彈簧支架級進模設(shè)計及其制造工藝【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀設(shè)計 摘 要 闡述了級進模的結(jié)構(gòu)設(shè)計工程及其工作過程， 通過 系統(tǒng)的工藝分析 ，采用沖孔、翻邊 、落料 等工序進行加工。通過計算工藝力以確定模具壓力中心，并選擇壓力機的型號。落料凹模通過凹模固定板與下模座連接來固定。模具采用下出料方式和彈性卸料卸料裝置。本模具結(jié)構(gòu)較簡單，性能可靠，工作平穩(wěn)，提高了生產(chǎn)效率，降低勞動強度和生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵字 ： 級進模 ，沖壓工藝，模具設(shè)計，沖孔，落料，翻邊 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 he on of as so to of to of s of is by of is is is It of of 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 1 章 緒 論 板料成形一般稱為沖壓，它是對厚度較小的板料，利用 專門的模具，使金屬板料通過一定模孔而產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需的形狀、尺寸的零件或坯料。沖壓這類塑性加工方法可進一步分為分離工序和成形工序兩類。分離工序用于使沖裁件與板料沿一定的輪廓線相互分離，如沖裁、剪切等工序；成形工序用來使坯料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，成為具有要求形狀和尺寸的零件，如彎曲、拉深等工序。 隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，還不斷產(chǎn)生新的塑性加工方法，例如連鑄連軋、液態(tài)模鍛、等溫鍛造和超塑性成形等，這些都進一步擴大了塑性成形的應(yīng)用范圍。 塑性加工按成形時工件的溫度還可以分為熱成形、冷成形和溫成形三類 。熱成形是充分進行再結(jié)晶的溫度以上所完成的加工，如熱軋、熱鍛、熱擠壓等；冷成形是在不產(chǎn)生回復(fù)和再結(jié)晶的溫度以下進行的加工，如冷軋、冷沖壓、冷擠壓、冷鍛等；溫成形是在介于冷、熱成形之間的溫度下進行的加工，如溫鍛、溫擠壓等。本工件的成形屬于冷成形。 雖金屬塑性成形的方法多種多樣，具有各自的特點 。但它們具有共同的特點，即都要利用金屬的塑性，并都要借助于一定的外力使其產(chǎn)生塑性變形 ，這就是所謂的金屬塑性加工 。 金屬的塑性加工是以塑性為前提條件。塑性越好，則預(yù)示著金屬具有更好的塑性成形適應(yīng)能力，允許產(chǎn)生更大的變形量；反 之，如果金屬一受力即行斷裂，則塑性加工也就無從進行，因而，從工藝角度出發(fā)，人們總是希望變形金屬具有良好的塑性。 因而 對金屬塑性成形工藝應(yīng)提 出相應(yīng)的 要求： 1）使金屬具有良好的塑性； 2）使變形抗力?。?3）保證塑性成形件質(zhì)量，即使成形件組織均勻、晶粒細小、強度高、殘余應(yīng)力小等； 4）能了解變形力，以便為選擇成形設(shè)備、設(shè)計模具提供理論依據(jù)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 2 章 沖壓件工藝分析 沖壓件的工藝性，是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差與尺寸基準(zhǔn)等是否符合沖壓工藝要求。本次 設(shè)計的工件形狀如圖2對該 工件沖壓工藝 性 進行分析 ： 析工件的技術(shù)要求 工表面的尺寸精度 及尺寸基準(zhǔn) 工件中對標(biāo)有尺寸精度的尺寸按照零件圖的精度進行設(shè)計，對其他未標(biāo)尺寸按一般精度設(shè)計，即按國標(biāo)對非圓形工件精度等級取 設(shè)計，對圓形工件精度等級取 沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模時的定位基準(zhǔn)重合，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差?？孜怀叽缁鶞?zhǔn)應(yīng)盡量選擇在沖裁過程中始終不參加變形的面或線上，切不要與參加變形的部分聯(lián)系起來。如圖 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 原設(shè)計尺寸的標(biāo)注圖 （ a），對 沖裁圖樣是不合理的，因為這樣的標(biāo)注，尺寸 須考慮到模具的磨損而相應(yīng)給以較寬的公差，造成孔心距的不穩(wěn)定，孔心距公差會隨著模具磨損而增大。改用圖（ b）的標(biāo)注，兩孔的孔心距才不會受模具磨損的影響，比較合理。本工件的標(biāo)注也屬于圖（ b）類型的標(biāo)注，它的孔位尺寸基準(zhǔn) 在沖裁過程中不參加變形，因而 能保證工件上兩 孔 的孔心距 不受模具磨損的影響，比較合理。 