固定片沖孔落料復(fù)合模設(shè)計(jì)-沖壓模具含10張CAD圖

固定片沖孔落料復(fù)合模設(shè)計(jì)-沖壓模具含10張CAD圖,固定,沖孔,復(fù)合,設(shè)計(jì),沖壓,模具,10,cad 固定片沖孔落料復(fù)合模設(shè)計(jì) 摘 要 本文主要介紹固定片沖孔落料復(fù)合模設(shè)計(jì)過程，該復(fù)合模專門為零件（固定片）生產(chǎn)工序中的沖孔工序和落料工序而設(shè)計(jì)的。用這種復(fù)合模生產(chǎn)的好處在于能夠很大程度上提高零件的生產(chǎn)效率與產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性，還能與自動(dòng)化設(shè)備接軌，一次成形；一套沖孔落料復(fù)合模，可以很大程度上節(jié)省零件加工時(shí)長(zhǎng)與投入的人力，主要因?yàn)槭÷缘袅藘傻兰庸すば?，不需要多臺(tái)機(jī)床生產(chǎn)加工；該復(fù)合模的設(shè)計(jì)過程：首先分析該零件加工工藝，確定零件使用材料和技術(shù)要求，再來(lái)設(shè)計(jì)出模具的尺寸，選出合適的標(biāo)準(zhǔn)件（符合模具尺寸），組裝出該復(fù)合模架。 關(guān)鍵詞：復(fù)合模設(shè)計(jì)；沖孔和落料；一次成形；自動(dòng)化 III Design of perforating and Blanking Compound Die for fixed sheet Abstract This paper mainly introduces the design of punching blanking compound die, which is specially designed for punching and blanking of two parts in parts (fixing piece). The advantages of the compound die are that it can improve the production efficiency and the stability of the product size to a great extent. It can also be connected with the automation equipment, one forming, a set of punching and blanking compound die, which can save the length and the manpower of the parts processing. In addition, it saves two processing procedures and does not need multiple machine tools; the compound die is not required. Design process: first, it analyzes the processing technology of the parts, determines the material and technical requirements of the parts, then designs the size of the concave and convex mould, finally designs the mold frame, selects the suitable standard parts according to the national standard, and assembles the composite mold frame. Key words: Design of compound die; Punching and blanking; Once formed; Automation 目 錄 摘 要 II Abstract III 1 緒 論 1 2 確定工藝方案 3 2.1 工藝分析 3 2.2 沖裁工藝方案的確定 3 2.3 復(fù)合模結(jié)構(gòu)形式確定 3 3 工藝設(shè)計(jì) 5 3.1 零件圖分析 5 3.2 排樣設(shè)計(jì) 10 3.3 沖裁工藝力計(jì)算 12 3.4 刃口尺寸計(jì)算 16 3.5 模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 4.1工作零部件的設(shè)計(jì) 20 4.2定位零件的設(shè)計(jì) 21 4.3模架其它零部件的設(shè)計(jì) 21 4.4沖壓設(shè)備的選取 22 4.5模具零件的加工工藝 22 4.6模具的裝配 23 5 結(jié) 論 26 參考文獻(xiàn) 27 附 錄 28 致 謝 29 1 緒 論 1.1冷沖模裝配結(jié)構(gòu)與復(fù)合模具介紹 沖壓成形技術(shù)主要是壓力機(jī)施加壓力，通過它的上面模具使零件所用的板材和帶料產(chǎn)生塑性變形或者是分離的加工過程。如果沖壓過程是在常溫的情況下沖壓時(shí)，那么將稱其為冷沖壓。沖壓模的基本結(jié)構(gòu)是：工作零件（設(shè)計(jì)模具刃口尺寸的主體）、定位零件（確保送料有正確的導(dǎo)向以及送料的距離）、卸料與推料零件（將制件和廢料排除）、導(dǎo)向零件（確保上下模運(yùn)動(dòng)的精度，控制其合理間隙）、安裝及固定零件（使其他幾部分零件連在一起，形成一個(gè)整體)。 根據(jù)工序的按排組合如下四種模具設(shè)計(jì)方案：第一種單工序模：一般情況下，此類模具只需要一對(duì)凹模和凸模來(lái)加工工件，讓壓力機(jī)工作一個(gè)工作循環(huán)，這樣只能夠完成一道沖壓工序的模具。第二種復(fù)合模：該種模具只在一個(gè)工位上工作加工工件，而且壓力機(jī)也只進(jìn)行一個(gè)工作循環(huán)，那就是說(shuō)，該套模具可以在同一個(gè)加工位置同時(shí)完成兩道沖壓加工工序或者是兩道以上沖壓加工工序的模具。第三種級(jí)進(jìn)模：沖裁時(shí)，在送料的方向上，一般會(huì)有兩個(gè)工位或者是更多的工位，而且壓力機(jī)也進(jìn)行一個(gè)工作循環(huán)，在不同的工位上能夠完成兩道沖壓加工工序或者是兩道以上沖壓加工工序的模具。第四種傳遞模：該種模具主要就是融入了一些機(jī)械手臂傳遞自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的模具內(nèi)部快速傳遞效果和提高生產(chǎn)零件的效率，同時(shí)可以降低零件的生產(chǎn)成本值和大大地節(jié)儉了材料的成本，當(dāng)進(jìn)行零件批量生產(chǎn)時(shí)，提高零件尺寸與質(zhì)量的穩(wěn)定性。 結(jié)合我自己設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)來(lái)看，我選用的是沖孔—落料復(fù)合模，下面我來(lái)介紹一下復(fù)合模類型：第一種是比較常見的沖裁類型的復(fù)合模具，例如我這次設(shè)計(jì)的沖孔—落料復(fù)合模以及比較常用的沖孔—切斷復(fù)合模等等；第二種是也比較常見的成形類型復(fù)合模具，例如復(fù)合擠壓模、彎曲復(fù)合模等等；第三種是比較復(fù)雜的沖裁與成形復(fù)合模具，例如比較不常見的拉伸—落料復(fù)合模具和拉深—切邊復(fù)合模具兩種模具，還有工廠經(jīng)常用到的沖孔—翻邊復(fù)合模具等等。