汽車(chē)線束支架模具設(shè)計(jì)

1 1 緒論 1.1 沖壓的概念 沖壓是把沖壓模具安裝在沖壓設(shè)備上對(duì)材料施加壓力的一種加工方式，使材料產(chǎn)生分離或塑性變形，最終獲得所設(shè)計(jì)零件的方法。冷沖壓就是在常溫的環(huán)境下使原材料變形的一種加工方式，鋼板或者鋼管是沖壓所需的原材料，因此也可以叫做冷沖壓，用壓力在常溫下使材料發(fā)生塑性變形是加工塑性變形的方法之一。 冷沖壓用的模具稱(chēng)為冷沖壓模具，沖壓模具是將原材料批量制造成產(chǎn)品的高效率、高質(zhì)量的工具。因此模具在沖壓加工中相當(dāng)重要，若沖壓模具不符合要求，批量制造就難以進(jìn)行；模具落后，就算世界領(lǐng)先的工藝也是不能實(shí)現(xiàn)的。沖壓工藝和模具兩者相輔相成、沖壓所用設(shè)備和沖壓原材料只有它們相互結(jié)合才能得到制件。 1.2 沖壓的基本工序及模具 冷沖壓制造的零件類(lèi)目相當(dāng)多，其中形狀和尺寸大不相同，所以制造中采用的工藝流程也是多種多樣的?？偲饋?lái)說(shuō)，包括分離和成型兩種；分離是指使原料沿一定的輪廓線分開(kāi)獲得預(yù)期的尺寸和形狀；成形是指使原料在不損壞 的情況下等到一定形狀和尺寸的零件。 1.3 中國(guó)沖壓模具現(xiàn)狀 中國(guó)模具發(fā)展已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的的時(shí)間，但是未能融合為一個(gè)大型產(chǎn)業(yè)，沖壓模具一直為生產(chǎn)提供工具，作為生產(chǎn)的保證。素以發(fā)展很緩慢。我國(guó)成立了模具協(xié)會(huì)后，此后被列入了我國(guó)機(jī)電目錄，當(dāng)時(shí)我國(guó)生產(chǎn)模具的廠家大約有 5000 多家。生產(chǎn)總值為 30 多個(gè)億。我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)發(fā)展加快，其中標(biāo)準(zhǔn)件以及配套件也得到發(fā)展，沖壓模具產(chǎn)業(yè)有了快速發(fā)展。在日益激烈的市場(chǎng)中，模具的制造技術(shù)不斷提高，規(guī)模壯大。上世紀(jì)90年代我國(guó)的汽車(chē)模具行業(yè)得到突破性發(fā)展，我國(guó)還把一些新技術(shù) 作為典范應(yīng)用到生產(chǎn)中，由國(guó)家先進(jìn)大學(xué)以及科研單位牽頭，研制出了用于汽車(chē)覆蓋件生產(chǎn)的 CAD/CAE 系統(tǒng)，此后應(yīng)用到了實(shí)際生產(chǎn)中，取得了顯著成效。 1.3.1 我國(guó)在模具設(shè)計(jì)和模具制造方面的現(xiàn)狀 由于在我國(guó)國(guó)家的扶持下 ， 我國(guó)經(jīng)過(guò)不斷的努力 ， 現(xiàn)在我國(guó)在模具制造生產(chǎn)方面已經(jīng)處于較高水平 ， 其中還有對(duì)于信息技術(shù)和虛擬技術(shù)的應(yīng)用 。 雖然處于較高水平 ， 但是我國(guó)在模具制造設(shè)計(jì)方面和國(guó)際上還有一定的差距 。 差距體現(xiàn)在一些大型覆蓋件以及高精度制件 ， 制造工藝和產(chǎn)品設(shè)計(jì)都存在較大差距 。 在一些汽車(chē)上的大型覆蓋件精度要求非常高，制造難度大，雖然模具制造以及加工已經(jīng)和國(guó)際水平相當(dāng)，但在一些關(guān)鍵技術(shù)方面還存在一些差距 。 級(jí)進(jìn)模具和多功能模具代表著模具制造的水平 ， 因此級(jí)進(jìn)模具和多功能模具是我國(guó)發(fā)2 展的重點(diǎn) 。 雖然我國(guó)在大力發(fā)展級(jí)進(jìn)模具和多功能模具，但在精度和制造方面和國(guó)際上仍有相當(dāng)大的差距 。 汽車(chē)覆蓋件的生產(chǎn)要求精度高，因此模具的精度也要達(dá)到相關(guān)要求才能生產(chǎn)出好的產(chǎn)品，快速加質(zhì)量才是我們想要的 。 