要加工表面的形 位公差 精度 通過分析零件圖，該零件的主要形位公差精度是中心凸臺處中心孔的位置公差 ，即要保證中心孔的同軸度偏差不超過 其他未表注形位公差精度按一般的精度要求處理即可滿足工藝要求。 面質(zhì)量要求 該工件為標(biāo)有表面質(zhì)量精度要求按照一般要求處理即可滿足工藝要求，即表面粗糙度 。 件材料及 機械性能 件材料化學(xué)成分對塑性的影響 工件材料 碳素結(jié)構(gòu)鋼 。 其化學(xué)成分 （查文獻 2第 105 頁表 8及影響 如下：含 C 量為 為低碳鋼， 碳對碳鋼性能的影響最大，碳能固溶于鐵，形成鐵素體和奧氏體，它們都具有良好的塑性。 當(dāng)碳的含量超過鐵的溶碳能力時，多余的碳便與鐵形成化合物 為滲碳體。滲碳體具有很高的硬度，而塑性幾乎為零，對基體的塑性變形起阻礙作用，而使碳鋼的塑性降低，隨著含碳量的增加，滲碳體的數(shù)量亦增多，塑性的降低也越大。 圖買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1退火狀態(tài)下，含碳量對碳鋼 的塑性和強度指標(biāo)的影響曲線。因而，對于冷成形用的碳鋼，含碳量應(yīng)低。 含 為 鋼中的雜質(zhì)元素， 素會與鋼中的碳形成硬而脆的碳化物，使鋼的強度提高，而塑性下降，但碳化物的影響還與它的形狀、大小和分布狀態(tài)有密切關(guān)系。 因而 該工件的材料中含量不宜過高。 含 不大于 含 S 量不大于 含 P 量不大于 一般來說 S 、 P 都是鋼中有害雜質(zhì)，它們在鐵中會形成各種化合物，使鋼的強度、硬度提高，而使塑性降低 ，因而 S 、 P 應(yīng)盡量減少其含量。 氧在鐵中的溶解度很小，主要是以氧 化物的形式存在于鋼中，它們多以雜亂、零散的點狀分布于晶界處。氧在鋼中無論以固溶液還是氧化物形式存在都使鋼的塑性降低，以氧化物形式存在時尤為嚴重，因為 它在鋼中起空穴和微裂紋的作用。氧化物還會與其他夾雜物形成易熔共晶體分布于晶界處，造成鋼的熱脆性，因而氧元素在鋼中也不宜太高，因而脫氧方法 采用 沸騰處理，以減少氧在鋼中的含量，提高鋼的塑性。 件材料的機械性能 機械性能的技術(shù)數(shù)據(jù)如下 （查文獻 2第 106 頁表 8： 屈服強度s（ 鋼材厚度 （直徑） 16 215, 抗拉強度 3 3 5 4 1 0b M P a ， 伸長率s（鋼材厚度（直徑） 16 31% . 板料的機械性能對沖壓成 形性能也有影響： 板料的強度指標(biāo)越高，產(chǎn)生相同變形量的力越大； 塑性指標(biāo)越高，成形時所承受的極限變形量就越大； 剛性指標(biāo)越高，成形時抵抗失穩(wěn)的能力就越大 。 對 沖 壓 成 形 性 能 的 要 求 ， 即 屈 強 比要 小 。 屈 強 比2 1 5 3 5 0 0 . 6 1 4 P a M P a ，較小 ，塑性指標(biāo)也較高適宜沖壓成形 。 綜上所述，本工件采用 為合理，可滿足該工件的生產(chǎn)工藝要求。 件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 此工件為 彈簧支架 ，工件體積不大。主要工序為沖孔、落料 、翻邊 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 孔部分工藝性要求 所示工件部分要采用沖孔工序。 沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱、避免 復(fù)雜形狀的曲線，在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計成 少、無廢料排樣的形狀，以減少廢料。矩形孔兩端宜用原弧連接，以利于模具加工。 沖裁件各直線或曲線的連接處，盡量避免銳角，嚴禁尖角。除在少、無廢料排樣或采用鑲拼 模結(jié)構(gòu)時，都應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角相連，以利于 模具制造和提高模具壽命，圓角半徑 R 的最小值可參考文獻 4第 75 頁表 2取。 沖裁件凸出或凹入部分不能太窄， 盡可能避免過長的懸臂和窄槽，見圖 1小寬度 b 一般不小于 若沖裁件為高碳鋼時， 2，當(dāng)材料厚度 1t 時，按 1t 計算。 沖裁件的孔徑受沖孔凸模 強度和剛度的限制，不宜太小，否則容易折斷或壓彎，沖孔的最小 尺寸可參考文獻 4第 75 頁表 2果采用帶保護 套的凸模，穩(wěn)定性高，凸模不易折損，最小沖孔尺寸可以減小，參考文獻 4第 76 頁表 2 沖孔件上孔和孔、孔與邊緣之間的距離不能過小，以避免工件變形、模壁過薄或因材料易被拉入凹模而影響模具壽命。一般孔邊距?。簩A孔為（ 1 t，對矩形孔為（ 2） t（ 圖 1孔距的最小尺寸可見文獻 4第 76 頁 表 2 在彎曲件或拉深件上沖孔時，為避免凸模受水平推力而折斷，孔壁與工件直壁之間因保持一定的距離，使 L R+ 本工件基本符合上述各項要求，因而在結(jié)構(gòu)上是滿足工 藝的，能夠進行沖孔落料加工。