此外，多說(shuō)一下復(fù)合模模柄的選用，有很多的設(shè)計(jì)樣式：例如壓人式結(jié)構(gòu)、凸緣式結(jié)構(gòu)、旋入式結(jié)構(gòu)等等都可以選用，但必須確保模柄的結(jié)構(gòu)類型裝到模座后，可以讓其配合良好，并且能夠獲得足夠穩(wěn)定性，更主要的是不可以因?yàn)橥肆蠙C(jī)構(gòu)的原因，導(dǎo)致模柄的強(qiáng)度降低[1]。 1.2我國(guó)冷沖模發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展分析 我國(guó)模具行業(yè)發(fā)展比較遲，所以導(dǎo)致專業(yè)化水準(zhǔn)不是很高，設(shè)計(jì)模具標(biāo)準(zhǔn)化水平也不高，而且冷沖壓模具制造技術(shù)專業(yè)程度也比一些其他類型的模具制造技術(shù)都更低，比如說(shuō)塑料模制造和壓鑄模制造等等。在一定程度上，這就導(dǎo)致沖壓模具設(shè)計(jì)制造行業(yè)的發(fā)展受到了抑制，根據(jù)國(guó)內(nèi)外模具行業(yè)制造專業(yè)化，模具設(shè)計(jì)制造專業(yè)化可以劃分出五個(gè)層次：第一層模具的設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)應(yīng)該要獨(dú)立于其他產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，那就是說(shuō)專業(yè)化需要的模具需要外供；第二層當(dāng)我們按照模具結(jié)構(gòu)種類來(lái)劃分的話，這就可能會(huì)導(dǎo)致僅僅從事某一類的模具設(shè)計(jì)制造生產(chǎn)；第三層當(dāng)在某類模具發(fā)展中，將要按照它的服務(wù)對(duì)象或者是模具生產(chǎn)制造工藝和尺寸大小來(lái)定，可以選擇這類模具中的某類模具（例如汽車的覆蓋件模具、沖孔—落料復(fù)合模具等等）進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)制造；第四層專業(yè)生產(chǎn)出來(lái)的模具中也將會(huì)有某些零件彈性元件、沖頭等等，供給一些模具生產(chǎn)制造公司企業(yè)；第五層如果按照工序安排順序進(jìn)行專業(yè)化協(xié)作，這就好比現(xiàn)在社會(huì)上，專門進(jìn)行模具型腔加工保證生產(chǎn)工件尺寸穩(wěn)定和鍍膜的公司給模具增加其他性質(zhì)如硬度、耐磨性等等。像這種多個(gè)層次的專業(yè)化的狀態(tài)盡管能夠促進(jìn)了模具行業(yè)的快速發(fā)展，但是模具行業(yè)專業(yè)化還是有一段距離，所以必須要加快模具行業(yè)發(fā)展進(jìn)程才能更好地適應(yīng)模具制造業(yè)發(fā)展的局勢(shì)。 沖壓模具對(duì)工業(yè)生產(chǎn)很重要，我認(rèn)為它應(yīng)該是生產(chǎn)制造行業(yè)的重要的基礎(chǔ)，因?yàn)樗彩巧a(chǎn)中是不可缺少的工藝裝備。在工業(yè)生產(chǎn)制造當(dāng)中，我們可以通過模具生產(chǎn)出的零件，有很高的精度、低能耗以及超高的生產(chǎn)率的特點(diǎn)，這些生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)使模具設(shè)計(jì)制造工業(yè)也在制造行業(yè)中的有很重要的地位?，F(xiàn)如今，模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)已經(jīng)成為了大家公認(rèn)評(píng)估一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造行業(yè)生產(chǎn)水平高低重要標(biāo)準(zhǔn)了?？梢哉f(shuō)如果沒有高水平的模具生產(chǎn)制造技術(shù)的話，也就是說(shuō)生產(chǎn)不出高水平的零件。就根據(jù)汽車組合部件制造行業(yè)來(lái)看，現(xiàn)在世界上各國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛地發(fā)展進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量也得到了很大的改善，人們使用汽車越來(lái)越多，因此汽車身上的各種零部件需求也很多，為了能夠滿足零件的大量需求，沖壓技術(shù)的出現(xiàn)緩解了需求不夠的問題，否則如果要單靠傳統(tǒng)加工方式的話，一年也不能夠產(chǎn)出多少車，根本不能想著讓汽車使用普及這話，所以沖壓技術(shù)影響了汽車行業(yè)，反過來(lái)汽車行業(yè)也大大地推動(dòng)了沖壓技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，但是這也導(dǎo)致國(guó)內(nèi)模具加工技術(shù)要有更高的設(shè)計(jì)要求才行。同時(shí)因?yàn)殡娮佑?jì)算機(jī)飛速發(fā)展，計(jì)算技術(shù)融入到?jīng)_壓技術(shù)中，讓沖壓成形技術(shù)得到了很大的發(fā)展，模具技術(shù)生產(chǎn)在自動(dòng)化方向上有了巨大進(jìn)步和突破，進(jìn)入一個(gè)全新的實(shí)用的設(shè)計(jì)發(fā)展領(lǐng)域，因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)中各種軟件使用對(duì)模具設(shè)計(jì)分析制造也都有著特別重要的作用。目前，我感覺冷沖壓技術(shù)在生產(chǎn)制造領(lǐng)域中有著無(wú)法替代的作用，不停地促進(jìn)制造業(yè)發(fā)展進(jìn)步[2]。 1.3復(fù)合模的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 復(fù)合模的優(yōu)點(diǎn)：第一點(diǎn)制造出來(lái)的工件同軸度很好，用模具生產(chǎn)出來(lái)的零件表面也比較平直，也就是其平面度很好，尺寸精度很好；第二點(diǎn)用模具生產(chǎn)零件生產(chǎn)效率非常高，而且它也不會(huì)因?yàn)槭艿教峁┑臈l料外形尺寸的精度的影響而受限制，特別是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢角料也可用來(lái)再生產(chǎn)，非常的經(jīng)濟(jì)劃算。 復(fù)合模的缺點(diǎn)：復(fù)合模具結(jié)構(gòu)相對(duì)與單工序模具比較復(fù)雜，它的模架結(jié)構(gòu)部件加工也比較困難，這就導(dǎo)致模具制造的成本比較高，而且一般情況下凸凹模也很容易受到最小壁厚尺寸的影響限制，從而導(dǎo)致讓一些內(nèi)孔（板件上的各孔）間距以及內(nèi)孔與邊緣之間的距離，如果相距較近的話，則不好被采用。 