先進(jìn)的加工技術(shù)也在為我們提供幫助，在先進(jìn)加工工具的幫助下模具制造也在快速發(fā)展 ，。 不但提高了精度，也提高 了質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期 。 模具表面硬化是增強(qiáng)加工精度，也是對(duì)模具的一種保護(hù) ， 這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不斷地迅速發(fā)展，比如模具 碳化物被覆處理 ，以及鍍層技術(shù)越來(lái)越多模具鑄造、激光加工。激光焊接也得到了發(fā)展。 1.4 沖壓模具的發(fā)展重點(diǎn)與展望 1.4.1 重點(diǎn)一模具產(chǎn)品的發(fā)展 適者生存，市場(chǎng)的選擇決定著產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展。所以沖壓模具和沖壓技術(shù)成為現(xiàn)在發(fā)展的重點(diǎn)。 到現(xiàn)在為止模具已經(jīng)被分為了 7類(lèi) ， 其中包括按所服務(wù)的對(duì)象來(lái)稱(chēng)呼 。 當(dāng)前多功能模具以及級(jí)進(jìn)模具是發(fā)展汽車(chē)覆蓋件產(chǎn)品的首要任務(wù) 。 高檔汽車(chē)中外覆蓋件模具成為當(dāng)前發(fā)展的重要任務(wù) 。 連續(xù)模具和多功能級(jí)進(jìn)模具在此后后的時(shí)間里將會(huì)有迅速的發(fā)展 。 精度較高，壽命較長(zhǎng)，效率較高的級(jí)進(jìn)模具和大型精沖模具將會(huì)成為發(fā)展的一個(gè)主干。 1.4.2 沖壓模具技術(shù) 展望 信息化高精度和高速化是模具未來(lái)發(fā)展的方向 。 在技術(shù)方面 ， 要大力發(fā)展先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù) ， 計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)是設(shè)計(jì)中一項(xiàng)非常重要的技術(shù)應(yīng)用 。 模具制造設(shè)計(jì)正在朝著智能、集成、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展 。 提高計(jì)算及分析系統(tǒng)的應(yīng)用 ， 完整的資料庫(kù)和專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)是提高軟件應(yīng)用的一項(xiàng)非常關(guān)鍵的措施 。 高速加工和高精度加工技術(shù)也是提高模具制造精度和縮短制造周期的方式 。 標(biāo)準(zhǔn)化程度對(duì)后續(xù)制造起到關(guān)鍵性作用 。 模具表面進(jìn)行硬化處理提高磨具壽命 。 計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用將會(huì)給模具制造帶來(lái)前所未有的快速發(fā)展。 1.5 中國(guó)沖壓模具發(fā)展趨勢(shì) 根據(jù)我國(guó)模具現(xiàn)狀和和國(guó)際上磨具房展的水平，和我國(guó)在磨具設(shè)計(jì)制造業(yè)的政策，將會(huì)帶來(lái)一些發(fā)展上的優(yōu)勢(shì)：首先是墨跡的發(fā)展朝著大型化；再就是磨具制造的精度越來(lái)越高；再就是連續(xù)模和多功能模具的發(fā)展；四是在模具方面標(biāo)準(zhǔn)化程度和標(biāo)準(zhǔn)間的發(fā)展越來(lái)越高；五是模具生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)前景非常好；六是制造模具的技術(shù)在不斷提高，這些將是我國(guó)在模具方面發(fā)展的趨勢(shì)。 