彈簧片沖壓工藝及彎曲模具設(shè)計

前言由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計與制造已成為機(jī)械行業(yè)中一個大的分枝。從事模具行業(yè)工作的專業(yè)人才也越來越多，模具也傾向標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，模具的諸多零件已經(jīng)具有互換性，模具的設(shè)計周期越來越短，因此模具已經(jīng)成為提高產(chǎn)品的競爭能力的重要手段。模具已成為各種產(chǎn)品不可缺少的工藝設(shè)備。本次畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容是：彈簧片沖壓工藝及彎曲模具設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計的目的不僅是對大學(xué)四年所學(xué)知識的一個鞏固和總結(jié)，而且是大學(xué)期間重要的實踐環(huán)節(jié)，它能綜合培養(yǎng)查資料的能力、畫圖能力、獨立分析能力、向老師、同學(xué)學(xué)習(xí)的能力。畢業(yè)設(shè)計作為對所學(xué)專業(yè)知識的一次綜合檢測，為以后參加工作也將奠定堅實基礎(chǔ)。本次重點設(shè)計的是一副沖孔落料連續(xù)模，一副彎曲模。這次設(shè)計是在老師認(rèn)真、耐心的指導(dǎo)下進(jìn)行的，是在對模具的經(jīng)濟(jì)性、模具的壽命、生產(chǎn)周期及生產(chǎn)成本等因素進(jìn)行了全面的仔細(xì)的分析下而進(jìn)行設(shè)計的。因我個人經(jīng)驗和水平有限，因此很難避免在設(shè)計的過程中存在不合理之處，望各位老師多多批評指正。本論文是在厲春元老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。厲春元老師嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度，淵博的知識為我們樹立了榜樣，在此向她表示衷心的感謝！在論文的設(shè)計和寫作過程中，得到同學(xué)的大力支持和協(xié)助，在此一并感謝！我相信：在厲春元老師的耐心指導(dǎo)和同學(xué)們的大力支持下，我一定能順利完成本次畢業(yè)設(shè)計，為四年大學(xué)學(xué)習(xí)生涯劃上一個完整的句號。目錄前言 11緒論 61.1沖壓技術(shù)理論概述 61.1.1全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 61.1.2高速銑削加工 61.1.3模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 61.1.4電火花銑削加工 61.1.5優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 71.1.6模具研磨拋光將自動化、智能化 71.2沖壓加工經(jīng)濟(jì)性分析 71.2.1提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 71.2.2沖壓件的成本分析 72零件工藝性分析及確定工藝結(jié)構(gòu)方案 82.1產(chǎn)品零件圖 82.2零件工藝性分析 82.2.1結(jié)構(gòu)與尺寸 82.2.2精度 82.2.3材料 82.3確定沖裁工藝方案 93確定模具總體結(jié)構(gòu)方案 103.1模具類型 103.2操作與定位方式 103.3卸料與出件方式 103.4模架類型及精度 104工藝計算 104.1排樣設(shè)計與計算 104.1.1排樣方法 104.1.2搭邊值的確定 114.1.3送料步距與條料寬度計算 124.1.4材料利用率及排樣草圖 124.2沖裁力、壓力機(jī)的選取及壓力中心計算 134.2.1沖裁力的計算 134.2.2卸料力、推件力和頂件力 134.2.3壓力機(jī)所需總沖壓力的計算 144.3壓力中心的計算 144.3.1壓力中心的計算 144.4凸、凹模刃口尺寸計算 154.5卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計、彈性元件的選用和計算 184.5.1卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計 184.5.2彈性元件的選用和計算 195連續(xù)模的主要零件設(shè)計 