下方圖2-2： 圖2-3 零件展開(kāi) 圖2-4 零件展開(kāi)圖 2.4 排樣設(shè)計(jì) 2.4.1 排樣原則 模具設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要提前做好排樣設(shè)計(jì)，零部件的加工在排樣階段相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，然而，排樣過(guò)程中也存在一定的注意事項(xiàng)，其主要有以下3點(diǎn)： ① 盡可能的增大材料的使用率 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在模具生產(chǎn)加工企業(yè)中材料的使用成本占總的生產(chǎn)生的的百分之六十左右，因此考慮材料的使用效率是模具企業(yè)中起決定性作用的一個(gè)參數(shù)，要想減小材料的浪費(fèi)率，必須控制加工過(guò)程中廢料的多少，通常該指標(biāo)是由工藝廢料的多少來(lái)決定的，而工藝廢料又是通過(guò)排樣方式來(lái)決定的。 ② 排樣方式的選擇 通常，采用此種加工方式的模具，再排樣根據(jù)廢料的多少有以下三種排樣方式： A、有廢料排樣法 該類型的排樣方法通常是在兩個(gè)相近的沖壓件和側(cè)邊上均留出足夠的空間，這種方法的優(yōu)勢(shì)是能夠有效的增加模具的使用時(shí)長(zhǎng)，其劣勢(shì)就是材料上面存在很大的浪費(fèi)。 B、少?gòu)U料排樣法 該類型的排樣方法是通常是在沖壓零部件和沖壓零部件兩者相互間留出一定的搭邊，沖壓件和條料的側(cè)邊則不留，該類型的排樣方式在材料的使用率上可以達(dá)到百分之七十以上，然而它的不足之處是在于其僅可以對(duì)沖壓件的部分輪廓沖裁。 C、無(wú)廢料排樣法 該類型的排樣方法從名字上可以判斷即不存在廢料，兩個(gè)沖壓件相互間無(wú)搭邊，可以采用切斷條料的加工方法來(lái)得到?jīng)_裁件，該類型的加工方式在材料使用率上面能夠有百分之八十五甚至更多。采取該類型的加工方式有效的增加了材料的使用率，但是這種加工方式在模具的精密度上會(huì)大打折扣，因此我們?cè)谶x擇排樣方式的時(shí)候要綜合多方權(quán)衡。 ③ 搭邊情況 搭邊值一般情況下都是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行決定的，表2-3中列明的搭邊值均是普通沖裁過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)值。 表2-3 搭邊a與a1數(shù)值 材料厚度 圓件及r＞2t的工件 矩形工件邊長(zhǎng)L＜50mm 矩形工件邊長(zhǎng)L＞50mm 或r＜2t的工件 工件間a1 沿邊a 工件間a1 沿邊a 工件間a1 沿邊a ＜0.25 0.25~0.5 0.5~0.8 0.8~1.2 1.2~1.6 1.6~2.0 2.0~2.5 2.5~3.0 3.0~3.5 3.5~4.0 4.0~5.0 5.0~12 1.8 1.2 1.0 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 3.0 0.6t 2.0 1.5 1.2 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 2.8 3.5 0.7t 2.2 1.8 1.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.5 3.5 0.7t 2.5 2.0 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 2.8 2.2 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 3.0 2.5 2.0 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 3.5 4.5 0.9t 搭邊值通過(guò)上表2-3查詢可以得到：該模具零部件的工件間搭邊值為：，側(cè)面搭邊。 