3 當(dāng)前模具制造也日益激烈，我國(guó)在模具設(shè)計(jì)水平制造技術(shù)方面同發(fā)達(dá)國(guó)家存在差距。其中的問(wèn)題和差距有以下幾個(gè)方面：（ 1）我國(guó)市場(chǎng)上模具制造廠家過(guò)少 ； （ 2）設(shè)計(jì)制造技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、進(jìn)出口模具 結(jié)構(gòu)不合理 ； （ 3）制造出的模具產(chǎn)品處于低水平，而且制造周期長(zhǎng) ； （ 4）自主開(kāi)發(fā)能力差 ； （ 5）模具制造企業(yè)管理同其他企業(yè)相比落后。 今天是網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代，信息的時(shí)代，全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益增長(zhǎng)，首先我國(guó)要保持著高增長(zhǎng)在模具設(shè)計(jì)和制造方面。通過(guò)技術(shù)交流和采取各種措施共同發(fā)展模具行業(yè)，減小差距力爭(zhēng)更強(qiáng)。在科學(xué)的正確引導(dǎo)下，提高自主開(kāi)發(fā)制造能力，把質(zhì)量和效益同步提高上來(lái)，使我國(guó)的模具設(shè)計(jì)制造水平有一個(gè)大的提高。 本次的線束支架沖壓模具設(shè)計(jì)包含了產(chǎn)品的工藝分析、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件尺寸的計(jì)算以及大量 CAD制圖任務(wù)等，可以讓人更深入的了解整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。雖然不會(huì)給模具業(yè)帶來(lái)什么影響設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到了在學(xué)校期間沒(méi)有學(xué)到的知識(shí)，在以后的時(shí)間里我會(huì)更加努力。 2 零件工藝分析 2.1 概述 現(xiàn)實(shí)中沖壓最主要的是加工板料零件，也是塑性加工方式的一種因此也叫做冷沖壓。冷沖壓加工是模具對(duì)板料進(jìn)行施加力，使板料進(jìn)行塑性變形。當(dāng)內(nèi)力達(dá)到一定條件是就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)的變化，形狀不會(huì)反彈，然后形狀和尺寸都不在改變。冷沖壓是在常溫下進(jìn)行制造生產(chǎn)的一種方式 。 冷沖壓有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 原材料利用率會(huì)得到很高的利用。 （ 2）可以加工大型覆蓋件和復(fù)雜零件。 （ 3）冷沖壓加工的零件一致性好。 （ 4）制件強(qiáng)度和剛度能得到保證。 （ 5）效率高可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。 因此，沖壓加工生產(chǎn)成本低，質(zhì)量有保證，產(chǎn)品一致性好。沖壓模具制造的產(chǎn)品還具有質(zhì)量輕、剛性好的特點(diǎn)。沖壓的原材料以鋼板為主，其余較少使用。 沖壓加工覆蓋面廣，無(wú)論是在電器、航天航空、汽車(chē)制造以及機(jī)械制造行業(yè)。當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家中各種沖壓工業(yè)相當(dāng)發(fā)達(dá)。我國(guó)發(fā)展歷程中，沖壓占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。 2.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 制造 零件名稱(chēng)： 線束支架模具設(shè)計(jì) 材質(zhì) ： 65Mn 材料 厚度： 0.8mm 生產(chǎn) 數(shù)量 ：大量生產(chǎn) 4 圖 1 2.3 沖壓件的工藝分析 我選擇的是線束支架沖裁模具的設(shè)計(jì)，材料較薄，該制件是固定線束的為止，最重要的是保證性能穩(wěn)定。