205.1凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 205.1.1凹模 205.1.2凸模 215.2定位形式與結(jié)構(gòu)設(shè)計 235.2.1設(shè)計原則 235.2.2定位零件機(jī)構(gòu)與應(yīng)用 245.3結(jié)構(gòu)件與安裝 255.3.1凸模固定板 255.3.2模柄 255.3.3墊板 255.4模架 265.4.1對模架的基本要求 265.4.2模架形式 265.4.3導(dǎo)柱與導(dǎo)套 265.4.4模具閉合高度校核 275.5模具緊固件與自制零件選用 275.5.1模具緊固件的規(guī)格型號 275.5.2模具自制零件的材料及熱處理要求 275.6壓力機(jī)的選用與校核 285.6.1壓力機(jī)的選用 285.6.2沖壓力和做功的校核 286彎曲模設(shè)計計算 296.1彎曲力的計算及壓力機(jī)的選擇 296.1.1彎曲力的計算 296.1.2彎曲用壓力機(jī)的額定壓力的確定 296.2彈簧片的回彈量計算 306.3彎曲模工作部分尺寸的確定 316.3.1凸模和凹模形狀 316.3.2凸、凹模工作部分尺寸與公差 316.3.3凸、凹模間隙 326.4彎曲模的結(jié)構(gòu)零件設(shè)計 326.4.1滑塊 326.4.2斜楔 336.4.3頂件桿 336.4.4模柄 346.5彎曲模具彈簧結(jié)構(gòu)及選用 346.6彎曲模整體模具結(jié)構(gòu) 356.7彎曲模具工作過程 366.8彎曲模零件總體尺寸的確定 376.8.1模架零件尺寸 376.8.2緊固件選用 376.8.3模具自制零件的材料及熱處理要求 377模具的裝配 387.1模具裝配的要點概述 387.2連續(xù)模的裝配工藝 387.2.1裝配前的準(zhǔn)備 387.2.2檢查 387.2.3確定裝配方法和裝配順序 388方案二：進(jìn)行沖孔落料的設(shè)計 398.1零件的沖裁工藝分析 398.2操作與定位方式 398.3卸料裝置的設(shè)計 408.5工藝計算 408.5.1排樣 408.5.2確定條料的寬度和縱向定距 408.5.3材料利用率及排樣草圖 418.6凸凹模刃口尺寸的計算 418.7沖裁力的計算 418.8模架的選擇 428.9緊固件選用 438.10壓力機(jī)的選擇 439.兩種方案的優(yōu)缺點 439.1制造精度及使用壽命比較： 439.2模具的安裝和調(diào)整 449.3其它方面比較 44總結(jié) 45參考文獻(xiàn) 46致謝 471緒論1.1沖壓技術(shù)理論概述模具技術(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”、“價格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項：1.1.1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)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。1.1.2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。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。1.1.3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，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(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。1.1.4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)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。1.1.5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)。1.1.6模具研磨拋光將自動化、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。這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(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沖壓加工經(jīng)濟(jì)性分析1.2.1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。