綜合上面進(jìn)行分析，復(fù)合模它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)比較誘人，非常的實(shí)用，優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)大于缺點(diǎn)，所以模具設(shè)計(jì)的話，如果條件許可話，大多會(huì)選擇復(fù)合模結(jié)構(gòu)。 34 2 確定工藝方案 2.1 工藝分析 該模具的設(shè)計(jì)思路主要是按照該零件（圖2—1）生產(chǎn)制造中沖孔工序與落料工序進(jìn)行設(shè)計(jì)。該零件（圖2—1）是工廠生產(chǎn)的固定片，材料SPHC(熱軋鋼板），孔1直徑 11 mm，孔2直徑 12 mm，厚度3 mm。材料SPHC是有不錯(cuò)的沖壓性能的材料，模具設(shè)計(jì)時(shí)該零件材料性質(zhì)不成問題，不會(huì)影響沖壓模具設(shè)計(jì)。而且轉(zhuǎn)化后的零件（圖2—2）結(jié)構(gòu)也都滿足沖裁模具的設(shè)計(jì)的加工要求，四個(gè)孔之間的距離，以及各孔與零件外輪廓的之間的距離也都大于 8 mm ，所以零件結(jié)構(gòu)也符合沖裁設(shè)計(jì)要求。 此外，該零件（2—2）的沖孔工序和落料工序精度等級(jí)要求也分別為：IT11級(jí),IT10級(jí)。該零件尺寸精度要求，不是很難達(dá)到，因此不同沖裁都可以滿足設(shè)計(jì)的要求。 零件為材料SPHC(熱軋鋼板），它與材料Q235性質(zhì)相近：它們都具有不錯(cuò)的塑形和成形能力，還有一定承受壓力加工性能，抗拉強(qiáng)度 σb / MPa ≥ 270MPa[3]。 圖2—1 圖2—2 2.2 沖裁工藝方案的確定 首先根據(jù)該零件彎曲前（圖2—2）的加工情況進(jìn)行分析，該零件彎曲前（圖2—2）生產(chǎn)該零件的兩種工序分別為：落料工序、沖孔工序。 該零件彎曲前（圖2—2）模具設(shè)計(jì)按工序的先后順序組合，可得出三種方案： 方案一：沖孔為第一道工序，并設(shè)計(jì)沖孔模具，落料為第二道工序，同樣設(shè)計(jì)落料模具，兩套單工序模。這種方案要設(shè)計(jì)兩套的模具，比較麻煩，工序也很繁瑣制造精度也不高，生產(chǎn)的零件的質(zhì)量也不行。 方案二：設(shè)計(jì)一套沖孔—落料級(jí)進(jìn)模，該模具設(shè)計(jì)兩道工位，工位（1）是沖孔，工位（2）是落料，但是這種級(jí)進(jìn)模的體積太大了，而且制造結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，成本也高，加大了模具外形尺寸，增加加工難度。 方案三：沖孔—落料復(fù)合模，這兩道工序結(jié)合在一起，因此只需要一個(gè)復(fù)合模就可以完成生產(chǎn)零件。好處在于制造零件（圖2—2）的同軸度較好，零件（圖2—2）平面度很好，尺寸精度也很高，非常適合批量生產(chǎn)，產(chǎn)效非常地高，更主要的是模具的輪廓尺寸不會(huì)太大，模具的設(shè)計(jì)成本也很低。 綜合上面所陳述的方案分析可知，根據(jù)各方面因素，我選取方案三，設(shè)計(jì)一套沖孔—落料復(fù)合模，這套模具很符合我的設(shè)計(jì)要求[4]。 2.3 復(fù)合模結(jié)構(gòu)形式確定 根據(jù)上面確定了的工藝設(shè)計(jì)方案，我選取的是沖孔—落料復(fù)合模。而對(duì)于復(fù)合模一般只有兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，正裝結(jié)構(gòu)樣式復(fù)合模和倒裝結(jié)構(gòu)樣式復(fù)合模，它們主要通過凸凹模所在位置來(lái)區(qū)分（上和下）。一般情況下，倒裝式復(fù)合模，我們會(huì)將凸凹模安裝在下模所在位置；正裝式復(fù)合模，我們會(huì)將凸凹模安裝在上模所在位置[5]。 正裝結(jié)構(gòu)的復(fù)合模沖壓成形之后零件留在下模具，我們需要向上推出，才能夠取出零件，這種結(jié)構(gòu)取出零件很不方便，而且這套模具需要三套裝置分別是除料裝置、除件裝置、頂件裝置，這樣讓結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，而且不安全。而倒裝結(jié)構(gòu)的復(fù)合模成形之后，零件會(huì)留在上模具，我們只需要在上模具安裝一副推件機(jī)構(gòu)就好了，取出零件十分方便，沖孔的廢料排出也很方便，廢料直接從凸凹?？茁┫戮涂梢粤?。 根據(jù)該零件的形狀分析，為了后面方便脫模，我選用倒裝結(jié)構(gòu)復(fù)合模。 3 工藝設(shè)計(jì) 3.1 零件圖分析 3.1.1 零件圖尺寸分析 （1）彎曲后零件圖（三維圖） （2）彎曲前零件圖（三維圖） 圖3—1 圖3—2 圖3—1是該零件彎曲后的零件，我要設(shè)計(jì)的是該零件生產(chǎn)加工的兩道工序，設(shè)計(jì)成一個(gè)復(fù)合模具，這兩道工序的零件圖也就是圖3—2的零件圖，目前只有3—1的圖紙的數(shù)據(jù)參數(shù)，要將圖3—1轉(zhuǎn)化成圖3—2，所以要分析該零件彎曲前后尺寸變化情況[6]。 a. 該零件彎曲分析 下圖圖3—3是下方圖3—6左視圖，該圖中標(biāo)注了彎曲后的參數(shù)字母名稱，為下面計(jì)算作準(zhǔn)備。該零件的厚度t，其余邊長(zhǎng)L1，L2，L3 ，圓弧半徑R1，R2 。 圖3—3 從《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》可知，中心層的意思是彎曲圓弧段中會(huì)存在一層金屬保持變形前后長(zhǎng)度不變的金屬層，在縮短區(qū)域與伸長(zhǎng)區(qū)域之間內(nèi)，我們找到這層金屬層位置及參數(shù)，就可解出彎曲前的長(zhǎng)度。 沖壓彎曲設(shè)計(jì)過程中采用公式計(jì)算應(yīng)變中性層曲率半徑一般為ρ=r+Kt。 式中 K—表示彎曲過程應(yīng)變中性層位移系數(shù)值大小，其值參考論文中表3—1；r—表示彎曲圓弧半徑數(shù)值；t—加工板料厚度。 應(yīng)變中性層位移系數(shù) r/t 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1 1.2 k 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.28 0.3 0.32 0.33 r/t 1.3 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7 >=8 k 0.34 0.36 0.38 0.39 0.4 0.42 0.44 0.46 0.48 0.5 表3—1 圖3—4 b. 彎曲前毛胚展開尺寸計(jì)算 《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》第三章中彎曲前長(zhǎng)度計(jì)算，按照?qǐng)D3—4字母，當(dāng)r>0.5t的彎曲件時(shí)，零件的彎曲，可以按應(yīng)變中性層等于毛胚長(zhǎng)度的方法來(lái)計(jì)算。 