制件的外形結(jié)構(gòu)為一般零件形狀使用過(guò)程中不會(huì)造成安裝難度大問(wèn)題，為較常見(jiàn)材料的沖壓件。對(duì)該零件外形尺寸公差要求較低，折彎角度為 90 15，精度要求不高，此之間的彎曲角度大于標(biāo)準(zhǔn)，因此可以彎曲成形。 線束支架安裝孔與線夾垂直，孔距的位置要求不高，但不能影響安裝，不要求孔徑過(guò)高的公差配合。此制件上的安裝孔不做特殊要求，所折角度為 90直角 ，公差要求不高。 通過(guò)進(jìn)行工藝的分析，可以看出此件為普通材料沖壓而成，尺寸精度要求不高，重要的是零件的形狀成型，又屬大量生產(chǎn)，所以可以運(yùn)用沖壓來(lái)生產(chǎn)。 2.4 制件工藝方案的制定 2.4.1 毛坯尺寸的合理計(jì)算 5 圖 2 該零件的毛坯展開(kāi)尺寸可按式下式計(jì)算： L= L1+L2+L3+L4+L5 (公式 2-1) 上式中板料厚度 t=08mm； 為 均為 直邊尺寸， L1=12mm (公式 2-2) L2=13mm (公式 2-3） L3=22mm （ 公式 2-4） L4=13mm （ 公式 2-5） L5=12mm （ 公式 2-6） 將這些數(shù)值代入，得毛坯寬度方向的計(jì)算尺寸 L=12+13+22+13+12=504mm （ 公式 2-7） 考慮到彎曲時(shí) 時(shí) 板料纖維的伸長(zhǎng) ，有四個(gè)直角彎曲， 經(jīng)過(guò) 模擬分析分析以及經(jīng)驗(yàn)可知 ，實(shí)際毛坯尺寸取 L=466mm 左右 ,所以 ， 其他尺寸可以同理計(jì)算出 ，最 因此可以得出毛坯的尺寸 。 6 2.4.2 沖壓工序和 工藝方案 的 安排 沖壓該零件須包含以下幾個(gè)方面： （ 1） 落料；（ 2） 沖孔 ； （ 3） 第一次 彎曲成形 ； （ 4）第 二次彎曲成形 。 根據(jù)上面的工序可以結(jié)合成以下方案 。 方案一：落料 第一次次彎曲 第二次彎曲 沖孔 ； 方案二：沖孔，落料（連續(xù)模） 第一次彎曲 第二次彎曲 ； 方案三：落料 沖孔第一次彎曲 第二次彎曲。 對(duì)從三種方案里，可以得出： 方案一：沖孔工序排在最后，當(dāng)彎曲成型后再?zèng)_孔模具結(jié)構(gòu)太復(fù)雜并且經(jīng)濟(jì)性高，易造成加工困難 ； 方案二：模具壽命和加工效率要考慮在一起，將落料和沖孔分開(kāi)可以有效降低沖裁力，有利于提高模具壽命，還可以使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，操作也較方便。連續(xù)模生產(chǎn)精度高，成本也高，所以沒(méi)有必要選用連續(xù)模 ； 方案三：落料采用獨(dú)立模具，沖孔和一次成型為一個(gè)工序，不僅可以提高生產(chǎn)效率，還可以降低生產(chǎn)成本。 以 上三種方案中方案三較適合此次制件加工工序。 2.4.3 制件在板料上的排列和原材料的利用率的計(jì)算 圖 3 圖 4 7 毛坯形狀和尺寸較 小 ， 為了提高材料利用率 。有 以下兩 種排樣方式， 要提高材料利用率又不影響生產(chǎn)將搭邊值設(shè)為由表 1 查的最小搭邊值 a1=15、 a=18，因此， 兩 種排樣方式產(chǎn)材料利用率分別 圖 c 為 481%和 圖 d為 78%。 所以選擇 第 二 種排樣方式 。由表 1查的最小搭邊值 a1=15、 a=18。 表 1 最小搭邊值 a 材料厚度 t 圓形或圓角 r2t 矩形件邊長(zhǎng) L 50 矩形件邊長(zhǎng) L50 或圓角 r 2t 工作間a1 側(cè)邊 a 工作間 a1 側(cè)邊 a 工作間 a1 側(cè)邊 a 025 18 20 22 25 28 30 025 05 12 15 18 20 22 25 05 08 10 12 15 18 18 20 08 12 08 10 12 15 15 18 A=466 15+27 205-(35 35-025 35 35)=124986mm （ 公式 2-8） B=（ 43+3 15+15） =655mm （ 公式 2-9） S=（ 466+22） =488mm （ 公式 2-10） 一個(gè)步距的材料利用率為 n=78% （ 公式 2-11） 2.5 沖裁工藝性分析及間隙的選擇 工藝性分析對(duì)零件沖裁的適應(yīng)性有很大的關(guān)系，分析制件的尺寸、大小等是否能夠符合加工的工藝。