1.2.2沖壓件的成本分析所謂經(jīng)濟(jì)性，就是以最小的耗費(fèi)取得最大的經(jīng)濟(jì)效果。也就是生產(chǎn)中的“最小最大”原則。在沖壓生產(chǎn)中，保證產(chǎn)品質(zhì)量，完成產(chǎn)品數(shù)量、品種計劃的前提下，產(chǎn)品成本越低，說明企業(yè)經(jīng)濟(jì)效果越大。沖壓件的制造成本為：(1)式中C——制造成本（費(fèi)用）；——材料費(fèi)，包括原材料費(fèi)、外購件費(fèi)；——加工費(fèi)，包括工人工資、設(shè)備折舊費(fèi)、車間經(jīng)費(fèi)等；——模具費(fèi)上述可知，沖壓件的制造成本為：C∑＝C材+C模+CⅠ沖壓件生產(chǎn)成本是由固定費(fèi)和可變費(fèi)兩部分組成的，所以要設(shè)法降低固定費(fèi)用或可變費(fèi)用，都能使生產(chǎn)成本降低，利潤增加，為四化建設(shè)積累資金?？梢娖髽I(yè)要提高經(jīng)濟(jì)效益，就要在降低成本上下功夫。2零件工藝性分析及確定工藝結(jié)構(gòu)方案2.1產(chǎn)品零件圖圖2.1彈簧片沖壓零件圖沖裁工件是一種常見的彈簧片，其材料為60Si2Mn，厚度為0.5mm，工件需大批量生產(chǎn)，如圖2.1所示。2.2零件工藝性分析沖裁的工藝性是從沖壓件工藝方面來衡量設(shè)計是否合理。在滿足工件零件使用要求的條件下，能夠以最經(jīng)濟(jì)最簡單的方法沖出來就說明工藝性好。但是工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)和設(shè)備等因素的制約。2.2.1結(jié)構(gòu)與尺寸該零件結(jié)構(gòu)簡單，形狀對稱，尺寸較小，強(qiáng)度要求不高，外形簡單。懸臂寬度10mm大于1.5t，最小孔徑4mm大于t。適宜于沖裁加工。2.2.2精度本次零件設(shè)計精度要求不高，圖上所注尺寸公差無特殊要求，選取公差等級為IT14級，利用普通沖裁方式可達(dá)到要求。其模具制造精度也不高，能達(dá)到經(jīng)濟(jì)精度。查公差表可得各尺寸公差為：mm、mm、mm，mm，mm，mm，mm，mm，mm。2.2.3材料優(yōu)質(zhì)彈簧鋼60Si2Mn，厚度0.5mm軟態(tài)，帶料，抗剪強(qiáng)度，斷后伸長率。此材料具有較高的彈性和良好的塑性，其沖裁加工性較好。2.3確定沖裁工藝方案確定工藝方案就是確定沖壓件的加工路線，合理的工藝方案應(yīng)在不同的工藝分析進(jìn)行全面的分析與研究比較與其經(jīng)濟(jì)效果，然后選擇合理的工藝方案。此零件沖壓包括沖孔落料、彎曲兩個基本工序，其中沖孔落料和彎曲能分別采取兩種方案，具體分析如下：（1）單工序沖裁——單工序彎曲，采用單工序模生產(chǎn)。（2）級進(jìn)沖裁——落料——彎曲，采用連續(xù)模與單工序模相結(jié)合生產(chǎn)。（3）復(fù)合?！獜澢捎脧?fù)合模具及彎曲相結(jié)合生產(chǎn)。方案（1）模具結(jié)構(gòu)簡單，制造周期短，加工成本低。但需要五道工序、五套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。且不便于工人操作。所以一般不予采用。方案（2）采用連續(xù)沖裁沖出的零件精度和平直度較好，生產(chǎn)效率高，操作方便，通過設(shè)計合理的模具結(jié)構(gòu)和排樣方法可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強(qiáng)度不夠的問題。同時又減少了一副模具，大大節(jié)省了成本。方案（3）采用復(fù)合模具。只有當(dāng)制件精度要求高，生產(chǎn)批量大，表面要求平整時，才選用復(fù)合模具結(jié)構(gòu)。而且制作的費(fèi)用較高，一般不采用。由于零件結(jié)構(gòu)簡單，為提高生產(chǎn)效率，這樣應(yīng)采用復(fù)合沖裁或連續(xù)沖裁方式。如采用復(fù)合模，則其凸凹模壁厚不能太?。ㄍ庑闻c內(nèi)形、內(nèi)形與內(nèi)形），以免影響強(qiáng)度；凸凹模刃磨有時不方便，尤其是在凸凹模即沖裁，又成形的情況下。連續(xù)模具有如下優(yōu)點：（1）生產(chǎn)效率較高，尤其能適合于在單機(jī)上實現(xiàn)自動化；（2）安全、省料及其它開支省；（3）模具的使用壽命長，修模調(diào)整容易；（4）沖制的產(chǎn)品精度高，美觀。