計(jì)算公式：L = L1 + L2 + L0 = L1 + L2 +(ρ= r + Kt ) 式（3—1） L—毛胚的展開長(zhǎng)度，mm L1 、L2—工件直邊長(zhǎng)度，mm K—應(yīng)變中性層位移系數(shù)，表3—1中已經(jīng)列出 r—彎曲件內(nèi)彎曲半徑，mm t—板厚，mm 將圖3—5（2）尺寸值代入公式3—1中： L=L1+(ρ1=R1+Kt)+L2+(ρ2=R2+Kt)+L3 L1=L2=128-3-2=123mm 因?yàn)閞/t=3/3=1 查表可知K=0.32 ρ1=R1+Kt=2+0.32*3=2.96mm ρ1=ρ2=2.96mm 則：L=L1+(ρ1=R1+Kt)+L2+(ρ2=R2+Kt)+L3 L=123+*2.96+25.5+*2.96+123=280.8mm 所以該零件彎曲前的尺寸：280.8mm。 圖3—5（1） 圖3—5（2） c. 分析彎曲件孔的位置是否可以先沖孔 判斷先進(jìn)行在該零件原胚沖孔是否會(huì)對(duì)后面彎曲工序有影響，當(dāng)設(shè)計(jì)零件上的孔與彎曲邊太近時(shí)，必須要考慮彎曲是否會(huì)讓孔變形，因?yàn)榭讜?huì)直接受彎曲變形的影響而畸變，變形的話生產(chǎn)出來(lái)的工件肯定是不合格的，所以必須審核孔是否可以沖，如果有影響的話，一定要提前修改工序[7]。 圖3—6 根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》95頁(yè)，分析如下。當(dāng)t<2mm，l>=t時(shí)，不用擔(dān)心先沖好的孔因彎曲而變形，而這個(gè)零件l的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于1mm，所以該零件制造可以先沖孔。 圖3—4 圖3—4左圖是參考圖，右圖是圖3—6中間放大圖，標(biāo)出孔邊緣到彎曲邊的距離，l = 14.4 mm。根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》彎曲工藝，分析如下。當(dāng)t > 2 mm，l ≥2 t時(shí)，這個(gè)零件厚度3mm，可得出14.4 mm > 6 mm，所以該零件制造可以先沖孔，不用擔(dān)心先沖好的孔因彎曲而變形。 3.2.2 零件圖 a. 原零件圖紙圖面 圖3—5 b. 根據(jù)之前工藝尺寸分析，設(shè)計(jì)出彎曲前我要使用的零件圖如下： 圖3—6 3.2 排樣設(shè)計(jì) 3.2.1 排樣方案確定 沖壓的零件在條料或板料上的分布排列稱之為排樣。好的排樣設(shè)計(jì)可以讓模具結(jié)構(gòu)變簡(jiǎn)單明白、也讓其使用壽命變長(zhǎng)、保證零件生產(chǎn)質(zhì)量。一般加工產(chǎn)生的廢料我們可以分成工藝廢料與結(jié)構(gòu)廢料。該零件固定片加工過程中，可能會(huì)產(chǎn)生搭邊和余料兩種形式的工藝廢料，這和排樣設(shè)計(jì)形式，以及沖壓的生產(chǎn)方式有關(guān)；還有因?yàn)榱慵Y(jié)構(gòu)，而產(chǎn)生不可避免的廢料，一般也無(wú)法改變減少。不合理的排樣設(shè)計(jì)將要浪費(fèi)很多材料，畢竟很多模具設(shè)計(jì)，都是為批量生產(chǎn)。 如果我們能夠可以減少?gòu)U料面積，那么就等于節(jié)省材料，將要提高材料利用率，降低生產(chǎn)的成本，這也是排樣設(shè)計(jì)的意義，本次設(shè)計(jì)的材料利用率下面也會(huì)計(jì)算[8]。 圖3—7 上圖便是本次設(shè)計(jì)零件的形狀，根據(jù)該零件的形狀不難分析出其不能采用無(wú)廢料排樣方式，它形狀的不規(guī)則性，所以只能采用少?gòu)U料排樣的設(shè)計(jì)方法。 通過二維軟件模擬出兩種排樣方法： 第一種排樣方法如圖3—8所示： 圖3—8 這種設(shè)計(jì)使用CAD模擬合適的角度排列，特點(diǎn)在于，不規(guī)則零件圖形中間缺口可以疊加利用，但是上下廢料太多，單個(gè)零件長(zhǎng)度占比也很大，跟主要的形狀不規(guī)則，導(dǎo)致模結(jié)構(gòu)變得很復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，取出零件時(shí)，也增加了危險(xiǎn)因素。 第二種排樣方法如圖3—9所示： 圖3—9 這種設(shè)計(jì)是規(guī)則排樣方法，也是我一開始想到的排樣方法，本以為這種材料比較浪費(fèi)材料，因?yàn)楦鶕?jù)該零件的形狀采用疊加嵌入比較好一點(diǎn)，結(jié)果CAD軟件計(jì)算面積分析發(fā)現(xiàn)出兩種排樣設(shè)計(jì)浪費(fèi)材料的平面占比相接近[9]。 3.2.2 排樣設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算 a. 搭邊值確定，條料步距計(jì)算 搭邊的意思是沖壓件之間的距離或者是沖壓件和條料邊緣之間的距離。搭邊的主要作用，為了補(bǔ)償沖壓前后的誤差，也是定位誤差，確保沖出的零件有合格的尺寸，也保證了條料有足夠的剛度。根據(jù)上面排樣方案的確定，零件厚度3 mm，在《沖裁模工藝與模具設(shè)計(jì)》第二章表2-15查出，該零件的排樣最小搭邊值：a1 = 2.8 mm，側(cè)面a = 3.2 mm ，如圖3—3所示。但是考慮到該工件尺寸較大這種情況，兩邊都設(shè)置了壓邊值，所以則取a = 5mm ；a1 = 3 mm確定條料步距步距：115 + 3 = 118 mm，寬度：280.8 + 10 = 290.8 mm。 圖3—10 b. 條料利用率計(jì)算 用UG測(cè)算出零件的表面積為：25404.4979 mm2 η== × 100% = 74.03%。 3.3 沖裁工藝力計(jì)算 3.3.1 總沖裁力計(jì)算 零件材料是SPHC(熱軋鋼板），其性質(zhì)與Q235性質(zhì)相近?？梢詮摹稕_裁模工藝與模具設(shè)計(jì)》第9章沖壓模具設(shè)計(jì)表9-1查到抗拉強(qiáng)度σb = 400 MPa 。 一般模具刃口沖裁時(shí)，沖裁力的計(jì)算公式F≈Ltσb 式（3—1） F—沖裁力，刃口與零件之間的力； L—沖裁周邊的長(zhǎng)度，刃口的周長(zhǎng)； t—材料的厚度，板料的厚度； L—沖裁周邊長(zhǎng)度，可以通過UG測(cè)算零件周長(zhǎng)967.094mm即L=967.094mm；厚度為3 mm ，抗拉強(qiáng)度σb = 400 MPa ，將數(shù)據(jù)代入式（3—1）可得： F ≈ 967.094 * 3 *400 ≈ 1160512.8 N ≈ 1160 KN。 3.3.2 卸料力、推件力、頂件力計(jì)算 （1）卸料力FX 計(jì)算： 從《沖裁模工藝與模具設(shè)計(jì)》第2章沖壓模具設(shè)計(jì)中表2-17可知：KX = 0.04 ；該材料厚度t = 3 mm。 卸料力計(jì)算公式：FX =KX F 式（3—2） F—沖裁力； KX—卸料力系數(shù)。 沖裁力已經(jīng)計(jì)算出：F = 1160 KN，KX = 0.04將數(shù)據(jù)代入式（3—2）可得： FX = KX F = 0.04 * 1160 = 46.4 KN。 （2）推件力FT 從《沖裁模工藝與模具設(shè)計(jì)》第2章沖壓模具設(shè)計(jì)表2-17可知：KT = 0.045；材料厚度t = 3 mm 。 推件力計(jì)算公式：FT = nKTF 式（3—3）F—沖裁力； KT—推件力系數(shù)； n—同時(shí)在凹模內(nèi)的沖裁零件的數(shù)量。 F = 1160 KN，KX = 0.045，n=1將數(shù)據(jù)代入式（3—3）可得： FT = n KTF = 0.045 * 1160 = 52.2 KN。 （3）頂件力FD 從《沖裁模工藝與模具設(shè)計(jì)》第2章沖壓模具設(shè)計(jì)表2-17可知：KD = 0.05；材料厚度t = 3 mm 。 頂件力計(jì)算公式：FD = KDF 式（3—4）F—沖裁力； KD—推件力系數(shù)。 F = 1160 KN，KD = 0.05將數(shù)據(jù)代入式（3—4）可得： FD = KD F = 0.05 * 1160 = 58 KN 3.3.3 沖壓設(shè)備的選擇 因?yàn)閺?fù)合模一般對(duì)于卸料裝置選用，大多都是剛性卸料裝置；復(fù)合模對(duì)出料方式的選用，下出料方式。因此，沖壓工藝力總和：FZ = F+FT = 1160 + 52.2 = 1212.2KN。 由于壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)不小于沖壓工藝總和FZ，所以壓力機(jī)公稱壓力不小于1212.2 KN 所以：沖壓設(shè)備選用JA21-160。 3.3.4沖裁壓力中心確定 圖3-4標(biāo)出零件外輪廓所對(duì)應(yīng)線段名稱A ，B ，C ，D ，E ，F(xiàn) ，G ，H ，I，以及關(guān)于Y軸對(duì)稱的A1 ，B1 ，C1 ，D1，E1 ，F(xiàn)1 ，G1 ， H1 ，I1 。而且它們也是對(duì)應(yīng)邊的沖裁壓力中心。外輪廓為線段時(shí)，線段的壓力中心就是線段中心，A ，B ，C ，D ，E ，F(xiàn) ，G ，H ，I，A1 ，B1 ，C1 ，D1，E1 ，F(xiàn)1 ，G1 ， H1 ，I1 也是各邊壓力中心點(diǎn)。該圖的主要作用，標(biāo)注對(duì)應(yīng)線段名稱方便計(jì)算，同時(shí)也注明了壓力中心的坐標(biāo)。 沖裁壓力中心是沖裁力合力的作用點(diǎn)。我們?cè)谶M(jìn)行沖壓模設(shè)計(jì)時(shí)候，一定要確保沖壓模具的壓力中心在壓力機(jī)的滑塊中心線和模柄的軸線上。如果偏離的話，沖壓的時(shí)候，可能會(huì)出現(xiàn)偏載的情況。這樣的后果輕則直接影響模具的使用壽命，重則損壞整個(gè)模具及相關(guān)的設(shè)備，造成一些難以估量的事故。因此，確定沖裁壓力中心,對(duì)整個(gè)模具設(shè)計(jì)有著很重要的作用[10]。 圖3—4是零件沖壓面所對(duì)視圖，圖形是關(guān)于Y軸對(duì)稱圖形，根據(jù)《沖裁模工藝與模具設(shè)計(jì)》與《理論力學(xué)》上所說(shuō)：規(guī)則對(duì)稱圖形的壓力中心一般是幾何中心，所以該圖形的沖裁壓力中心點(diǎn)O（0，0）。 沖裁壓力中心點(diǎn)O（0，0），因?yàn)榇_定壓力中心的一般方法是解析法，所以驗(yàn)證一下。 確定沖裁壓力心解析法：建立坐標(biāo)系如圖3-4，壓力中心坐標(biāo)為：（x0，y0），計(jì)算公式為： x0= ， y0= 根據(jù)圖3-4對(duì)應(yīng)坐標(biāo)值，我們發(fā)現(xiàn)x值關(guān)于Y對(duì)稱，y值關(guān)于X軸對(duì)稱，上面兩公式的分子全為：0 ，所以：x0==0 ， y0==0 ，壓力中心O(0，0），也是零件的幾何中心點(diǎn)，下面模架設(shè)計(jì)時(shí)，保證該點(diǎn)在模柄軸線上[11]。 圖3—11 圓弧段壓力中心點(diǎn)的求法： 圓弧線段P ，Q ，M ，N以及關(guān)于Y軸對(duì)稱的P1 ，Q1 ，M1 ，N1 。按公式y(tǒng) = ( 180 R sinθ ) / ( πθ ）= Rs / b計(jì)算，得出坐標(biāo)P1 ，Q1 ，M1 ，N1如上圖所示。 圖3—12 3.3.5零件各邊所受沖裁力計(jì)算 （1）計(jì)算零件各段長(zhǎng)度 通過軟件直接測(cè)量出零件各邊所對(duì)應(yīng)線段的長(zhǎng)度便于各沖裁力計(jì)算，圓弧則測(cè)出直徑和圓弧度再計(jì)算，凸凹模刃口設(shè)計(jì)做參考，為沖裁力計(jì)算做準(zhǔn)備。 如圖3—4，Y軸左邊直線段長(zhǎng)度： A段直線長(zhǎng)度：L1 = 95 mm B段直線長(zhǎng)度：L2 = 45.68 mm C段直線長(zhǎng)度：L3 = 47.23 mm D段直線長(zhǎng)度：L4 = 45.68 mm E段直線長(zhǎng)度：L5 = 47.23 mm F段直線長(zhǎng)度：L6= 34.56 mm G段直線長(zhǎng)度：L7= 37.7 mm H段直線長(zhǎng)度：L8= 24.8mm I段直線長(zhǎng)度：L9= 24.8mm 如圖3—4，Y軸左邊圓弧段長(zhǎng)度： P段圓弧長(zhǎng)度：L10 = 15.7 mm Q段圓弧長(zhǎng)度：L11 = 37.13 mm M段圓弧長(zhǎng)度：L12 = 15.7 mm N段圓弧長(zhǎng)度：L13 = 37.13 mm 如圖3—4，Y軸左邊直線段長(zhǎng)度： A1段直線長(zhǎng)度：L1 = 95 mm B1段直線長(zhǎng)度：L2 = 45.68 mm C1段直線長(zhǎng)度：L3 = 47.23 mm D1段直線長(zhǎng)度：L4 = 45.68 mm E1段直線長(zhǎng)度：L5 = 47.23 mm F1段直線長(zhǎng)度：L6= 34.56 mm G1段直線長(zhǎng)度：L7= 37.7 mm H1段直線長(zhǎng)度：L8= 24.8mm I1段直線長(zhǎng)度：L9= 24.8mm 如圖3—4，Y軸右邊圓弧段長(zhǎng)度： P1段圓弧長(zhǎng)度：L10 = 15.7 mm Q1段圓弧長(zhǎng)度：L11= 37.13 mm M1段圓弧長(zhǎng)度：L12 = 15.7 mm N1段圓弧長(zhǎng)度：L13 = 37.13 mm （2）各段沖裁力計(jì)算 沖裁力計(jì)算便于凹凸模刃口強(qiáng)度校核以及凹凸模材料的選用，給定相關(guān)技術(shù)要求，也方便了技術(shù)工人查表給相應(yīng)刃口處理，或者給模具加工師傅參考，對(duì)特殊刃口特殊處理（鍍膜、鑲邊），這樣可以很大程度上節(jié)約成本，提高工件生產(chǎn)效率。 