沖裁件的質(zhì)量，模具壽命的長(zhǎng)短和加工生產(chǎn)效率與加工工藝有著直接的聯(lián)系。 2.5.1 沖裁模間隙的確定 凹凸模刃口的距離為沖裁間隙。沖裁間隙對(duì)沖裁加工工藝和沖裁模具的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，關(guān)系到制件的質(zhì)量、還有模具的壽命和使用，要根據(jù)加工實(shí)際合理選擇。沖裁間隙一般會(huì)分為單面間隙和雙面間隙兩種。其中根據(jù)磨具壽命的長(zhǎng)短之間的精度可以將金屬材料沖裁間隙分成以下類(lèi)型：類(lèi)（大間隙），類(lèi)（中等間隙），類(lèi)（小間隙），間隙對(duì)沖裁模沖壓時(shí)會(huì)有很 大影響，所以間隙大小很重要。 2.5.2 間隙對(duì)尺寸精度的影響 8 沖裁制件的實(shí)際尺寸與公差尺寸的差值為沖裁件的精度。其中會(huì)包含凸模和凹模的公差，還有模具本身的制造過(guò)程產(chǎn)生的公差。 若凸、凹模之間的的間隙過(guò)大時(shí)，材料會(huì)受到較大程度的拉伸。沖裁完以后，由于材料的彈性恢復(fù)，制件尺寸會(huì)小于凹模尺寸，因此穹彎的彈性恢復(fù)方向與其相反，在間隙較小時(shí)，材料受到擠壓力增大，所以沖裁完以后，彈性的恢復(fù)會(huì)造成制件尺寸的增加，因此要選擇合理的間隙。 2.5.3 沖裁間隙對(duì)沖裁力造成的影響 間隙的變大，拉力也會(huì)增大，材料容易造成斷 裂分離，所以沖裁力也會(huì)增大。如果繼續(xù)增大間隙時(shí)，會(huì)因從凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋不重合，沖裁力減小。 由于間隙的增大，使沖裁件的光亮面變小，落料尺寸小于凹模尺寸，沖孔尺寸大于凸模尺寸。 2.5.4 沖裁間隙和模具壽命的關(guān)系 模具的壽命就是能夠加工多少次制件。模具在工作中失效的形式會(huì)有：磨損、變形、崩刃和凹模刃口漲裂四種。 當(dāng)間隙變大時(shí)沖裁力和卸料力會(huì)相應(yīng)變小，這時(shí)模具的磨損會(huì)減小；若間隙繼續(xù)變大，卸料力反而會(huì)增大，造成模具的磨損加快，生產(chǎn)中一般的沖裁間隙為（ 10%-15%） 料厚時(shí)當(dāng)模具磨損最小的時(shí)候模具的壽命會(huì)達(dá)到最大。間隙過(guò)小時(shí)，落料件在凹模內(nèi)的脹裂力也會(huì)增大。 2.5.5 確定合理間隙的理論依據(jù) 由以上分析可見(jiàn)，沖裁件的質(zhì)量和沖裁力的大小還有模具的壽命長(zhǎng)短都和沖裁間隙息息相關(guān)。合理的沖裁間隙的確定涉及到模具設(shè)計(jì)和制造兩個(gè)方面，以保證沖裁件的斷面質(zhì)量好，尺寸精度高，所需沖裁力小，模具壽命將會(huì)提高。在模具設(shè)計(jì)中要正確選擇沖裁間隙。沖裁間隙的最小值我們用 minz 表示 ,沖裁間隙的最大值我們稱(chēng)用 maxz 表示。沖 裁模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中要選擇好沖裁間隙。 確定合理間隙的理論根據(jù)是加工過(guò)程中材料裂紋的的重合度。其中間隙值可以通過(guò)計(jì)算得到： Z=2t(1-th0)tan 上述算式可以得到，間隙值和板料的關(guān)系以及加工過(guò)程中切入深度的關(guān)系及破裂角有關(guān)。當(dāng)材料硬度高而且脆性大時(shí)， 相對(duì)切入深度比較小時(shí)，則間隙值就會(huì)比較大。