2.4.3 送料步距 沖壓模具的進(jìn)給步距（S）指的是材料加工過(guò)程中的兩個(gè)胚料之間需要移動(dòng)的距離，此結(jié)果和下料構(gòu)件大小與加工件邊緣值a之和的結(jié)果是一樣的，其計(jì)算公式詳見(jiàn)下方所示： 3.4.2條料寬度 沖壓模具的條料寬度可以通過(guò)下列公式進(jìn)行計(jì)算： 根據(jù)上述計(jì)算分析后，可以得出該沖壓模具的排樣二維圖，詳見(jiàn)下圖所示： 圖2-4 排樣圖 2.4.4 材料利用率的計(jì)算 模具加工過(guò)程中的材料使用率的計(jì)算，我們可以通過(guò)對(duì)一個(gè)步距內(nèi)的零件材料使用率計(jì)算得到： 其中一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率可以通過(guò)公式2-2計(jì)算： (2-2) 式中： 所以條料的材料的利用率為： 3 工藝計(jì)算 3.1 落料沖孔力計(jì)算 3.1.1 沖裁力的計(jì)算 零件的沖裁力的計(jì)算主要是通過(guò)零件的沖裁刃口的長(zhǎng)度以及零件所選擇的材料的抗剪強(qiáng)度，材料厚度等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)查詢表7-4（《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》P272），可得材料剪切強(qiáng)度極限t =250Mpa，板料厚度t=1mm，零件沖裁刃口的長(zhǎng)度可以通過(guò)CAD圖進(jìn)行測(cè)量： 通過(guò)排樣圖測(cè)量該零件沖裁位置的長(zhǎng)度： 通過(guò)公式?jīng)_裁力（3-1）、卸料力（3-2）、推件力（3-3）的計(jì)算公式，可以對(duì)沖裁力、卸料力、推件力進(jìn)行計(jì)算，相見(jiàn)下方： 1.落料沖孔力： ............................................（3-1） 代入計(jì)算得： 2. 卸料力： ............................................（3-2） 代入計(jì)算得： 3. 推件力： ............................................（3-3） 代入計(jì)算得： 4. 頂件力： ............................................（3-3） 代入計(jì)算得： 上訴3式中： 式中： 、 其中卸料力、推件力、頂件力系數(shù)可以通過(guò)表3-1得到： 表3-1 卸料力、推件力、頂件力系數(shù) 材料 08 材料厚度/mm >0.1~0.5 0.045~0.055 0.065 0.08 >0.5~2.5 0.04~0.05 0.050 0.06 >2.5~6.5 0.03~0.04 0.045 0.05 3.1.1 模具總沖壓力 通常情況下，加工過(guò)程中的總沖壓力沖裁部分的沖壓力之和，見(jiàn)公式3-4： （3-4） 將各個(gè)壓力值代入公式中可以得到： 3.2 壓力中心計(jì)算 該模具的壓力中心的坐標(biāo)值選定在所有工位中心位置，其x，y軸的計(jì)算公式見(jiàn)3-5、3-6： （3-5） (3-6） 模具加工過(guò)程中，因?yàn)榧庸な翘幱谝粋€(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程中的，每一個(gè)工位上的閉合時(shí)間存在差異，所以模具的壓力中心是處于動(dòng)態(tài)變化的。所以為了能夠更加方便計(jì)算，通常情況下我們是通過(guò)刃口加工過(guò)程中的極限位置來(lái)計(jì)算壓力重心的。由于前地板后縱梁加強(qiáng)板零件為基本對(duì)稱零件，所以零件的壓力中心為零件的對(duì)稱中心。 3.3 沖床選用 在模具的設(shè)計(jì)和加工過(guò)程中，各項(xiàng)模具設(shè)備的選取是非常重要的，特別是在壓力機(jī)的選擇上面。壓力機(jī)決定了加工過(guò)程中的模具能夠達(dá)到最好的狀態(tài)，同時(shí)也決定了模具在加工過(guò)程中的使用壽命[19]。 通過(guò)對(duì)該沖壓力的分析，結(jié)合各類型的沖壓機(jī)的參數(shù)，我們可以選擇沖壓機(jī)的型號(hào)為：J23-40 。