導(dǎo)向板沖壓沖裁模、彎曲模模具設(shè)計(jì)

導(dǎo)向板沖壓沖裁模、彎曲模模具設(shè)計(jì),導(dǎo)向,沖壓,沖裁模,彎曲,模具設(shè)計(jì) 1 緒 論 1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。 1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。 在2萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；" 　　改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 　　隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展工業(yè)現(xiàn)狀的重要度量工具。 　　近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪鴥?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 　　以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，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)。 　　例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 　　雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 ??? 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15～20萬美元，有的高達(dá)25～30萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 ?? 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 ? 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。? 其次，標(biāo)準(zhǔn)化水平有待提升。中國模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步晚，標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)、銷售、推廣和應(yīng)用工作相對落后，目前模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用覆蓋率約40%～45%，而國際上一般高于79%，中小模具則更在80%以上。 ???? ????　　第六，模具人才需求遠(yuǎn)大于供給的窘境急需改觀。模具人才的培育本身是個(gè)長期過程，且要求多年經(jīng)驗(yàn)的積累。而受限于軟硬件設(shè)施條件，一些高校培養(yǎng)出的專業(yè)學(xué)員實(shí)際技能不夠；同時(shí)，規(guī)范化職業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的缺失導(dǎo)致了社會上各類培訓(xùn)班的學(xué)員亦良莠不齊。 ???? ????　　第七，需再接再厲，加快模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐?？偟陌l(fā)展方向仍將是，實(shí)現(xiàn)大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)總體速度；繼續(xù)擴(kuò)增塑料模和壓注模所占比例；擴(kuò)充專業(yè)模具廠家的數(shù)量及能力。 ???? ????　　第八，加大投入以強(qiáng)化創(chuàng)新能力。骨干企業(yè)有必要配齊從模具粗加工、熱處理到各種精加工、光整加工、質(zhì)量控制與監(jiān)測等的整套設(shè)備；一般企業(yè)也應(yīng)擁有數(shù)控加工設(shè)備，實(shí)現(xiàn)模具制造的全自動(dòng)加工，并通過推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作強(qiáng)化創(chuàng)新力。 ???? ????　　第九，促進(jìn)模具企業(yè)間聯(lián)合重組應(yīng)成為大勢所趨。這主要是考慮到當(dāng)前模具企業(yè)中相當(dāng)一部分為民營企業(yè)，客觀上存在先進(jìn)制模技術(shù)和設(shè)備難于導(dǎo)入的問題，這無疑加劇了在中低檔市場的競爭。 ???? ????　　第十，海外市場開拓有待深化。以澳大利亞為例，該國對沖壓模具的需求看漲，中國可利用自身在這方面的技術(shù)裝備優(yōu)勢，進(jìn)一步開拓國際市場。 1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動(dòng)中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 　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)展如下幾項(xiàng)： 　　(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 　　模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/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/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、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 　　國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，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。