對(duì)軟而韌的材料， 0h /t有較大值，則合理間隙值較小。板厚越大，合理間隙越大。 由于理論計(jì)算在生產(chǎn)中不便使用，因此設(shè)計(jì)過(guò)程中普遍使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 9 表 2 中為沖裁模較大單面的間隙 (汽車(chē)拖拉機(jī)行業(yè)用 ) 2.5.6 間隙值的確定 間隙的選擇可以按照如下原則：對(duì)于斷面垂直度與尺寸公差要求較高的工件，選擇較小的合理間隙值。模具的壽命和沖裁力的大小將會(huì)排在第二位考慮。如果制件的斷裂面的公差要求較高，可以將沖裁力降低，以便提高模具的壽命，采用較大的合理間隙值。 部分沖裁件的單面間隙值見(jiàn)表 3。 由下表可得，此套模具的最小單雙面間隙為 minz =0128 mm，最大單面間隙 maxz =0184mm。 表 3 規(guī)則形狀（圓形、方行）件沖裁時(shí)凹凸模的制造公差（單位： mm） 公稱(chēng)尺寸 凸模公差 p 凹模公差 d 18 0020 0020 18 30 0020 0025 30 80 0020 0030 80 120 0025 0035 120 180 0030 0040 凹凸模制造公差 p=0020， d=0030。 Zma -Zmin=0056， p+ d =0050，滿(mǎn)足 p+ d Zma -Zmin的條件。 2.6 凹模刃口尺寸的計(jì)算 以凹模為基準(zhǔn)件，凹模磨損后，刃口部分尺寸都增大，因此都屬于 A類(lèi)尺寸。零件圖材料 厚度 08、 10、 35、 09Mn、Q235、 B3 Q235 40、 50 65Mn 最小值 最大值 最小值 最大值 最小值 最大值 最小值 最大值 05 0040 0060 0040 0060 0040 0060 0040 0060 06 0048 0072 0048 0072 0048 0072 0048 0072 07 0064 0092 0064 0092 0064 0092 0064 0092 08 0072 0104 0072 0104 0072 0104 0064 0092 09 0090 0126 0090 0126 0090 0126 0090 0126 10 0100 0140 0100 0140 0100 0140 0090 0126 12 0126 0180 0132 0180 0132 0180 15 0132 0240 0170 0240 0170 0230 10 中未注公差的尺寸采用自由公差，設(shè)計(jì)凹模時(shí)首先要進(jìn)行凹模尺寸的計(jì)算，根據(jù)制件坯料的尺寸進(jìn)行凹模人口的尺寸設(shè)計(jì)查表得磨損系數(shù) =05，當(dāng) 05 時(shí)， =05；當(dāng) 05時(shí)， =075；查表 4 表 4 摩擦系數(shù) 料厚 t/mm 非圓形沖裁件 圓形沖裁件 1 075 05 075 05 沖裁件公差 /mm 1 1 2 1 2 1 2 030 031 059 060 030 030 零件尺寸 466mm處凹模尺寸 Ad1=（ Ama -） 4/0 =(466-05 04) 1.00 =4640 1.00 （ 公式 2-12） 零件尺寸 15mm處凹模尺寸 Ad2=（ Ama -） 4/0 =(15-075 028) 07.00 =1489 07.00 （ 公式 2-13） 零件尺寸 205mm處凹模尺寸 Ad3=（ Ama -） 4/0 =(205-016 075) 04.00 =2042 04.00 （ 公式 2-14） 零件尺寸 43mm處凹模尺寸 Ad4=（ Ama -） 4/0 =(43-04 05) 1.00 =428 1.00 （ 公式 2-15） 2.7 凸模刃口的計(jì)算 凸模尺寸以凹模為基準(zhǔn)根據(jù)公差配合進(jìn)行計(jì)算。 