壓力機(jī)參數(shù)如下： 表3-2 J23-40壓力機(jī)參數(shù) 型 號(hào) J23-40 公稱力 KN 400 滑塊行程 mm 100 行程次數(shù) min-1 54 最大封閉高度 mm 270 封閉高度調(diào)節(jié)量 mm 70 滑塊中心至機(jī)身距離 mm 200 工作臺(tái)板厚度 mm 65 立柱間距離 mm 280 工作臺(tái)至導(dǎo)軌間距離 mm 305 工作臺(tái)尺寸 前后 mm 390 左右 mm 630 工作臺(tái)孔尺寸 前后 mm 180 左右 mm 270 直徑 mm 215 滑塊底面尺寸 前后 mm 180 左右 mm 255 模柄孔尺寸 直徑 mm 50 深度 mm 75 3.3 彎曲工藝的工藝力 3.3.1 彎曲力 1）通常，沖壓模具加工中的制品彎曲有兩種不同的方式：U形彎曲及V形彎曲，其中： V形彎曲制品的彎曲力計(jì)算可以通過(guò)下列公式進(jìn)行： （3-7） U形彎曲制品的彎曲力計(jì)算可以通過(guò)下列公式進(jìn)行： （3-8） 上式中： ； ； 2）校正彎曲力的計(jì)算公式詳見(jiàn)下方： （3-9） 上式中： 該制品的沖壓模具采用是兩件同時(shí)彎曲，所以彎曲為U形其中08鋼的抗拉強(qiáng)度，各項(xiàng)參數(shù)代入公式中，可以得到： 通過(guò)查詢相關(guān)資料可以確定 軟件中測(cè)量面，得到 A=4529.3 所以最終確定該沖壓模具的校正彎曲力大小為： 在沖壓模具自由彎曲過(guò)程中的彎曲力和校正彎曲力之和的大小為： 3.3.2 成型力的計(jì)算 零件成型位置的沖壓力按照近似計(jì)算，壓印力的計(jì)算公式為： （3-10） 式中： 所以零件的起伏力 3.3.3 彎曲模具總沖壓力 通常情況下，加工過(guò)程中的總沖壓力為彎曲成型部分的沖壓力之和 將各個(gè)壓力值代入公式中可以得到： 3.3.4 壓力中心計(jì)算 模具加工過(guò)程中，因?yàn)榧庸な翘幱谝粋€(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程中的，每一個(gè)工位上的閉合時(shí)間存在差異，所以模具的壓力中心是處于動(dòng)態(tài)變化的。所以為了能夠更加方便計(jì)算，通常情況下我們是通過(guò)刃口加工過(guò)程中的極限位置來(lái)計(jì)算壓力重心的。由于前地板后縱梁加強(qiáng)板零件彎曲成型為基本對(duì)稱零件，所以零件的壓力中心為零件的對(duì)稱中心。 3.3 沖床選用 在模具的設(shè)計(jì)和加工過(guò)程中，各項(xiàng)模具設(shè)備的選取是非常重要的，特別是在壓力機(jī)的選擇上面。壓力機(jī)決定了加工過(guò)程中的模具能夠達(dá)到最好的狀態(tài)，同時(shí)也決定了模具在加工過(guò)程中的使用壽命[19]。 通過(guò)對(duì)該沖壓力的分析，結(jié)合各類型的沖壓機(jī)的參數(shù)，我們可以選擇沖壓機(jī)的型號(hào)為：J23-40 。 4 模具零件尺寸計(jì)算 4.1 模具沖裁間隙 考慮到該模具的外形相對(duì)來(lái)說(shuō)還是很復(fù)雜，所以在加工過(guò)程中必須要通過(guò)多個(gè)加工工序來(lái)完成，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要根據(jù)凸模和凹模來(lái)計(jì)算刃口的尺寸，加工過(guò)程中加工完成一個(gè)后再以該標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行后續(xù)的加工[20]。 沖裁單面間隙表示的是模具在合模時(shí)凸模、凹模刃口相互間的最小長(zhǎng)度，通常用字母Z表示，在沖裁的時(shí)候，沖裁單面間隙是一個(gè)十分重要的指標(biāo)。能夠直接影響沖裁件質(zhì)量、精密度、沖裁力、推件力等。還對(duì)模具產(chǎn)品的使用壽命存在較大的影響。此外該值同樣對(duì)對(duì)斷面質(zhì)量有著一定的決定作用，當(dāng)Z的取值比較大時(shí)，斷面會(huì)有裂紋存在，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)粗糙、毛刺等現(xiàn)象；當(dāng)Z的取值較小則會(huì)有剪切現(xiàn)象，生產(chǎn)出來(lái)的零部件的品質(zhì)會(huì)比較好，然而在零部件的中間位置會(huì)出現(xiàn)夾層產(chǎn)生的現(xiàn)象，只有當(dāng)Z的取值適當(dāng)時(shí)，這樣凸模與凹模兩者之間的裂紋會(huì)重疊起來(lái)，這樣的零部件的品質(zhì)會(huì)比較好，同時(shí)斷面會(huì)光滑切毛刺少。所以在加工過(guò)程中一定要選取是定的間隙值，這樣才能得到相對(duì)理想的產(chǎn)品。 模具加工過(guò)程中，能夠?qū)ν鼓Ｒ约鞍寄Ｈ锌陂g隙產(chǎn)生影響的因素會(huì)有很多。 此外計(jì)算刃口間隙值的公式也有很多。所以，在計(jì)算過(guò)程中先用的方法不同，其結(jié)果也會(huì)存在一定的差異。 