目前它已向更高的敏捷化、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)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的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、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 　　(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)成加工技術(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)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，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。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。 　　(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 　　我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。 　　(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 　　選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。 　　(7)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化 　　模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。 　　(8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 　　這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國才達(dá)到45％． 1.3 導(dǎo)向板模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路 沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一，它是利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。它包括落料、沖孔、切邊、修邊、切舌、剖切等工序，其中落料和沖孔是最常見的兩種工序。沖裁在沖壓加工中應(yīng)用極廣。它既可直接沖出成品零件，還可以對已成形的工件進(jìn)行再加工。普通沖裁加工出來的制件的精度不高，一般情況下，沖裁件的尺寸精度應(yīng)在IT12級以下，不宜高于IT10級。 彎曲是利用金屬的塑性變形,將板料、棒料、型材或管材等按設(shè)計(jì)要求彎成一定曲率和一定角度的零件的一種沖壓工序。它屬于成形工序,是沖壓加工的基本工序之一。 只有加強(qiáng)沖裁變形基礎(chǔ)理論的研究，才能提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，從而，進(jìn)一步提高制件質(zhì)量。 導(dǎo)向板是典型的沖壓件，該模具工作過程是簡單的沖孔切斷彎曲，根據(jù)零件圖的結(jié)構(gòu)和尺寸精度以及材料的性能確定完成該沖件所需要的模具類型.因此，綜合考慮各種因素后采用連續(xù)級進(jìn)模。根據(jù)計(jì)算的結(jié)果和選用的標(biāo)準(zhǔn)模架，判斷此次沖裁能不能采用標(biāo)準(zhǔn)的模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度,改變導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度的同時(shí),還要注意保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的強(qiáng)度. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的高度可根據(jù)沖裁凸凹模與落料凹模工作配合長度決定．設(shè)計(jì)時(shí)可能高度出現(xiàn)誤差，應(yīng)當(dāng)邊試沖邊修改高度。 1.4 導(dǎo)向板模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度 1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間10天； 　　 2.確定加工工藝方案，所用時(shí)間5天； 　　 3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間30天； 4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間5天． 2 工藝性分析 工件名稱:導(dǎo)向板 生產(chǎn)批量:大批量 材 料: Q195鋼 厚 度: 1mm 工件簡圖:見圖1 圖1 導(dǎo)向板 2.1尺寸精度 圖示零件的尺寸均未注公差，按慣例取IT14級，尺寸精度較低，符合一般沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。 2.2沖裁件的孔邊距和孔間距 為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度，孔邊距和孔間距不能過小。其最小許可值當(dāng)取：。根據(jù)工件的尺寸可得，C=2mm所以工件的尺寸符合要求。 沖孔時(shí)因凸模強(qiáng)度限制孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷，查表2.7.3知，工件上孔的直徑大于或等于0.4倍的料度即d1≥0.4t。由任務(wù)書零件圖易于看出工件的尺寸符合要求。 2.3沖壓工藝性 圖示零件材料為Q195鋼，適合一般的沖壓加工。此工件有沖孔切斷彎曲三個(gè)工序，結(jié)構(gòu)相對比較簡單，只有兩個(gè)φ4.1的孔和彎曲。圖示零件的尺寸全部為未注公差的一般尺寸，一般按IT14級取，尺寸精度較低，普通沖裁與彎曲均完全可以滿足要求。 由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)。 3 工藝方案的選擇 該工件包括落料和沖孔兩個(gè)基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔,再彎曲。