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 邊部分工藝性要求 本工件屬于圓孔翻邊 的中間階段，即凸模下面的材料尚未完全轉(zhuǎn)移到側(cè)面之前，如果停止變形，就會得到如圖 1種成形叫做擴孔成形 ，其變形區(qū)材料受拉應(yīng)力，切向伸長，厚度減薄，易發(fā)生破裂，屬伸長類翻邊。所以在圓孔翻邊時，應(yīng)保證毛坯孔邊緣的金屬伸長變形小于材料塑性伸長所允許的極限值 。本工件翻邊高度較小，翻邊系數(shù) K（ K=較大滿足工藝要求。 影響圓孔翻邊成形極限的因素如下： 1 材料伸長率和硬化指數(shù) 形極限大。 2 孔緣如無毛 刺和無冷作硬化時， 小，成形極限較大。為改善 孔緣狀況，可采用鉆孔代替沖孔，或在沖孔后進行整修，有時還可在沖孔后退火，以消除孔緣表面硬化。 3 用球形、錐形和拋物線形凸模翻邊時，變形條件比平底凸模優(yōu)越， 平底凸模中，其相對圓角半徑 rp/t 越大，極限翻邊系數(shù)可越小。 4 板材相對厚度越大， 形極限越大。 綜上所述，本工件結(jié)構(gòu)滿足工藝要求，可以采用模具進行加工。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 3 章 工藝方案確定 藝方案的提出 根據(jù)本工件的外形 尺寸及形狀，可確定本工件屬于 落料沖孔工序，中間帶有 孔 的 凸臺 。 凸臺的加工方法有兩種： 1）凸臺采用翻邊的中間工序，擴孔成形，即先沖孔，再翻邊； 2）先進行淺拉深，再采用沖孔的方法將孔沖出。 根據(jù)上述的加工方法可提出以下幾種模具典型結(jié)構(gòu)所設(shè)計的模具加工方案： 1）單工序模生產(chǎn) 單工序模結(jié)構(gòu)簡單，制作周期短，制作成本低廉，生產(chǎn)效率低，沖出的制件精度不高，且工人勞動強度大，不適合大批量的生產(chǎn)。 2） 復(fù)合模生產(chǎn) 復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度較高，適合大批量生產(chǎn)，特別是孔與制件外形的同心度容易保證。但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 模具 制造較困難，制造成本高，制造周期長 等缺點。 3）級進 模生產(chǎn) 在一副級進模上可對形狀十分復(fù)雜的沖壓件進行沖裁、彎曲、拉深成形等工序，故生產(chǎn)率高，便于實現(xiàn)機械化和自動化，適于大批量生產(chǎn)。由于采用條料（或帶料）進行連續(xù)沖壓，所以操作方便安全。級進模的主要缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期較長，成本高。 在生產(chǎn)本工件時若采用單工序模生產(chǎn)，制作本工件至少需要 5個單工序，也就意味著需要 5副以上的模具來進行生產(chǎn)，而且本工件需要長年大批大量生產(chǎn)，采用單工序不但所需的單工序模較多而且會造成產(chǎn)品精度無法保證，經(jīng)濟效益低等缺點，故不宜采用單工序模進行生產(chǎn)。 若采用復(fù)合模生產(chǎn)， 本工件因工件有帶孔凸臺，且為內(nèi)圓翻邊，若采用擴孔成形，則模具中間部分不但結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，而且加工非常困難，裝配也困難，故不采用擴孔成形加工帶孔凸臺，而采用先進行淺拉深再沖孔。在進行拉深時，圓錐部分的材料一部分是從底面流動得來的，另一部分要從主板上流動而來，而后者若為材料流動留有余量，就要增加工件排樣步距，從而造成材料消耗的增加。而且模具因為本工件較小而使其制作困難，成本增加。 若采用級進模生產(chǎn)，則中間帶孔凸臺的加工，若采用先淺拉深再沖孔，也會造成材料的消耗增加。而采用先沖預(yù)孔，再進行擴孔成形，翻邊時材料流動的 特點是預(yù)孔周圍的材料 沿圓周方向伸長，使材料變??；而徑向材料長度幾乎沒有變化，即材料在徑向沒有伸長，因而不會引起主板上的材料流動。在排樣時，只要按正常沖裁搭邊值即可，可買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 節(jié)省材料。 綜合上述幾種方案的比較，應(yīng)選用級進模進行生產(chǎn)，既可實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，也可以節(jié)約材料。 因此選用級進模生產(chǎn)。 件生產(chǎn) 工序 的 確定 空工位的設(shè)置是為了保證模具具有足夠的強度，確保模具的壽命，或是為了便于設(shè)置 特殊結(jié)構(gòu)。本模具因長度不是很大，有足夠的強度，且不需設(shè)置特殊結(jié)構(gòu)，因而可不設(shè)空工位。 具定位零件 與卸料零件 的選 擇 位零件的 選 擇 定位部分零件的作用是使毛胚（條料或塊料）送料時有準(zhǔn)確的位置，保證沖出合格制件，不致沖缺而造成浪費。因工件本身帶有一明顯的凸臺，故模具可不設(shè) 側(cè)刃 定位裝置 ，而利用凸臺對其定位 。模具使用條料，用手工送料。第二工位翻邊以后，板料下面形成明顯的凸包。手工送料時，放在下一工位的凹模中即可。第二和第五工位的凸模設(shè)有導(dǎo)正銷進行精確定位。