采取凸模、凹模分開(kāi)制作的方法，它的雙面間隙必須要符合： (4-1) 沖裁間隙Z需要通過(guò)查詢下表4-1： 表4-1 機(jī)電行業(yè)用沖裁模初始雙面間隙 材料厚度/mm 08F、10、15、H62、T1、T2、T3 1 0.1 0.14 在模具的不斷的加工生產(chǎn)過(guò)程中，它的刃口也會(huì)隨著加工的進(jìn)行而存在或多或少的磨損現(xiàn)象。隨著磨損不斷的發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致模具的沖孔減小。而且在落料過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)出現(xiàn)毛刺。 凹模在交給你個(gè)過(guò)程中，它的刃口同樣會(huì)有磨損，這會(huì)導(dǎo)致其孔的直徑增加，同樣也會(huì)產(chǎn)生一定的毛刺，所以在設(shè)計(jì)模具的落料的時(shí)候，在模具公差許可的范圍內(nèi)，凹模齒輪的選擇上需要選取最小的齒輪。在模具的沖孔的選擇上，在該模具公差可接受的范圍內(nèi)，凸模的刃口尺寸應(yīng)該選取最大的尺寸，通過(guò)這種方式才可以確保零部件的精密度，此外也能夠有效的增加模具的使用試時(shí)長(zhǎng)。在這種情況下，即便凸模和凹模刃口出現(xiàn)了一定的磨損，同樣能夠確保該模具能夠正常的運(yùn)營(yíng)。 表4-2 規(guī)則形狀凸、凹模的制造偏差 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 ～18 0.020 0.020 18～30 0.020 0.025 30～80 0.020 0.030 80～120 0.025 0.035 120～180 0.030 0.040 180～160 0.030 0.045 160～360 0.035 0.050 360～500 0.040 0.060 500～3000 0.050 0.070 通過(guò)上表4-2，可以確定、取值分別為：0.025； 0.035。 所以： 由上述結(jié)果可以得知不滿足+≤的要求，需要對(duì)零件的加工公差進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后?。? 4.2 計(jì)算凸凹模工作部分尺寸： 通過(guò)凸模尺寸的計(jì)算公式，對(duì)凸模尺寸進(jìn)行計(jì)算： （4-2） 通過(guò)凹模尺寸的計(jì)算公式，對(duì)凹模尺寸進(jìn)行計(jì)算： （4-3） 式中:； ； ； ； ； 。 將上述數(shù)據(jù)代入公式進(jìn)行計(jì)算： 通過(guò)查表可以知道：=0.43mm；X=0.5 通過(guò)查表可以知道：=0.3mm；X=0.5 通過(guò)查表可以知道：=0.2mm；X=0.5 對(duì)該模具的落料位置的刃口尺寸計(jì)算： 在選取凹模作為基準(zhǔn)件時(shí)，凹模在加工過(guò)程中發(fā)生磨損之后刃口位置的尺寸均會(huì)變大，所以這種情況都是隸屬A類尺寸第一類尺寸的范圍。它的基本尺寸及制造公差的計(jì)算公式按下列進(jìn)行： （4-4） （4-5） 式中:； ； ； ； ； 。 落料尺寸： 通過(guò)查表可以知道：=1.15mm；X=0.5 落料尺寸： 通過(guò)查表可以知道：=0.87mm；X=0.5 4.3彎曲部分刃口尺寸計(jì)算 V形模具零部件在彎曲過(guò)程中，凸、凹模兩者之間的間隙是通過(guò)調(diào)節(jié)壓力機(jī)的閉合高度進(jìn)行把握的。此外在模具的繪圖和設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要確保模具閉合時(shí)，模具可以與零部件之間貼合完整，這樣才能確保彎曲的品質(zhì)。 U形模具零部件在彎曲時(shí)一定要準(zhǔn)確的確定凸、凹模之間的間隙，如果出現(xiàn)間隙太大的情況，會(huì)出現(xiàn)回彈大的現(xiàn)象，這很容易導(dǎo)致模具零部件的在尺寸出現(xiàn)誤差變大。當(dāng)間隙出現(xiàn)過(guò)小的情況，則會(huì)導(dǎo)致彎曲力變大，造成模具零部件在厚度變薄，增加加工過(guò)程中的摩擦力，很容易導(dǎo)致模具工件損壞，同時(shí)縮短模具的使用壽命。 U形零部件凸、凹模的單面間隙值通常情況下能夠根據(jù)以下公式進(jìn)行計(jì)算： 式中： 其中C的結(jié)果可以通過(guò)表4-3對(duì)應(yīng)查詢得到，詳見(jiàn)下方： 表4-3 間隙系數(shù)C取值對(duì)應(yīng)表（單位mm） 當(dāng)我們對(duì)產(chǎn)品的零部件精密度要求比較高時(shí)候，可以適當(dāng)?shù)慕档烷g隙值，因此，該結(jié)果的取值可以為： 通過(guò)查詢相關(guān)資料，板料厚度的正偏差。 