采用單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓,然后彎曲。采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔切斷彎曲連續(xù)模。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 分析沖壓方案如下: 方案一的模具結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命長,制造周期短;工件的回彈容易控制,尺寸和形狀精確,表面質(zhì)量高,但需要三道工序三套模具，成本高而且生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。 方案二需要兩副模具，工件的精度高，生產(chǎn)效率較高,成本也較低。 方案三只需要一套模具,工序集中,用一副模具完成全部工序,由于它實(shí)質(zhì)上是把方案一的各工序分別布置到級進(jìn)模的各個(gè) 工位上效率高,能夠滿足大批量的生產(chǎn)，但是設(shè)計(jì)復(fù)雜不符合現(xiàn)階段要求。 該零件φ4.1mm的孔與邊之間的最小距離為4.5mm，大于此凸凹模允許的最小壁厚（2.7mm），可以采用沖孔、落料復(fù)合?；驔_孔、切斷連續(xù)模。而且復(fù)合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。 綜上所述,選用方案二較合理。 4 模具結(jié)構(gòu)的選擇與確定 1）模具結(jié)構(gòu)：根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔，落料和彎曲兩個(gè)工序，為方便小孔廢料的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模安排在下模。凹模安排在上模,采用剛性打料裝置既可以卸料也可以用來壓料,保證精度。 2）導(dǎo)向方式：為了提高模具壽命和工作質(zhì)量，便于安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 3）定位裝置：本工件在模具中尺寸是較小的，又是大批量生產(chǎn)，沖孔時(shí)第一個(gè)工位采用定位銷定位，第二個(gè)工步采用固定擋料板定位。 4）送料方式：因是大批量生產(chǎn)，但工件簡單，所以采用手動(dòng)送料方式比較好，能夠使模具制造簡單。同時(shí)因模具采用沖孔落料復(fù)合模，所以板料需排樣設(shè)計(jì)。 5）卸料方式：本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料從凹?？锥绰┫拢瑸榱撕喕＞呓Y(jié)構(gòu)，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為1 mm，料厚比較厚，為了簡化模具結(jié)構(gòu)和達(dá)到可靠的卸料力，選用剛性卸料板來卸下條料廢料。在此可以用導(dǎo)料板兼做剛性卸料板。 5 相關(guān)工藝計(jì)算 5.1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，本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響。本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力P按下式計(jì)算： 式中 P—沖裁力（KN）。 K—系數(shù)，一般取1.3 L—沖裁件剪切周邊長度（mm）。 t—沖裁件材料厚度（mm） —被沖材料的抗剪強(qiáng)度。 上式中抗剪強(qiáng)度與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊中查詢，為方便計(jì)算，可取材料的，故沖裁力表達(dá)式又可表示為： 查手冊 Q195鋼的取極限值 查表2.6.1卸料力系數(shù) 卸料力 推件力 —推件力系數(shù),由手冊查得 n—同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中n=h/t h—凹模刃部直壁洞口高度（mm）， t—料厚( mm) 查手冊 表2.9.4 可得和h=6mm,故n=6/2＝3 5.2彎曲工序總力的計(jì)算 1）彎曲件坯料尺寸計(jì)算： 彎曲件未注圓角取r=1mm（大于材料允許的最小彎曲半徑） 的彎曲件，由于變薄不嚴(yán)重，可按中性層展開原則，坯料總長度等于彎曲件直線部分長度和彎曲圓角部分應(yīng)變中性層長度之和，即： 式中——彎曲件彎曲圓角部分長度； ——坯料展開總長度； ——彎曲中心角。 2）彎曲力的計(jì)算 彎曲力指的是壓力機(jī)完成預(yù)定的彎曲工序所需施加的壓力，是選擇壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一，生產(chǎn)中通常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算. U形件彎曲力 式中 ——沖壓行程結(jié)束時(shí)子有彎曲的彎曲力（N）； K——安全系數(shù)，一般取K=1.3； b——彎曲件寬度（mm）； ——彎曲件材料的抗拉強(qiáng)度（Mpa）； r——彎曲件的內(nèi)彎取半徑（mm）。 模具設(shè)有頂件裝置（兼作押料裝置），其頂件力或壓料力的值可近似取自由彎曲力的30%-80%，即 式中——自由彎曲力（N）； k——系數(shù)，取0.3—0.5。 6 初選壓力機(jī) 6.1 初選壓力機(jī) 查文獻(xiàn)[4]開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號為JG23-16見表。 表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù) 型號 公稱壓力/kN 滑塊行程/mm 最大閉和高度/mm 工作臺尺寸/mm 墊板尺寸（厚度） 可傾斜角/· 封閉高度調(diào)節(jié)量/mm JH23-40 400 80 330 460×700 65 30 65 5.4 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)的壓力中心滑塊中心線重合。