計(jì)算公式：F= L tσb 其中t = 3 mm；以及抗拉強(qiáng)度 σb = 400 MPa 如圖3—4，Y軸左邊線段沖裁力： A段沖裁力：F1 = 95 * 3 *400 = 114000 N B段沖裁力：F2 = 45.68 * 3 *400 = 54816 N C段沖裁力：F3 = 47.23 * 3 *400 = 56676 N D段沖裁力：F4 = 45.68 *3 * 400 = 54816 N E段沖裁力：F5 = 47.23 *3 * 400 = 56676 N F段沖裁力：F6 = 34.56 * 3 * 400 = 41472 N G段沖裁力：F7 = 37.7 * 3* 400 = 45240 N H段沖裁力：F8 = 24.8 * 3 * 400 = 29760 N I 段沖裁力：F9 = 24.8 * 3 * 400 = 29760N P段沖裁力：F10 = 15.7 * 3* 400 = 18840 N Q段沖裁力：F11 = 37.13* 3 * 400 = 44556 N M段沖裁力：F13= 15.7* 3 * 400 = 18840 N N段沖裁力：F12 = 37.13* 3 * 400 = 44556 N 如圖3—4，Y軸右邊線段沖裁力： A1段沖裁力：F1 = 95 * 3 *400 = 114000 N B1段沖裁力：F2 = 45.68 * 3*400 = 54816 N C1段沖裁力：F3 = 47.23 * 3 * 400 = 56676 N D1段沖裁力：F4 = 45.68 *3 * 400 = 54816 N E1段沖裁力：F5 = 47.23* 3 * 400 = 56676 N F1段沖裁力：F6 = 34.56 * 3 * 400 = 41472 N G1段沖裁力：F7 = 37.7 * 3 * 400 = 45240 N P1段沖裁力：F8 = 15.7 * 3 * 400 = 18840 N Q1段沖裁力：F9 = 37.13 * 3 * 400 = 44556 N M1段沖裁力：F10 = 15.7 * 3 * 400 = 18840 N N1段沖裁力：F11 = 37.13 * 3 * 400 = 44556N （3）上面計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)整理如下： 3.4 刃口尺寸計(jì)算 根據(jù)該零件形狀和尺寸特點(diǎn)得出，該套模具制造方法是通過配作來(lái)設(shè)計(jì)模具之間的配合，意思就是落料過程中，我們先可以計(jì)算分析出落料凹模的刃口尺寸及公差，凸模根據(jù)凹模的設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸與要求配作；沖孔過程中，只需計(jì)算沖孔凸模的刃口尺寸及公差，凹模根據(jù)凸模的設(shè)計(jì)尺寸與要求配作[12]。 落料時(shí)，首先要根據(jù)我的零件外輪廓尺寸來(lái)確定凹模刃口的尺寸大小，也就是說(shuō)它的刃口尺寸大小應(yīng)該十分接近或者是說(shuō)等于該零件彎曲前的落料部分的最小極限尺寸，從而可以確保凹模磨損尺寸增大在一定范圍內(nèi)，也能夠做出可以使用的合格零件。凸模刃口基本尺寸應(yīng)該比凹模刃口基本尺寸小一個(gè)最小合理間隙。沖孔時(shí)，首先要根據(jù)設(shè)計(jì)的零件孔尺寸確定凸模刃口的尺寸大小，它的刃口尺寸大小應(yīng)該十分接近或是說(shuō)等于該零件彎曲前的沖孔部分的最大極限尺寸，從而可以確保凸模刃口磨損減小在一定范圍內(nèi)，也能夠做出可以使用的合格零件。凹模刃口基本尺寸應(yīng)該比凸模刃口基本尺寸大一個(gè)最小合理間隙值。 （1）確定最小合理間隙 沖裁模具的間隙：凸模刃口部分與凹模刃口部分，在垂直于沖裁力方向的投影尺寸之差。從《沖壓模具課程設(shè)計(jì)》第二章表2-8查出最小雙面合理間隙值：Zmin = 0.46 , Zmax = 0.64。 （2）確定刃口尺寸 A.統(tǒng)計(jì)落料時(shí)模具在磨損情況下零件尺寸變化： 第一類：凹模磨損后變大的尺寸：280.8-0.8 mm，115-0.8 mm，24.8 mm，80-0.4 mm 其中24.8 mm是自由公差，一般按IT14等級(jí)來(lái)取值24.8-0.5 。 再根據(jù)公差值與料厚查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》第2章沖裁及沖裁模設(shè)計(jì)表2-11，磨損系數(shù)X=0.5，計(jì)算公式如下： A1 = ( 280 - 0.5 * 0.8 )0.8 / 4 = 279.6+0.2 ( mm ) A2 = ( 115 - 0.5 * 0.8 )0.8 / 4 = 114.6+0.2 ( mm ) A3 = ( 24.8 - 0.5 * 0.8 )0.4 / 4 = 279.6+0.1 ( mm ) A4 = ( 80 - 0.5 * 0.8 )0.8 / 4 = 79.6+0.2 ( mm ) 第二類：凹模磨損后變小的尺寸： mm ， mm 再根據(jù)公差值與料厚查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》第2章沖裁及沖裁模設(shè)計(jì)表2-11，磨損系數(shù)X=0.75，計(jì)算公式如下： B1 = ( 100.2 + 0.75 *0.3)-0.3/4 = 100.43 mm B2 = ( 169.4 + 0.75 * 0.3)-0.3/4 = 169.63 mm B.沖孔時(shí)模具在磨損情況下零件尺寸變化： 孔一：直徑 11+0.2 mm ,根據(jù)公差值與料厚查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》第2章沖裁及沖裁模設(shè)計(jì)表2-11，磨損系數(shù)X=0.75 D1= ( 11 + 0.75 * 0.2)-0.2/4 = 11.15-0.05 mm 孔二：直徑 12+0.2 mm ,根據(jù)公差值與料厚查《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》第2章沖裁及沖裁模設(shè)計(jì)表2-11，磨損系數(shù)X=0.75 D1= ( 12 + 0.75 * 0.2)-0.2/4 = 12.15-0.05 mm C落料凹模、凸凹模圖繪制 a.落料凹模 圖3—13 圖3—13是落料凹模，設(shè)計(jì)落料時(shí)候，則以我們?cè)O(shè)計(jì)的凹模為基準(zhǔn)件，所以用零件的實(shí)際尺寸加工凹模。 b.凸凹模 圖3—14 圖3—14為凸凹模的基本尺寸，也是零件的基本尺寸，公差在（2）中已經(jīng)求出，對(duì)應(yīng)的刃口尺寸。 （3）卸料裝置設(shè)計(jì) 采用如圖3—15卸料裝置，板料的厚度t=3mm，卸料力FX = =46.4 KN，因此，模具選用6個(gè)彈簧裝置，彈簧預(yù)頂力為：F≥FX/6=7.73，f=1.88mm。 查沖壓工藝手冊(cè)可知圓柱螺旋彈簧的選用： d彈簧的材料直徑：6 mm D彈簧大徑:30mm F彈簧極限壓力：1700N h1 工作極限負(fù)荷變形量；13.1mm h自由高度：60mm t節(jié)距：7.8mm 圖3—15 彈簧總壓縮量計(jì)算：H = 46.4 / 1.7 * 13.1 / 7 = 51.08 mm，所以彈簧壓縮量為：51.08mm 。 3.5 模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）模具類型的選擇 這個(gè)不用多說(shuō)，前面已經(jīng)詳細(xì)介紹過了，根據(jù)沖壓工藝分析可知，采用沖孔—落料復(fù)合模。 （2） 定位方式的選擇 由于該模具所使用胚料是條料，因此，采用該模具控制條料的送條料方向可以采用導(dǎo)料銷；而把握條料送進(jìn)的步距可以采用彈簧彈頂?shù)男问降幕顒?dòng)擋料銷來(lái)控制送進(jìn)條料的步距。