在第一和第二工位各設(shè)置一個始用擋料銷，供條料開始送進時的第一、第二工位使用。 料零件的 選 擇 卸料裝置分為剛性（即固定卸料板）和彈性兩種，廢料切刀也是一種卸料的 形式。 固定卸料板的卸料力大，但無壓料作用，毛胚材料厚度大于 彈性卸料板的卸料力小，但有壓料作用，沖裁質(zhì)量較好，多用于薄料。 因本工件中加工工程中有一翻邊工序，需要有壓料作用，且工件卸料力不大，故選用彈性卸料裝置。 料方式的選 擇 出料 方式有上出料和下出料兩種方式，若采用上出料方式，則還需將廢料或工件鉤出，不利于級進模的連續(xù)生產(chǎn)；若采用下出料方式，廢料或工件可直接從凹?？字新┏?，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 結(jié)構(gòu)簡單，且有利于連續(xù)大量生產(chǎn)。故出料方式選用下出料方式。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 4 章 排樣設(shè)計 料 利用率 排樣的合理與否，影響到材料的經(jīng)濟利用 率，還會影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等。因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計中一項很重要的工作 。 沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費用占 60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。 其計算公式如下： 一個進距內(nèi)的材料利用率為 100%中 A 沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)）（ n 一個進距內(nèi)沖件數(shù)目； B 條料寬度（ h 進距（ 一張板料上總的材料利用率 為 100%中 N 一張板料上沖件總數(shù)目； L 板料長度（ 要提高材料的利用率 ，就必須減少廢料面積，沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料可分為兩種情況（如 圖 4 （ 1）結(jié)構(gòu)廢料 由于工件結(jié)構(gòu)形狀的需要，如工件內(nèi)孔的存在而產(chǎn)生的廢料，稱為結(jié)構(gòu)廢料（ 如圖 4），它決定于工件的形狀，一般不能改變。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 2）工藝廢料 工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位 需要切去的料邊與定位孔，不可避免的料頭和料尾廢料，稱為工藝廢料，它決定于沖壓方式和排樣方式，是可以改變的，我們提高材料的利用率，主要就是減少工藝廢料，優(yōu)化排樣方式。 樣方法 根據(jù)材料的利用情況，排樣的方法分三種： 1 有廢料排樣 沿工件的全部外形沖裁工件與工件之間，工件 與條料側(cè)邊之間都有工藝余料（搭邊） 存在，沖裁后搭邊成為廢料，如 圖 3a）所示。 2少廢料排樣 沿工件的部分 外形輪 廓切斷或沖裁，只在工件之間或是工件與條料側(cè)邊之間有搭邊存在，如 圖 3b）所示。 3 無廢料排樣 工件與工件之間，工件 與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得到工件。如 圖 3c）所示。 有廢料排樣 法 的材料利用率較低 ，但制件的質(zhì)量和沖模壽命較高，常用于工件形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的排樣。 少、無廢料排樣法的材料利用率較高，同時，少、無廢料排樣法有利于一次沖裁多個工件，可以提高生產(chǎn)率。由于這兩種排樣法沖切周邊減少，所以還可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。但它們的應(yīng)用范圍有一定局限性，受工件 形狀的限制，且由于條料本身的寬度公差，條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差，會直接影響工件尺寸而使工件精度降低。同時也會降低沖模的壽命，并會影響到工件的斷面質(zhì)量 ，所以少、無廢料排樣常用于精度要求不高的工件排樣。 本工件對外形尺寸雖無嚴格的尺寸精度要求，但 中間帶孔凸臺有嚴格的尺寸精度，且工件形狀比較復(fù)雜 ；本工件大批大量生產(chǎn)，因而對模具壽命要求較高，因此排樣方法買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 采用有廢料排樣法排樣。 圖 33種排樣方法均為直排， 圖 3斜排。因是同一工件，所以一個進距當(dāng)中的材料利用面積是相同的， 初步計算此 三種排樣方法的材料利 用率， 根據(jù)公式 a 11 0 0 % 1 0 0 % 0 . 0 4 7 %6 8 . 4 3 1n A A b 11 0 0 % 1 0 0 % 0 . 0 4 6 %6 7 . 