否則沖壓時(shí)滑塊就會承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會使合理的間隙得不到保證，從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命，嚴(yán)重的可能損壞模具。 該模具的結(jié)構(gòu)的制造壓力中心與模柄中心線重合，故壓力中心點(diǎn)就是幾何對稱點(diǎn)。若選用坐標(biāo)系XOY，即xc＝0，yc＝0。 由以上計(jì)算可以得出模具的壓力中心以便裝模時(shí)與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。 7 主要零件設(shè)計(jì)與選擇 7.1沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算 由于制件結(jié)構(gòu)簡單精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開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。由于零件未標(biāo)注公差在此均按IT14級算。 沖孔時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大極限尺寸；然后將凸模尺寸增大到最小合理間隙值即得到凹模尺寸。間隙取在凹模上。由表2-23得Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm。 式中 ----分別為沖孔凸凹模的基本尺寸； ——沖裁件的公差； ——沖孔件的最小極限尺寸； ——分別為凸模、凹模的制造公差，凸模公差取下偏差絕對值，凹模公差取上偏差絕對值，一般按零件公差的1/3-1/4來選取。 查表2.5得沖裁時(shí)的值： 孔心距屬于磨損后基本不邊的尺寸。 7.2 彎曲模具間隙寸的計(jì)算 該零件的彎曲工序?qū)儆赨形件彎曲，必須確定適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙過大回彈值大。工件精度降低；間隙過小，會使材料變薄，降低模具壽命。 黑色金屬的彎曲凸凹模間隙為： 式中 t——材料厚度（mm）； C——間隙系數(shù)，查表取C=0.10。 點(diǎn)邊間隙 彎曲凸凹模工作部分尺寸計(jì)算： 零件尺寸標(biāo)注在內(nèi)形上，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，先確定凸模尺寸，然后再增加間隙值確定凹模尺寸。 因此， 7.3工作零部件的設(shè)計(jì) 7.3.1沖孔凸模 因?yàn)樗鶝_的孔為圓形，不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。采用圓形標(biāo)準(zhǔn)件B型式。沖φ4.1mm的孔的凸模結(jié)構(gòu)如圖2所示： 圖2 其加工的工藝過程如下： 表二 凸模工藝過程 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 選用80×100—T10A JB/T 7643.1 3 熱處理 調(diào)質(zhì) 4 熱處理 按熱處理工藝，淬火回火達(dá)到58～62HRC 5 磨平面 精磨上、下平面，使達(dá)到要求 6 線切割 按凸模輪廓切割，達(dá)到尺寸要求 7 鉗工精修 凸模刃口修磨量6mm, 使全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求 8 檢驗(yàn) 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)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即 對于圓形凸模 dmin≥=4×2×350/450=6.22mm 所以承壓能力足夠。 —沖裁材料的抗剪強(qiáng)度，310～380MPa —凸模材料許用強(qiáng)度，取440~470MPa 抗縱向彎曲力校核　 對于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）　 　Lmax≤270d2/=270×3.22/√(366)1/242mm 所以長度適宜。 式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm F ——沖模力,N ｄ——凸模最小截面的直徑，mm 凸模固定端面的壓力 　　q =<=366/(2.052π)=528.2MPa 式中　 q—凸模固定端面的壓力，MPa F—落料或沖孔的沖裁力，N 　—模座材料許用壓應(yīng)力，MPa 凸模固定板端面壓力超過了80～90ＭＰa，為此應(yīng)在凸模頂端與模座之間加一個(gè)淬硬的墊板。矩形墊板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝２﹞表查得100×100×6 7.3.2 沖孔凹模 凹模采用整體式凹模，安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄重合。其輪廓尺寸計(jì)算如下： 凹模高度H=Kb=0.25×64=16mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值16mm 凹模壁厚c=（1.5～2）H =24～32mm 取凹模厚度為30mm, 凹模寬度B=b+2c=(64+2×30)=94mm, 式中b---凹模刃口的最大尺寸(mm) c---凹模壁厚(mm) 指刃口至凹模外形邊緣的距離； K=系數(shù)，取0.40 凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.7~2.0）d 其工藝過程如下表： 表三 凹模工藝過程 工序號 工 序 名 稱 01 下料：132mm×112mm×28mm 02 粗銑：銑六面,互為直角,留單邊余量0.5mm 03 磨削：磨六面,互為垂直,留單邊余量0.3mm 04 鉗工：劃線,按位置加工孔,并攻螺紋 05 熱處理：按熱處理工藝,淬火回火達(dá)到58～62HRC 06 磨削：精磨上下平面 07 線切割：按圖紙要求進(jìn)行線切割 08 鉗工：鉗工精修、拋光 圖3 整體式凹模的局部結(jié)構(gòu) 圖4 凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用 d為螺孔的距離由于凹模厚度為10mm，所以根據(jù)表2.4﹝2）查得螺孔選用2×M5的螺釘固定在下模座。