將該值代入公式后可以得到： 凸、凹模的工作部分尺寸通常情況下說(shuō)的是彎曲件的凸、凹模的橫向尺寸。通常加工的零部件標(biāo)明的是外形尺寸的時(shí)候，需要把凹模作為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上；而加工的零部件標(biāo)表明的是內(nèi)形尺寸的時(shí)候，需要吧凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上。并且凸、凹模的尺寸和公差必須要通過(guò)工件尺寸、公差、回彈等相關(guān)數(shù)值的大小來(lái)決定，同時(shí)與磨損規(guī)律也存在一定的聯(lián)系。 （1）彎曲件標(biāo)注外形尺寸 凹模外尺寸的計(jì)算公式為： 凸模外尺寸的計(jì)算公式為： （凸模尺寸根據(jù)凹模的實(shí)際的尺寸配制，保重單面間隙Z/2） （2）彎曲件標(biāo)注內(nèi)形尺寸 凸模內(nèi)尺寸計(jì)算公式為： 凹模內(nèi)尺寸計(jì)算公式為： （凹模尺寸根據(jù)凸模實(shí)際尺寸配制，保重單面間隙Z/2） 其中： 根據(jù)彎曲件的圖紙，我們能夠從中得到該彎曲件標(biāo)注的外形尺寸，此外改彎曲件并沒(méi)有標(biāo)注尺寸公差，所以我們可以按公差I(lǐng)T14級(jí)別進(jìn)行處理。通過(guò)查詢相關(guān)技術(shù)表格可以得出彎曲件公差值，凹模制造公差，凸模制造公差。將上訴結(jié)果代入公式中可以得到： 凹模尺寸為： 凸模尺寸為： 第五章 復(fù)合模的設(shè)計(jì) 5.1 凹、凸模板尺寸 5.1.1凹模板尺寸計(jì)算 在通常我們所說(shuō)的對(duì)凹模板的尺寸計(jì)算實(shí)際上就是對(duì)它的厚度計(jì)算，其原因是模板的長(zhǎng)度以及寬度我們能通過(guò)該零部件的尺寸得到。厚度的另一種說(shuō)法也被叫做強(qiáng)度，通常凹模板的厚度我們是采用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算的，其公式如下： 凹模厚度： （5-1） 凹模壁厚： （5-2） 式中： 其中，系數(shù)k可以通過(guò)查詢下表4-1得到，并且k的大小和加工零部件的簡(jiǎn)單或者復(fù)雜的程度有一定的聯(lián)系。如果該模具的零部件比較簡(jiǎn)單，則可以取相對(duì)小一點(diǎn)的值，如果該模具相對(duì)比較復(fù)雜，則可以去相對(duì)大一點(diǎn)的結(jié)果。 表5-1 系數(shù)k的數(shù)值 板料厚度t/mm 外形尺寸b/mm 0.5 1 2 3 >3 <50 0.30 0.35 0.42 0.50 0.60 50～100 0.20 0.22 0.30 0.35 0.42 100～200 0.15 0.18 0.20 0.24 0.30 200～400 0.10 0.12 0.15 0.18 0.22 >400 0.05 0.06 0.1 0.12 0.15 本次零部件的設(shè)計(jì)中k取值為0.12。將該取值代入公式中可以得到 凹模厚度： 考慮到凹模內(nèi)設(shè)置推件塊因此本設(shè)計(jì)中H取值為30mm。 凹模壁厚： 通過(guò)該零部件的尺寸，我們可以估算凹模的外形尺寸，取相近的凹模標(biāo)準(zhǔn)尺寸； 長(zhǎng)度×寬度為200mm×315mm。 圖5-1 凹模 5.1.2凸模固定板的尺寸設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)零部件的凸模固定板厚度我們可以根據(jù)上述公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，將數(shù)值代工公式中的[19]： (5-3) 因此該前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的凸模固定板厚度值為25mm 對(duì)于前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的凸模固定板的在材料上我們可以采用45剛，其設(shè)計(jì)圖見(jiàn)5-2所下圖所示: 圖5-2 凸模固定板尺寸設(shè)計(jì)圖 5.1.3 