2 3 2 . 4n A A c 11 0 0 1 0 0 % 0 . 0 5 3 %6 1 . 4 3 3 1n A 通過比較，斜排的材料利用率要比直排材料利用率要大，因而采用斜排排樣方法進行排樣。 邊值的選用和條料的選用 及步距的確定 邊值的選用 搭邊的作用是補償定位誤差，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)保持條料有一定的強度和剛度，保證送料的順利進行，從而提高制件質(zhì)量，使凸、凹模刃口沿整個封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。另外 ，還可以防止沖裁時條料邊緣的毛刺拉入模具中損壞模具。 影響搭邊值大小的因素主要有： 1 材料的力學(xué)性能 塑性好的材料，搭邊值要大些，硬度高與強度大的材料，搭邊值可小一些。 2材料的厚度 材料越厚，搭邊值也越大。 3工件的形狀和尺寸 工件外形越復(fù)雜，圓角 半徑越小，搭邊值越大。 4排樣的形式 對排的搭邊值大于直排的搭邊。 5送料及檔料方式 用手工送料，有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可小一些。 綜合上面各種因素，根據(jù)文獻 4第 72頁表 2工件間搭邊值 a= 工件與條料側(cè)邊之間的搭邊 值 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 料寬度的確定 條料方案的確定原則是：最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時 順利地在導(dǎo)料板之間送進，并與導(dǎo)料板之間有一定間隙。工件條料是在有 側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料時， 且模具有側(cè)刃， 條料寬度參考文獻 4第 72頁計算 公式計算： 001( 2 )B D a n C 中 B 條料標(biāo)稱寬度（ D 工件垂直于送料方向的最大尺寸（ 側(cè)搭邊（ 條料寬度的公差（ 可參見文獻 4第 73頁表 2 n 側(cè)刃數(shù) ,n=2； C 側(cè)刃重切的料邊寬度（ （可參考文獻 4第 74頁 2 查表得 =則 ( 6 6 c o s 3 0 2 1 . 2 2 2 . 0 ) 6 3 . 5B m m m m m m m m 000 . 6 0 . 66 3 . 5 ( )B m m故取條料寬度 B= 導(dǎo)料板間的距離：0A B b 條料與導(dǎo)料板間的間隙（ 可參見文獻 4第 73頁表 2 查表可得 6 3 . 5 0 . 5 6 4A m m m m m m 距的確定 步距又稱進距，是指條料在模具上每次送進 的距離，進距的計算與排樣方式有關(guān)，每個進距可以沖出一個零件，也可沖出多 個零件，同時進距也是決定擋料銷位置的依據(jù)。每次只沖一個零件的進距 4第 74頁公式 A B a 中 B 平行于送料方向工件的寬度； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 a 沖件之間的搭邊值。 3 0 1 . 0 3 1 ( )A m m 料利用率 的確定 工件的投影面積通過 一個步距的工件材料利用面積 2 2 2 2 2 225 . 5 1 6 . 9 21 3 5 2 . 3 2 3 . 1 4 ( ) 3 . 1 4 ( ) 1 0 8 0221 1 0 8 0 1 0 0 % 5 4 . 8 6 %6 3 . 5 3 1A m m m m m m m m m m 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 m m m m m mm m m m m m m m m 第 5 章 模具主要受力分析 計算 邊 力 的計算 翻邊計算有： 計算翻邊前的毛坯孔徑； 變形程度計算； 翻邊力的計算。根據(jù)工件 圖 計算翻邊前毛 胚孔徑，稱為底孔孔徑，底孔周邊材料在翻邊時材料沒有徑向流動。在分析它的橫截面時， 可 把它視 為 彎曲。即如 下 圖所示虛線部位的材料 翻邊后移動到實線位置，而其長度不變，前、后兩部分內(nèi)的中心線長度相等 。 這與彎曲材料展開的計算是相同的。計算時 應(yīng) 按點劃線的圓弧和直線，通過幾何關(guān)系計算其長度，在此略去圓角進行近似計算 。 計算 先 用作圖法求出點劃線上的 標(biāo)注 在圖 4直角三角形 勾股定理計算 故 ： 由以上 分析， 是 和 ： 2 . 3 2 . 4 4 4 . 7 4E C A B B C m m m m m m 因此 ，計算出底孔所需的直徑： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 0 2 6 . 4 2 4 . 7 4 1 6 . 9 2d m m m m m m 考慮到 翻邊后還要沖裁 19，故留有余量，將0 15 校核變形程度。材料翻邊過程是底孔沿 圓周方向被拉伸長的過程，其變形量不應(yīng)超過材料的伸長率，否則會出現(xiàn)裂紋 。用變形前、后圓周長之比，表示變形程度。 