然而當(dāng)剛開始，對(duì)第一件零件的沖壓時(shí)，需要一定的余量，所以需要工人師傅目測(cè)來(lái)確定[13]。 （3） 出件方式的選擇 我們根據(jù)該模具沖裁加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，該模具應(yīng)該采用剛性形式的出件方式比較方便。因?yàn)楣ぜ牧虾駷?mm，推件力一般會(huì)比較大，所以選用彈性裝置取出工件可能會(huì)很不容易，且對(duì)彈力大小要求可能很高，不太適合使用。而使用推件塊，可以讓模具的開模力來(lái)幫助推出工件，既安全又可靠還又簡(jiǎn)單。故采用剛性裝置結(jié)構(gòu)取出工件。結(jié)構(gòu)圖如3—15。 （4） 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的在模架位置的確定 為了能夠可以提高我設(shè)計(jì)的復(fù)合模具的使用壽命和加工出來(lái)的零件的加工質(zhì)量，也為了方便安裝、維修等等，通過這些因素分析，我認(rèn)為這套復(fù)合模應(yīng)采用中間導(dǎo)柱模架[14]。 4 模架設(shè)計(jì) 4.1工作零部件的設(shè)計(jì) （1）落料凹模設(shè)計(jì) 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案采用的是整體式凹模設(shè)計(jì)，凹模外部輪廓制作應(yīng)該采用的方法是通過數(shù)控線切割機(jī)床實(shí)現(xiàn)一次成形切割。 凹模安裝在模架上時(shí)，應(yīng)該要先根據(jù)前面壓力中心的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，要確證壓力中心所在的位置在模柄軸線上。 凹模輪廓尺寸大小設(shè)計(jì)分析計(jì)算如下： a.凹模高度： 計(jì)算公式：H = kb 式（4—1） 查《沖壓模具課程設(shè)計(jì)》表2—22，b值是該零件彎曲前（刃口）最大尺寸，k值是根據(jù)板料厚度的系數(shù)，b = 280.8mm，k = 0.18。 代入公式（4—1）：H = 0.18×280.8 = 50.5 mm，取值60 mm b.凹模壁厚： 計(jì)算公式：C =（1.5~2)H = 75.8~101 mm 凹模厚度：75.8~101 mm，取凹模壁厚：C = 80 mm c.凹模寬度： 計(jì)算公式：B = d + 2C d值是縱向最大尺寸，C就是壁厚。 B = d + 2C = 115 +160 = 275mm，取值280 mm d.凹模長(zhǎng)度 計(jì)算公式：L = b+ 2C = 280.8 + 160 = 440.8 mm，取值440 mm 。 根據(jù)零件圖樣設(shè)計(jì)，在分析工藝情況及確保壁厚強(qiáng)度能夠承受的前提下，取凹模長(zhǎng)度值為440 mm，寬度值為280 mm，高度為60 mm ，所以凹模輪廓尺寸為440mm*280mm*60mm 。 （2） 凸凹模尺寸設(shè)計(jì) 本模具采用倒裝復(fù)合模，凸凹模設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算公式如下： HTA=h1+h2+t+h 式（4—2） h1—凸凹模固定板的厚度取值：30mm； h2—卸料板的厚度取值：20mm； t—板料的厚度值為：3mm； h—卸料板與固定板之間的安全距離：11mm 。 代入4—2公式得： HTA= h1 + h2 + t + h = 30+20+3+11 = 64 mm 由于該凸凹模是這模具設(shè)計(jì)中的配作件，因此需要保證與沖孔的設(shè)計(jì)出的凸模和落料的設(shè)計(jì)的凹模的雙邊合理間隙Zmin 。 （3） 沖孔凸模 根據(jù)零件的圖樣：工件中有4個(gè)孔，有兩個(gè)不同尺寸的孔，另外兩個(gè)孔關(guān)于Y軸對(duì)稱，因此，需要四個(gè)凸模，兩類凸模。為了容易固定，所以采用的是比較簡(jiǎn)單的階梯式凸模，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)=凹模+固定板+t=60+30+3.5 = 93.5mm 4.2定位零件的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的凹模是采用整體式凹模結(jié)構(gòu)來(lái)控制凹模位置，因此其輪廓要全結(jié)合這套模具本身具體結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)，應(yīng)該要考慮到工件的形狀這個(gè)因素，很重要，可以使用一個(gè)直徑16mm的活動(dòng)擋料銷，限制條料位置，以及兩個(gè)直徑12mm的活動(dòng)導(dǎo)料銷來(lái)幫助定距。擋料銷和導(dǎo)料銷的下面都是使用采用壓縮彈簧結(jié)構(gòu)，在開模時(shí)，彈簧將要恢復(fù)其彈力把擋料銷頂起來(lái)，使其處于工作狀態(tài)擋住條料，旁邊導(dǎo)料銷也一起工作起到限位作用。 a .卸料板設(shè)計(jì) 卸料板的輪廓設(shè)計(jì)尺寸和凹模輪廓設(shè)計(jì)尺寸是相同的，其厚度值為：20mm，使用材料為45鋼，淬火的硬度大小約為40~45HRC 。 b . 卸料螺釘?shù)倪x用 卸料板固定方法應(yīng)該是采用6個(gè)M8的螺釘進(jìn)行固定，長(zhǎng)度計(jì)算公式：L=h1+h2+a h1彈簧的安裝高度的值：45mm； h2為卸料板工作行程的值：8mm； a為凸凹模固定板厚度的值：20mm； 代入公式的： L=h1+h2+a=45+8+20=73mm 4.3模架其它零部件的設(shè)計(jì) 前面已經(jīng)討論過模具采用的是中間導(dǎo)柱，因?yàn)槟＞呤芰Σ痪牧夭环€(wěn)可能引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據(jù)，從《沖壓模具課程設(shè)計(jì)》第9章表9—48查到模架規(guī)格如下。 導(dǎo)柱的選用：d（mm）× L（mm）分別為直徑45mm × 200mm、直徑50mm × 200mm 。 導(dǎo)套的選用：d（mm）× L（mm）× D（mm）分別為直徑45mm × 125mm × 48mm、直徑45mm ×125mm × 48mm 。 上面模座的厚度H上取值為：40mm，下模座的厚度H下取值為：60 mm ，上墊板的厚度H墊取值為：16mm，那么該模具的閉合的高度H閉為： H閉=H上+H下+H墊+L+H-h 式（4—3） 式中 L—凸模高度為93.5mm； H—凸凹模高度為64mm； h—凸模沖裁后進(jìn)入凸凹模的深度為3.5mm 。 H閉=H上+H下+H墊+L+H-h =40+60+16+93.5+64-3.5=270mm 可以看出模具計(jì)算出的閉合高度不超過所選的壓力機(jī)JA21—160的最大裝模高度450mm ，所以該壓力機(jī)滿足使用要求。 4.4沖壓設(shè)備的選取 通過上面計(jì)算審核，我為該模具選擇的是開式雙柱固定臺(tái)式壓力機(jī)（JA21—160），通過分析，其能夠滿足使用要求。它的主要技術(shù)參數(shù)如下。 