凸凹模固定板的尺寸設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)零部件的凸凹模固定板厚度我們可以根據(jù)上述公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，將數(shù)值代工公式中的[19]： (5-3) 因此該前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的凸凹模固定板厚度值為25mm 對(duì)于前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的凸凹模固定板的在材料上我們可以采用45剛，其設(shè)計(jì)圖見(jiàn)5-3所下圖所示: 圖5-3 凸凹模固定板 5.1.4 凸模設(shè)計(jì) 本次模具設(shè)計(jì)中采取的凸模加固方法為固定板。凸模和固定板兩者之間的配合方法為過(guò)渡配合（或）[21]。同時(shí)，為確?？梢愿油昝赖墓潭＞?，加大模具之間的穩(wěn)定性，最大直徑為形式臺(tái)肩。讓凸模不會(huì)被拉出，材料選取,熱處理硬度為。 通過(guò)對(duì)改制品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可以得到?jīng)_孔的形狀為圓形，并且該圓形凸模已趨近乎標(biāo)準(zhǔn)化?？傞L(zhǎng)度的計(jì)算可以通過(guò)下列公式進(jìn)行： (5-4) 上式中： 其中，=25mm, =30mm, =0 mm 將上述參數(shù)代入公式中，得到： =25+30+0=55mm 根據(jù)相關(guān)參數(shù)，繪制其二維圖紙，詳見(jiàn)下圖所示： 圖5-4 沖孔凸模 5.1.5 落料沖孔凸凹模 在沖壓模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，通常以凹模的落料尺寸作為基準(zhǔn)，來(lái)對(duì)凸模尺寸進(jìn)行確定，他的尺寸和形狀詳見(jiàn)下圖5-5。 圖5-5 落料沖孔凸凹模 結(jié)合該零部件對(duì)性能的要求，確定落料凸模加工的材料為Cr12，淬火硬度為55～60。 5.2墊板選用 由于該模具為凸模，其加工的工位相對(duì)來(lái)說(shuō)比較多，因此凸模的數(shù)量也會(huì)相應(yīng)的增加。這種情況下會(huì)導(dǎo)致模具的上模位置所需承受的力變的更大，所以為了確保模具的承受能力，我們?cè)谕鼓５暮竺嬖黾右粋€(gè)墊板，墊板在厚度選擇上與沖壓力的大小存在直接關(guān)系，沖壓力越大，墊板厚度越大。 圖5-6 上墊板 圖5-7 下墊板 5.3卸料機(jī)構(gòu) 卸載機(jī)構(gòu)其在模具加工過(guò)程中的最重要的作用是用來(lái)去除沖頭上的條料，此外卸料機(jī)構(gòu)也能時(shí)間壓料的目的，能夠有效的避免模具材料在沖壓的時(shí)候發(fā)生沖裁變形，此外模具卸料板也能夠起到引導(dǎo)材料以及保護(hù)沖頭的效果。通常情況下模具的卸料裝置有兩種不同的類型：剛性卸載及彈性卸料[21-22]。 在本次的前地板后縱梁加強(qiáng)板復(fù)合模設(shè)計(jì)中，選取的是彈性卸料方式，通常這種方式使用在加工的材料相對(duì)比較薄的情況下。它能夠有效的去報(bào)零部件的平整性[23]。而零件的上模部分的推件采用彈性推件的方式對(duì)加工好的零件進(jìn)行推出。 通過(guò)上述分析，繪制出該模具的卸料機(jī)構(gòu)見(jiàn)下圖4-8所示： 圖5-8 模具卸料機(jī)構(gòu) 圖5-9 模具推件機(jī)構(gòu) 5.4定位零件設(shè)計(jì) 在模具加工生產(chǎn)過(guò)程中，一定要去確保該模具的加工材料在條料上運(yùn)送過(guò)程是能夠達(dá)到進(jìn)度和平穩(wěn)度的要求的。因此我們需要設(shè)計(jì)一定的定位零件來(lái)對(duì)運(yùn)送過(guò)程起到定位和導(dǎo)向作用。在一個(gè)完整的沖壓模具中它的定位零件通常情況下都是由導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷、擋料銷、側(cè)刃和定位板等部分組成的。 通過(guò)對(duì)該前地板后縱梁加強(qiáng)板的加工過(guò)程進(jìn)行分析，我們可以得到該前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的定位零件采用的是導(dǎo)料銷導(dǎo)向，以及擋料銷定位。 