在翻邊計算 中 稱其為翻邊 系 數(shù) K，參見文獻 4第 194 頁公式 ： 0d 中 0d 毛胚上圓孔的初始直徑； 翻邊后豎邊的中徑。 故 15 0 . 7 8 919d d m D m m 查 文獻 5第 166頁表 5許的 此計算出的比 K 值大，即設(shè)計合理。翻邊時不會出現(xiàn)裂紋。 若采用圓柱形平底凸模，圓孔 翻邊力的計算公式可參考文獻 4第 196 頁式（ 6 001 . 1 ( )t d d式中 F 翻邊力（ N）； 翻邊后豎邊的中徑（ 圓孔初始直徑（預(yù)制孔）（ 毛胚厚度（ ， s 材料屈服點（ ， s=215 平底凸模底部圓角半徑大 若采用球底凸模時 （參見文獻 4第 196頁式（ 6 01 .2 d t m中符號意義同上式，其中 K=K= K=K=m 取 設(shè)計翻邊模時，翻邊凸模的圓角半徑應(yīng)盡可能的取大些，以降低翻邊力，或做成球形或拋物線形式，以改善翻邊成形時的塑性流動條件。 因本工件翻邊工序?qū)儆跀U孔成形，且還需在凸臺上沖制底孔，故采用平底凸模來滿足工件結(jié)構(gòu)要求。 在計算翻邊力時，翻邊前孔徑取實際孔徑值 15翻邊所需孔徑 比縮 小 19應(yīng)縮小 邊后的實際孔徑應(yīng)為 將0d=15mm,入式 得 1 . 1 1 . 5 2 1 5 ( 1 7 . 0 8 1 5 ) 2 3 1 8F m m M P a N 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 壓力的計算 裁力的計算 沖裁力可以參考文獻 4第 50頁式（ 2 2 F 或t中 L 沖裁件周邊長度（ t 材料厚度（ ; 材料抗減強度（ ； K 系數(shù)?？紤]到模具刃口的磨損，模具間隙的波動，材料力學(xué)性能的變化及材料厚度 偏差等因素，一般取 K = b 材料的抗拉強度（ ，一般情況下，材料的 ，取 350b M 。 為計算方便通常采用后者進行計算。 落料時沖裁周長通過 53 則從第一個工位到第五個工位中所有沖裁力的計算如下： 第一工位：沖 15工藝孔 1 1 5 1 . 5 3 5 0 2 4 7 4 0F m m m m M P a N 第三工位：沖 19底孔 2 1 9 1 . 5 3 5 0 3 1 3 4 0F m m m m M P a N 第四工位：沖兩個 。 3 2 5 . 5 1 . 5 3 5 0 1 8 1 5 0F m m m m M P a N 第五工位：落料 4 1 5 3 1 . 5 3 5 0 8 0 3 3 0F m m m m M P a N 形壓力的計算 整形壓力的計算方法與校正壓力相同，可參考文獻 4第 101頁式（ 3 F 中 F 整形力（ N ）； p 單位整形力（ ； A 工件整形面積（ 2。 關(guān)于單位整 形力的選取與彎曲校正以及校平工藝的校平力不同，整形力是使整形局買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 部的壓強超過材料的抗壓強度，而產(chǎn)生變形，但是最后作用在校正面上的壓強必須低于材料的抗壓強度。綜合以上因素， p 值取為 150事實上，校平力的大小取決于模具在壓力機上安裝時對壓力機的調(diào)整，而調(diào)整壓力機的依據(jù)是試沖時工件是否符合要求，因而整形壓力也可按經(jīng)驗取沖裁力的 20% 。 2 2 2 2 222 5 . 5 1 9( ) ( ) 2 2 7 . 1 7 6221 5 0 2 2 7 . 1 7 6 3 4 0 8 0m m m r m P a m m N 料力與推件力的計算 由于沖裁中材料的彈性變形及摩擦的存在，沖裁后帶 孔 部分的材料會緊箍在凸模上，而落下部分的材料會緊卡在凹模洞口中 。 從凸模上卸下緊箍著的材料所需的力稱為卸料力；把落料件從凹模洞口 順著沖裁方向推出去的力稱為推件力；逆著沖裁方向頂出變的力稱力頂件 力。如 下 圖所示 ： 影響卸料力、推 件力和頂出力的因素很多，如材料的種類，材料厚度，沖裁間隙，零件形狀尺寸以及潤滑情 況等。這些力通常采用經(jīng)驗公式進行計算，參考文獻 4第 52頁公式 F K F卸 F K F推 推 F K F頂 頂 式中 F 沖裁力（ N ）； 分別為卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，其值可參考文獻4第 52頁表2 實際生產(chǎn)中，凹?？卓谥袝瑫r卡有好幾個工件，因而在計算推件力時應(yīng)考慮工件數(shù)目。本模具擬設(shè)在沖裁時凹模孔只會卡住一個工件，因而推件力只需計算 卡住一個工買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 件時的沖裁力。 沖裁時所需的沖壓力為沖裁力、卸料力、推件力之和， 應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待。本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式，其總沖壓力的公式可參考文獻 4第 52頁公式： F F F F 總 沖 卸 過查表得 卸推則第一工位到第五工位中所需的卸料力和推件力分別為： 第一工位： 0 . 0 4 5 2 4 7 4 0 1 1 1 3 . 30 . 