公稱壓力大小值為：1600 kN 滑塊行程次數(shù)頻率值：40次/min 最大的封閉高度值為：450mm 滑塊行程量大小：160mm 封閉高度調(diào)節(jié)量大?。?30 mm 立柱的距離大小：530mm 墊板厚度值為：460mm 模柄直徑深度值為：70 mm×80mm 滑塊的中心線到床身距離大?。?80mm 工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：710mm×1120mm 滑塊的底面尺寸（前后×左右）：460 mm×650mm 4.5模具零件的加工工藝 模具零件加工，最為主要的是上下模的設(shè)計(jì)，模具的加工也直接影響零件的成形尺寸，下方表是我給設(shè)計(jì)的模具，制定的加工工藝。 （1）凸模制作工藝 （2）凹模制作工藝 4.6模具的裝配 根據(jù)該復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，應(yīng)該首先將其上模安裝好，通過上模位置再來(lái)安裝下模較為正確，并且通過調(diào)試尋找合理間隙，再來(lái)試沖和進(jìn)行返修。具體過程如下。 （1） 上模裝配 a. 我們需要進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)檢查所有將要準(zhǔn)備裝配零件看看是否符合圖紙上面的設(shè)計(jì)要求，然后再來(lái)做好劃線以及定位等等準(zhǔn)備工作。 b. 首先我們要把該零件的凸模和凸模的固定板裝配起來(lái)，確定凸模位置后，再來(lái)和凹模板進(jìn)行裝配，并且調(diào)節(jié)好之間的間隙。 c. 最后我們把已經(jīng)調(diào)好間隙的凸模及凹模與上模座連接起來(lái)，然后再來(lái)檢查間隙是否合理后，之后打入銷釘及擰入螺絲來(lái)固定起來(lái)。 （2） 下模裝配 a .我們需要進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)檢查所有將要準(zhǔn)備裝配的各零件看看是否符合圖紙上面的設(shè)計(jì)要求，然后再來(lái)做好劃線以及定位等等準(zhǔn)備工作。 b .首先我們把凸凹模安裝在下模座上，確定凸凹模位置后，然后再裝入凸凹模固定板并調(diào)節(jié)之間的間隙，防止中間發(fā)生干涉及破壞該零件。接著，再裝入銷釘，并擰入緊固螺釘固定起來(lái)，再來(lái)檢查調(diào)整。 c. 最后我們先將經(jīng)調(diào)整后的上下模按導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合進(jìn)行組裝，并且再次檢查間隙是否合理后進(jìn)行試沖。并根據(jù)試沖結(jié)果作出相應(yīng)調(diào)整，直到生產(chǎn)出合格的零件[15]。 4.7模具的總裝圖及重要零件圖 （1） 通過以上設(shè)計(jì)，可以繪制裝配圖如下。 圖4—1 圖4—2 (2)零件圖上模座 圖4—3 （3） 零件圖模柄 圖4—4 （4） 落料模 圖4—5 （5） 凸模 圖4—6 （6） 墊板 圖4—7 （7） 凹凸模 圖4—8 5 結(jié) 論 本次模具設(shè)計(jì)是同學(xué)父親廠里提供的零件，正好做我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，該零件結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，但是工序很繁瑣，整個(gè)設(shè)計(jì)用到很多知識(shí)，從一開始對(duì)零件分析，查找關(guān)于彎曲件的知識(shí)，到后來(lái)設(shè)計(jì)后待做零件之后，開始設(shè)計(jì)模具。該套模具的設(shè)計(jì)只取該零件沖孔與落料兩道工序進(jìn)行設(shè)計(jì)。該零件（彎曲后）是工廠生產(chǎn)的固定片，材料SPHC(熱軋鋼板），大致形狀是孔1直徑 11 mm，孔2直徑 12 mm，厚度3 mm。整套模具設(shè)計(jì)下來(lái)，感覺學(xué)到了很多東西。本課題沖孔—落料復(fù)合模設(shè)計(jì)，分析設(shè)計(jì)的零件，結(jié)合各種機(jī)械加工設(shè)備，并且結(jié)合本課題的具體設(shè)計(jì)要求。運(yùn)用相關(guān)機(jī)械原理和模具的設(shè)計(jì)基本知識(shí)對(duì)必要部分進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算分析，力爭(zhēng)做到嚴(yán)密、嚴(yán)謹(jǐn)，本課題在研究過程中充分地發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助軟件在工程設(shè)計(jì)中的作用，利用現(xiàn)代UG/CAD軟件的幫助，縮短了工程設(shè)計(jì)與改進(jìn)的周期，一定程度上減少了設(shè)計(jì)費(fèi)用。 參考文獻(xiàn) [1]奚云赫.機(jī)械模具技術(shù)的發(fā)展方向與現(xiàn)狀分析[J].科技與企業(yè),2016(01): [2]曹延安.中國(guó)模具行業(yè)的現(xiàn)狀及前景[J].金屬加工(冷加工),2012(09): [3]宇海英.《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》[M].北京:電子工業(yè)出版社，2011. 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The Veterinary Record, 2009. 附 錄 排樣設(shè)計(jì)對(duì)模具壽命的影響，排樣的設(shè)計(jì)方法和搭邊值大小對(duì)模具壽命的影響非常大。當(dāng)搭邊值過小時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致模具的急劇磨損以及凸、凹?；ハ嗫袀墓?jié)約材料來(lái)看，搭邊值應(yīng)該愈小愈好，如果搭邊值小于極限數(shù)值之后，對(duì)使用的模具壽命和加工工件的表面質(zhì)量不利。在沖裁過程中有機(jī)會(huì)被拉人模具間隙中，讓零件產(chǎn)生毛刺，更糟糕的是損壞模具刃口，從而將會(huì)降低模具壽命。因此，當(dāng)我們考慮提高材料利用率的同時(shí)，也必須要考慮零件的產(chǎn)量、質(zhì)量和壽命，再來(lái)分析排樣方法和確定搭邊值。 模具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)對(duì)模具壽命的影響，好的導(dǎo)向?qū)τ跍p小工作零件的磨損有極大的幫助，因此用來(lái)避免凸模與凹模啃傷很有效。特別是對(duì)那些沒有隙或者是很小問隙的沖裁模、各種復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模更為重要。如果要提高模具壽命，那就必須根據(jù)工序安排和零件精度的要求，選擇好導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和導(dǎo)向精度，此外選擇的導(dǎo)向精度應(yīng)該要高