圖5-10 導(dǎo)料銷 5.5 緊固件 未來(lái)能夠更好的固定模具，增加模具的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，所以在設(shè)計(jì)中必須考慮該模具所要應(yīng)用到的緊固件，通常情況下銷釘和螺釘是模具加工中非常普遍的兩類緊固件。 通常，模具加工行業(yè)中使用的最為普遍的螺釘是內(nèi)六角型。本次模具選取的螺釘其型號(hào)是：，旋轉(zhuǎn)深度為，最小的鎖入深度為 5.6 模架及模座確定 沖壓模具的模座的組成部分有上模座、下模座、導(dǎo)柱以及導(dǎo)套。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要結(jié)合模板的材料，來(lái)進(jìn)行導(dǎo)柱的分布。通常導(dǎo)柱的分布形式有幾種不同形式的，例如中間導(dǎo)柱模板、斜對(duì)角模板、后側(cè)導(dǎo)柱模板等[22-23]。 通常情況下，導(dǎo)柱分布通過(guò)進(jìn)給、制品尺寸、制品精度等相關(guān)參數(shù)決定的。根據(jù)模座使用的材料進(jìn)行分類，模座可以分為鑄鐵模座和鋼模座。根據(jù)材料的特性來(lái)說(shuō)，鋼模板相對(duì)于鑄鐵模板來(lái)說(shuō)更加適用于大型鑄件以及大型壓力機(jī)。該設(shè)計(jì)中的模具是復(fù)合模和單工序模具，在對(duì)模架進(jìn)行確定的時(shí)候，其考慮的因素主要是配合精度和復(fù)雜程度等。此外，因?yàn)樵撃＞邲_裁間隙小于0.1，因此選取中間導(dǎo)柱模架。 第六章 彎曲模具零部件設(shè)計(jì)與選擇 6.1 凹模設(shè)計(jì) 6.1.1凹模設(shè)計(jì) 在通常我們所說(shuō)的對(duì)凹模板的尺寸計(jì)算實(shí)際上就是對(duì)它的厚度計(jì)算，其原因是模板的長(zhǎng)度以及寬度我們能通過(guò)該零部件的尺寸得到。本次設(shè)計(jì)的模具為一個(gè)彎曲模，零件的凹模部分設(shè)計(jì)為嵌入式的結(jié)構(gòu)，凹模如圖6-1所示： 圖6-1 凹模的尺寸形狀設(shè)計(jì)圖 6.1.2 凸模設(shè)計(jì) 零件的凸模部分設(shè)計(jì)為鑲拼式的結(jié)構(gòu)，凸模鑲塊固定在凸模固定板上，凸模鑲塊如圖6-2所示： 圖6-2 彎曲凸模 6.1.3 凸模固定板設(shè)計(jì) 該前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的凸模固定板主要用于固定凸模，對(duì)于前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的凸模固定板的在材料上我們可以采用45剛，其設(shè)計(jì)圖見(jiàn)6-4所下圖所示: 圖6-3 凸模固定板 6.1.4 凹模固定板設(shè)計(jì) 該前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的凹模固定板主要用于固定凹模，對(duì)于前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的凹模固定板的在材料上我們可以采用45剛，其設(shè)計(jì)圖見(jiàn)6-4所下圖所示: 圖6-4 凹模固定板 6.2 定位零件 在零件的彎曲的時(shí)候需要對(duì)零件的彎曲前的胚料進(jìn)行定位，本次設(shè)計(jì)的的定位方式采用零件外形定位。 6.3 緊固件 未來(lái)能夠更好的固定模具，增加模具的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，所以在設(shè)計(jì)中必須考慮該模具所要應(yīng)用到的緊固件，通常情況下銷釘和螺釘是模具加工中非常普遍的兩類緊固件。 通常，模具加工行業(yè)中使用的最為普遍的螺釘是內(nèi)六角型。本次模具選取的螺釘其型號(hào)是：，旋轉(zhuǎn)深度為，最小的旋轉(zhuǎn)深度為。 6.4 上下模座的選用 模架的形式多種多樣，常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式分為后側(cè)導(dǎo)柱模架，中間導(dǎo)柱模架，四角導(dǎo)柱模架，對(duì)角導(dǎo)柱模架等等，并且通過(guò)材料的不同還分為鑄鐵模架和鋼板模架，一般來(lái)說(shuō)，鋼板模架不管是性能還是壽命都會(huì)高于鑄鐵模架，但是價(jià)格較貴，一般適用于大型的模架以及緊密的模具。