0 5 5 2 4 7 4 0 1 3 6 0 . 7F N N 卸推第三工位： 0 . 0 4 5 3 1 3 4 0 1 4 1 0 . 30 . 0 5 5 3 1 3 4 0 1 7 2 3 . 7F N N 卸推第四工位： 0 . 0 4 5 1 8 1 5 0 8 1 6 . 7 50 . 0 5 5 1 8 1 5 0 9 9 8 . 2 5F N N 卸推第五工位： 0 . 0 4 5 8 0 3 3 0 3 6 1 4 . 8 50 . 0 5 5 8 0 3 3 0 4 4 1 8 . 1 5F N N 卸推各個工位的總沖壓力如下： 第一工位： 2 4 7 4 0 1 1 1 3 . 3 1 3 6 0 . 7 2 7 2 1 4F N N N N 沖第三工位： 3 1 3 4 0 1 4 1 0 . 3 1 7 2 3 . 7 3 4 4 7 4F N N N N 沖第四工位： 1 8 1 5 0 8 1 6 . 7 5 9 9 8 . 2 5 1 9 9 6 5F N N N N 沖第五工位： 8 0 3 3 0 3 6 1 4 . 8 5 4 4 1 8 . 1 5 8 8 3 6 3F N N N N 沖通過以上計算，得到各 工步的沖壓力分別為： 第一工位： 15孔沖裁，沖壓力為 27214N ； 第二工位：翻邊，沖壓力為 2318N ； 第三工位： 19孔沖裁和整形，沖壓力總合為 68554N ； 第四工位：兩處 孔沖裁，沖壓力為 19965N ； 第五工位：外形落料，沖壓力為 88363N 。 模具總沖壓力 為模具各個工步的沖壓力總和； 2 7 2 1 4 2 3 1 8 6 8 5 5 4 1 9 9 6 5 8 8 3 6 3 2 0 6 4 1 4 2 0 7F N N N N N N K N 總 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 6 章 壓力機噸位選擇 具壓力中心的確定 沖裁 時的合力作用點或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與壓力機 滑塊中心不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏載，導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。通常利用求平行力系合力作用點的方法（解析法或圖解法）確定模具 壓力中心。 如下圖本工件的排樣圖，為減少計算，坐標(biāo)設(shè)為圖中所示，則根據(jù)力學(xué)定理，諸分力對 y 軸 力矩之和等于起合力對同軸之矩，則有 0cy 因此模具的壓力中心在離原心 ， 。 力機噸位選擇 壓設(shè)備類型的選擇 根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)，生 產(chǎn)批量的大小，沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來選擇設(shè)備的類型。 對于中小型的沖裁件，彎曲件或拉深件的生產(chǎn)，主要應(yīng)采用開式機械壓力機。雖然開式?jīng)_床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形能夠破壞沖裁模的間隙分布，降低模具 的壽命或沖 裁 件的表面質(zhì)量 ?？?是，由于它 提供了極為方便的操作條件和非常容易安裝機械化附屬裝置的特點，使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。 1 1 2 2 3 3 4 4 5 51 2 3 4 58 8 3 6 3 0 1 9 9 6 5 3 1 6 8 5 5 4 6 28 8 3 6 3 1 9 9 6 5 6 8 5 5 4 2 3 1 8 2 7 2 1 42 3 1 8 9 3 2 7 2 1 4 1 2 48 8 3 6 3 1 9 9 6 5 6 8 5 5 4 2 3 1 8 2 7 2 1 44 0 . 9 8cF l F l F l F l F F F FN m m N m m N m N N NN m m N m N N 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 對于大中型沖壓件的生產(chǎn)多采用閉式結(jié)構(gòu)形式的機械壓力機，其中有一般用途的通用壓力機，也有臺面較小而剛度大的專用擠壓壓力機、精壓機等。在大 型拉深件的生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用雙動拉深壓力機，因其可使所用模具結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。 在小批量生產(chǎn)當(dāng)中，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)多采用液壓機。液壓機沒有固定的行程，不會因為板料厚度變化而超載，而且在需要很大的施力行程加工時，與機械壓力機相比具有明顯的優(yōu)點。但是，液壓機的速度小，生產(chǎn)效率低，而 且 零件的尺寸精度有時因受到操作因素的影響而不十分穩(wěn)定 。 