故選用如圖5： 螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×5=7.5mm a3=1.13d≈5.65mm 凹模上螺孔間距由表2.47查得最小間距為15mm，最大間距為50mm。 　　　 螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)大于10。 根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板125×80×16（JB/T7643.1—1994） 7.3.3 彎曲凸模 彎曲凸模與沖孔凹模的長度和高度相同取L=125mm，H=16mm，寬度B=20mm，凸模圓角取r=1mm。彎曲凸模結(jié)構(gòu)如圖5所示： 圖5 7.3.4 彎曲凹模 凹模圓角半徑一般按材料厚度來選取，因?yàn)椴牧虾穸葹?mm， 則 取 凹模圓角半徑。彎曲凹模結(jié)構(gòu)如圖6所示： 圖6 7.4 螺釘與銷釘?shù)脑O(shè)計(jì): 螺釘和銷釘都是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)模具是按標(biāo)準(zhǔn)選用即可，螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘，螺釘、銷釘規(guī)格根據(jù)沖壓力的大小、凹模厚度等確定。 7.5 墊板的設(shè)計(jì) 墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和固定板相同，厚度取10mm 7.6 固定板的設(shè)計(jì): 將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬Φ奈恢脡喝牍潭ê?，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上。 固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍,其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同,需考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢谩９潭ò宓耐拱寄０惭b孔與凸凹模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸凹模端面和固定板一起磨平。 8 模架及其閉合高度 選擇模架規(guī)格。 凹模固界：L=160 B=125 上模座（GB/T 2851.3—1990） 160×160×40 下模座（GB/T 2851.3—1990） 160×160×50 導(dǎo)柱（GB/T.2861.1）(2個(gè)d/mm×l/m) 分別為mm×200mm 導(dǎo)套（GB/T2861.6 )(2個(gè))d/mm×l/mm×D/mm為25×125×33， 上模座厚度H取40mm，墊板厚度H墊取10mm，，凸模固定板取18㎜,沖孔凸模 H =42㎜，下模座厚度H下取50㎜，導(dǎo)料板厚度取6mm，凹模厚度16mm，那么該模具的閉合高度H閉=40+10+18+42+50+6+16=182mm因?yàn)槟＞叩姆忾]高度H應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大封閉高度Hmax和最小封閉高度Hmin之間，一般取 Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm有前面壓力機(jī)的閉合高度知此模具閉合高度滿足要求 9模具裝配圖 1. 一組圖形 模具裝配圖應(yīng)綜合運(yùn)用視圖、剖視、斷面等表達(dá)方法，正確、完整、清晰地表達(dá)模具各零件的相互位置關(guān)系和裝配關(guān)系，同時(shí)準(zhǔn)確地反映出該模具的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 2. 必要的尺寸 必要的尺寸包括反映模具性能、規(guī)格和零件間裝配關(guān)系的尺寸，及模具的外形尺寸、安裝尺寸和其他重要尺寸。 3. 技術(shù)要求 有關(guān)模具裝配、安裝、調(diào)試、保管等方面的要求和應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，一般用文字說明。 4. 模具零件的序號明細(xì)欄和標(biāo)題欄 模具裝配圖中，應(yīng)對每個(gè)不同模具零件編寫序號，并在明細(xì)欄中填寫序號、代號、名稱、數(shù)量、材料、備注等內(nèi)容。標(biāo)題欄中應(yīng)填寫模具的名稱、比例、圖號及設(shè)計(jì)、審核等人員的簽名。 5．模具裝配圖見附圖。 10壓力機(jī)的校核 前面已經(jīng)初選的壓力機(jī)中，JH23-40型壓力機(jī)工作臺尺寸為460×700mm,最大閉合高度330mm，連桿調(diào)節(jié)長度為35mm,最大裝模高度為145mm，而上面知道的模具閉合高度為145mm，可以安裝。模柄孔尺寸為φ30mm×50mm也于本副模具所選模柄尺寸相符 結(jié)束語 導(dǎo)向板屬于典型的沖裁件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是沖孔凸、凹模的設(shè)計(jì)和彎曲模的設(shè)計(jì),需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少廢品的產(chǎn)生。 導(dǎo)向板沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，但是其尺寸相對較大不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長度，因此需要改變上、下模座的長度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應(yīng)的簡化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 導(dǎo)向板模具的設(shè)計(jì)，是理論知識與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識到，要想做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 第 20 頁