AD=（ Ad- Zmin） 4/0 =（ Ama - - Zmin） 4/0 由此式可得 零件尺寸 466mm處凸模尺寸 AD1=（ Ama - - Zmin） 4/0 =4640 -0128=462701.0- （ 公式 2-16) 零件尺寸 15mm處凸模尺寸 AD2=（ Ama - - Zmin） 4/0 =1489-0128=14760 07.0- (公式 2-17) 11 零件尺寸 205mm處凸模尺寸 AD3=（ Ama - - Zmin） 4/0 =2042-0128=20290 04.0- (公式 2-18) 零件尺寸 43mm處凹模尺寸 AD4=（ Ama - - Zmin） 4/0 =4280-0128=426701.0- (公式 2-19） 3 模具設(shè)計(jì)與尺寸的計(jì)算 3.1 沖裁力的計(jì)算及模具刃口的計(jì)算 3.1.1 沖裁力的計(jì)算 計(jì)算沖裁力是為后續(xù)選擇壓力機(jī)做準(zhǔn)備。壓力機(jī)的噸位必須大于沖裁力。 沒(méi)有特殊要求是一般情況下都是用平刃口進(jìn)行沖裁，沖裁力計(jì)算可以用下式： KLtKFP P 沖裁力， N； F 沖切斷面積， mm2； L 沖裁周邊長(zhǎng)度， mm; t 材料厚度， mm； 材料抗剪強(qiáng)度， Mpa； K 安全系數(shù)，一般取 K 13，去除一些可以避免的因素 , 65Mn的抗剪強(qiáng)度為取 =600 Mpa。 3.1.2 落料沖裁力的計(jì)算 （ 1） 平刃口模具沖裁時(shí)，落料力 的 計(jì)算： KLtKF F 毛坯的周長(zhǎng) L=1762mm，厚度 t=08mm以及 65Mn鋼材料的抗剪強(qiáng)度 =代入上式，得 F1=13 1762 08 600=10994883N （ 公式 3-1） 3.1.3 壓力中心的計(jì)算 由下圖進(jìn)行，制件為左右對(duì)稱(chēng)制件所以為 0只需計(jì)算 Y值， L1=205 y1 =0 (公式 3-2） L2=54 y2=135 （ 公式 3-3） L3= 1305 y3=27 (公式 3-4） 12 L4= 30 y4=345 （ 公式 3-5） L5= 466 y5=43 （ 公式 3-6） L6=9498 y6 =9 （ 公式 3-7） 計(jì)算的 y0=1921 （ 公式 3-8） 0= =0 （ 公式 3-9） 圖 5 3.2 凹模板的設(shè)計(jì) 根據(jù)料厚和凹模壁厚的關(guān)系查的凹模壁厚不得小于 26，又因?yàn)榱慵傞L(zhǎng)為 466mm所以選取凹模板為 120 120mm 凹，查得 k=035， b 為零件最長(zhǎng)尺寸為 466，凹模板高度 H=Kb=035 466=1631 （ 公式 3-10） 為保證強(qiáng)度 H取 30mm 所以選取凹模板為 120 120 1631mm 凹模板見(jiàn)下圖 13 圖 6 3.3 凸模固定板 在設(shè)計(jì)凹模固定板時(shí)，為了使受力均勻，外形尺寸可以和凹模外形尺寸設(shè)計(jì)的相同 ,厚度為凹模的 0608h,h為凹模的厚度 ,這里取 08h,即 08 30=24mm,根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為 L B H=120 120 24;凸模與凸模固定板的配合為 H7/n6,模具裝配時(shí)可以用標(biāo)準(zhǔn)銷(xiāo)釘進(jìn)行定位 ,通過(guò)上模座可以固定 ,凸模固定板上沖孔的位置應(yīng)和凹模一樣 ,凸模和凸模固定板制件進(jìn)行鉚接 ,所以要進(jìn)行倒角處理 ,所以可以得到凸模固定板，見(jiàn)裝配圖 。 3.4 彈性元件的設(shè)計(jì) 其中 t 板料厚度 ； h 預(yù)壓縮量 取 3 mm ； h 凸模進(jìn)入凹模的深度 取 25 mm (其深度一般為 2 3 mm)。 H = 25%t h hH = 1921 公式 3-11 所以彈性橡皮的自由高度為 25 mm。 14 外形尺寸為 120 120 25mm。 圖 7 3.5 凸模墊板的設(shè)計(jì) 為了減少模架在工作過(guò)程中受力比較集中因此可以選擇凸模墊板長(zhǎng)寬尺寸和凹模一樣厚度取 10mm，圖見(jiàn)裝配圖。 