摩擦 壓 力機具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低 廉 、不易發(fā)生超負荷損壞等特點，所以在小批量生產(chǎn)中常用來完成彎曲、成形等沖壓工作。但是，摩擦壓力機的行程次數(shù)較少， 生產(chǎn)率低，而且操作也不太方便 。 在 大 批量生 產(chǎn) 或 形狀復(fù)雜零件的大量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用高速壓力機或多工位自動壓力機。 綜合以上因素，選用開式壓力機比較合適。 定壓力機設(shè)備的規(guī)格 （ 1）壓力機的行程太小，應(yīng)能保證成型零件的取出和毛坯的放進，例如拉深所用的壓力機行程，至少應(yīng)大于成型零件的高度兩倍以上。 （ 2）壓力機工作臺面的尺寸應(yīng)大于沖模平面 尺寸，且還需留有安裝固定的余地，但過大的工作臺面上安裝小尺寸的沖模，工作臺的受力條件也是不利的。 （ 3）所用壓力機的閉合高度應(yīng)與 沖模閉合高度相適應(yīng)。 模具閉合高度0模板的底面到上模板頂面的距離。 壓力機的閉合高度 H 是指滑塊在下死點時，工作臺面到滑塊的距離。大多數(shù) 壓力機，其連桿長度能調(diào)節(jié)，也即壓力機的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機有最大的閉合高度小閉合高度 設(shè)計模具時，模具 的閉合高度0m a x 0 m i 0H m m H H m m 如無特殊情況0最好取在0 m 3H H L（ L 見圖 5這是為了避免連桿調(diào)節(jié)過長，螺紋接觸面積小而壓壞。如果模具閉合高度實在太小，可以在壓床下面加墊板。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 4）沖 壓力與壓力機能的配合關(guān)系：當(dāng)進行沖裁等沖壓加工時，由于其施力行程較小，近于板料的厚度，所以可按沖壓過程中作用于壓力機滑塊上所有力的總和 常取壓力機的名義噸位比 0% 30% 。 本模具在沖裁過程中總的沖壓力 207F ，為防止設(shè)備過載，可按公稱壓力 總（ 1 . 6 1 . 8 ）選擇壓力 機。參考文獻6第 49頁初選壓力機型號為 主要技術(shù)參數(shù)如下： 公稱壓力： 250標(biāo)稱壓力行程： 6滑塊行程： 80最大封閉高度： 250封閉高度調(diào)節(jié)量： 70工作臺尺寸 （前后 左右）： 3 6 0 5 6 0m m m m 工作臺孔尺寸（前后 左右）： 1 3 0 2 6 0m m m m 模柄孔尺寸（直徑 深度）： 5 0 7 0m m m m 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 7 章 模 具 工作部分設(shè)計計算 裁間隙 沖裁間隙是沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙。沖裁間隙分為單邊間隙和雙邊間隙單邊間隙用 雙邊間隙用 間隙值的大小對沖裁件質(zhì)量 、模具壽命、沖裁力的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計中一個極其重要的工藝參數(shù)。 裁間隙 對沖裁件質(zhì)量的影響 沖裁件的質(zhì)量主要是指斷面質(zhì)量、尺寸精度、和形狀誤差。斷面應(yīng)平直、光滑；圓角??；無裂紋、撕裂、夾層和毛刺等缺陷。零件表明應(yīng)盡可能平整。尺寸應(yīng)在圖樣規(guī)定的公差范圍內(nèi)。影響沖裁件質(zhì)量的因素有：凸、凹模間隙值的大小及其分布的均勻性，模具刃口鋒利狀態(tài)、模具結(jié)構(gòu)與制造精度，材料性能等，其中，間隙值的大小與分布的均勻性是主要因素。 沖裁件的尺寸精度是指沖裁件實際尺寸與標(biāo)稱尺寸的差值（），差值越小，精度越高 。這個差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對凸?；虬寄３叽绲钠?，二是模具本身的制造偏差。 沖裁件相對凸模或凹模尺寸的偏差，主要是由于沖裁過程中，材料受拉伸、擠壓、彎曲等作用引起的變形，在加工結(jié)束后工件脫離模具時，會產(chǎn)生彈性恢復(fù)而造成的。偏差值可能是正的，也可能是負的。影響這一偏差值的因素主要是凸、凹模的間隙。 當(dāng)間隙較大時，材料所受拉伸作用增大，沖裁完畢后，因材料的彈性恢復(fù)，沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而沖孔件的尺寸則大于凸模尺寸。當(dāng)間隙較小時，凸模壓入板料接近擠壓狀態(tài)，材料受凸、凹 模擠壓力大，壓縮變形大，沖裁完畢后，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，而沖孔件的孔徑則變小。 此外，尺寸變化量的大小還與材料力學(xué)性能、厚度、軋制方向、沖裁件形狀等因素有關(guān)。材料軟，彈性變形量小，沖裁后彈性恢復(fù)量就小，零件的