對(duì)于模架形式的分類，一般來(lái)說(shuō)，后側(cè)導(dǎo)柱模架可以實(shí)現(xiàn)前后左右皆可送料，而中間導(dǎo)柱模架只能實(shí)現(xiàn)前后送料，但是中間導(dǎo)柱模架因?yàn)槭芰ζ骄?，所以中間導(dǎo)柱模架的壽命會(huì)高于后側(cè)導(dǎo)柱模架，所以在選擇模架的時(shí)候需要權(quán)衡各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)工件的類型為級(jí)進(jìn)模，并且尺寸稍大，所以為了保證模具的強(qiáng)度以及剛度，保證模具的工作壽命，所以在設(shè)計(jì)中采用了中間導(dǎo)柱模架。 模座的的尺寸L/mm×B/mm＝200mm×315mm,上模座的厚度與下模座厚度查標(biāo)準(zhǔn)分別為45mm、50mm。 結(jié) 論 本次前地板后縱梁加強(qiáng)板零件的沖壓模具設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)改制品的零件圖的分析確定加工工藝、材料選擇。同時(shí)對(duì)沖壓過(guò)程中的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，主要包括各沖裁力的大小。在此基礎(chǔ)上選定沖壓機(jī)，確定沖壓機(jī)的型號(hào)為：JC23-40。此外通過(guò)一些列的過(guò)程如刃口尺寸計(jì)算、凹凸模的設(shè)計(jì)、零件選取等流程最終設(shè)計(jì)完成該沖壓模具。 本次二維零件圖、裝配圖的繪制、三維建模通過(guò)CAD、UG等相關(guān)軟件完成的，通過(guò)本次的設(shè)計(jì)讓更加熟練的掌握了相關(guān)軟件的操作流程和注意事項(xiàng)，對(duì)軟件的各部分功能都有了更加深刻的了解，能夠獨(dú)立的完成模具軟件的設(shè)計(jì)。 在本次的設(shè)計(jì)中，對(duì)個(gè)人的能力有了很大的提升，同時(shí)也會(huì)四年的知識(shí)是一次很好的回顧，同時(shí)，設(shè)計(jì)中相關(guān)文獻(xiàn)的內(nèi)容對(duì)我提供了很多思路。綜合來(lái)說(shuō)，本次設(shè)計(jì)讓我對(duì)沖壓模具的設(shè)計(jì)流程和注意事項(xiàng)有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)以后的工作和學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 通過(guò)該前地板后縱梁加強(qiáng)板沖壓模具的設(shè)計(jì)可以得知，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)比較起來(lái)，計(jì)算機(jī)軟件和模具設(shè)計(jì)的結(jié)合能夠有效的提高設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)中期，同時(shí)對(duì)模具設(shè)計(jì)中的相關(guān)問(wèn)題可以及時(shí)的進(jìn)行糾錯(cuò)。有效的減少了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的前期失誤，是一種行之有效的設(shè)計(jì)方式。 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成我大學(xué)生活也快結(jié)束，即將跨入社會(huì)的大門(mén)，在這幾年大學(xué)生活和學(xué)習(xí)中學(xué)到了很多也逐漸的成長(zhǎng)，在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間中才發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足之處，通過(guò)向老師同學(xué)詢問(wèn)已及去圖書(shū)館查找相關(guān)資料把以前沒(méi)有搞懂的知識(shí)點(diǎn)和漏掉的地方都重新學(xué)習(xí)了一遍，才能順利完成此次設(shè)計(jì)。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我專業(yè)知識(shí)和能力有了進(jìn)一步提升。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成離不開(kāi)家人學(xué)習(xí)以及朋友的關(guān)懷與幫助，此刻要向他們表達(dá)我誠(chéng)