4 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 4.1 模具標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 由以上的計(jì)算，在初步對(duì)凸凹模尺寸的確定以后，選擇模架的其基本原則是： 墨家的選擇要根據(jù)所加工制件的特點(diǎn)，坯件的定位方式，原材料的輸入方式，導(dǎo)柱導(dǎo)套的受力等綜合考慮。 選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮，一般在長(zhǎng)度上及寬度上都應(yīng)比凸模大 30 40mm模板厚度一般等于凹模厚度的 1 15倍。選擇模架時(shí)還應(yīng)注意到模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系，因此模座的寬度要比模板的寬度沒(méi)每邊大 40 50mm。其中設(shè)計(jì)的模具閉高要大于所用壓力機(jī)的閉合高度，小于壓力機(jī)的最大裝模高度等。通常中小型沖模常采用后側(cè)式 。 由以上原則，對(duì)模架進(jìn)行選取。選擇模架的型號(hào)如下： 上模座： 260 265 45 (GB/T 28555) 下模座： 260 265 40 (GB/T 28556) 其結(jié)構(gòu)如沖孔落料裝配圖。 選擇 模架周界： L=160mm B=125mm 4.2 導(dǎo)柱的選擇 15 因?qū)е鶠闃?biāo)準(zhǔn)件：由模架選擇的結(jié)果可得： 圖解沖壓加工實(shí)用技術(shù) P117表 1526，導(dǎo)柱為 A型。 其尺寸公差與外形如表： 尺寸如表： 表 （ 1） 摘自 GB/T28613 1990； （ 2） 材料： 20鋼 ； （ 3） 熱處理：硬度 58 62HRC。 圖 8 4.3 導(dǎo)套的選擇 因?qū)诪闃?biāo)準(zhǔn)件所以。由圖解沖壓加工實(shí)用技術(shù) P439表 1521 得： （ 1） 摘自 GB/T28613 1990； （ 2） 材料： 20鋼 ； （ 3） 熱處理：滲碳深度 08 1mm，硬度 58 62HRC。 圖 9 16 5 總結(jié) 本次線束支架模具的設(shè)計(jì)歷時(shí)四個(gè)多月，系統(tǒng)綜合應(yīng)用了大學(xué)期間所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，以及在實(shí)習(xí)期間所運(yùn)用到的知識(shí)，對(duì)車(chē)間實(shí)際生產(chǎn)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，基本上已經(jīng)掌握了落料沖孔模具的設(shè)計(jì)過(guò)程和方法，查閱文獻(xiàn)收集資料途徑，培養(yǎng)了良好的設(shè)計(jì)思路，為以后從事模具維修以及沖壓制件加工工藝工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 為了提高生產(chǎn)效率和降低成本，在設(shè)計(jì)中盡量對(duì)模具進(jìn)行優(yōu)化化設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)均集成盡量多的工序以及更加方便的上下料設(shè)計(jì)，但這也帶來(lái)如模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于安裝等問(wèn)題。雖然模具較小制件較簡(jiǎn)單，不過(guò)從中學(xué)習(xí)到了模具相關(guān) 知識(shí)，；解決了落料偏差太大問(wèn)題，以及制件的精度問(wèn)題，本模具使用定位裝置，避免了毛坯的偏移；沖小圓形孔的位置精度以及沖孔位置強(qiáng)度問(wèn)題，由于制件形狀以及尺寸問(wèn)題，造成經(jīng)濟(jì)效益不高，在以后的生產(chǎn)中可以考慮自動(dòng)化生產(chǎn)。 17 參考文獻(xiàn) 1 何葛友華編 機(jī)械 CAD/CAE 2012 年 第一版 西安電子科技大學(xué)出版社 . 2 王先逵主編 機(jī)械制造工藝學(xué) 20