故此沖裁件采用連續(xù)模為合理，設(shè)計方案為分別對凸模組件和凹模組件進(jìn)行了定位和固緊。使裝配容易和裝配精度容易得到保證。綜上所述可知，宜采用方案（2），在此沖件中，采用先完成沖孔壓加強(qiáng)緊后沖孔落料能保證凸凹模的最小壁厚，又因為零件的尺寸比較大，若在一副模具中完成全部工序的，則會造成模具龐大，不方便制造，同時不經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)成本會成倍增加，故采用先在連續(xù)模中完成沖孔落料，最后彎曲成型的工藝方案。3確定模具總體結(jié)構(gòu)方案3.1模具類型根據(jù)零件的沖裁工藝方案，優(yōu)先采用級進(jìn)沖裁模。3.2操作與定位方式雖然零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料的方式?？紤]零件尺寸較小，材料厚度較薄，為了便于操作和保證零件的精度，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，側(cè)刃定距的定位方式。為減小料頭和料尾的材料消耗和提高定距的可靠性，采用雙刃左右對稱布置。3.3卸料與出件方式考慮零件厚度較薄，采用彈性卸料的方式。為了便于操作、提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用由凸模直接從凹模洞口推下的出件方式。3.4模架類型及精度由于零件厚度薄，沖裁間隙小，又是級進(jìn)模，因此采用導(dǎo)向平穩(wěn)的中間導(dǎo)柱模架?？紤]零件精度要求不是很高，但沖裁間隙較小，因此采用1級精度的模架。4工藝計算4.1排樣設(shè)計與計算4.1.1排樣方法排樣對材料的利用率，工件的尺寸精度，生產(chǎn)率，模具制造難易程度和使用壽命有一定的影響。按材料的經(jīng)濟(jì)利用程度或廢料的多少，排樣可分為有廢料排樣與少、無廢料排樣兩大類。排樣又可分直排、斜排、對排、對頭斜排、多排、混合排等。有廢料排樣有如下幾種形式：（1）直排排樣時，應(yīng)優(yōu)先選用直排，因為直排的模具最簡單。但對于三角形、角尺形等工件，采用直排會造成較大的材料浪費(fèi)，可考慮選擇斜排或?qū)ε?。?）斜排斜排將時制模工作量增大。（3）對排選取對排省料幅度較大。比直排省料可達(dá)30%--50%。但需要注意：如果采取送料一次沖一件的方案，即用單凸模，模具結(jié)構(gòu)與直排時基本相同，模具費(fèi)也相差不大，但只實用于條料，不能用卷料。（4）混合排如果將一種零件落料后的廢料作為另一種工件的原材料，當(dāng)然也可以提高材料的利用效率。但這種排樣對于小型件既不方便又不安全。而采用混合排是只有兩種零件的板厚與材質(zhì)相同，并在設(shè)計人員的細(xì)心安排之下才有可能實現(xiàn)。如下圖所示三種排樣方法：圖4.1直排、對角排、斜排綜上所述相同個數(shù)的零件采用直排料面積為16200，對角排17360，斜排17020，為了節(jié)省材料并結(jié)合零件本身的形狀，本排樣采用直排法。4.1.2搭邊值的確定搭邊值的作用，搭邊是指排樣時零件與條料側(cè)邊這間留下的剩料。其作用是使條料定位，保證零件的質(zhì)量和精度，補(bǔ)償定位誤差，確保沖出合格的零件，并使條料有一定的剛度，不彎曲，便于送進(jìn)，并能使沖模的壽命提高。為了節(jié)約材料，應(yīng)選擇合理的搭邊值，它一般與卸料板的形式，條料厚度，沖壓寬度L有關(guān)。本設(shè)計采用彈性卸料板，條料厚度t＝0.5mm,沖壓寬度L＝80mm>50mm,查《冷沖模設(shè)計》P60知：搭邊值工件間＝1.8mm，側(cè)面＝2.0mm。又由于其為中碳剛類型，由經(jīng)驗確定要乘以0.9的系數(shù)。所以實際搭邊值：工件間搭邊值＝1.8mm×0.9＝1.6mm，側(cè)面搭邊值＝2.0mm×0.9＝1.8mm4.1.3送料步距與條料寬度計算條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距，用A表示。其大小為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點之間的距離，對于無廢料一模出兩件，送料步距是工件寬度的兩倍。查《沖壓工藝與模具設(shè)計》P63，條料寬度按公式（2）計算即(2)式中L──條料公稱寬度，mm；B──垂直于送料方向的工件尺寸,mm；──側(cè)搭邊，mm；b──側(cè)刃切除的料寬，mm△──△為剪板機(jī)下料公差，△=0.5mm條料是由板料剪裁下料而得，為保證送料順利，剪裁時的公差整帶分布規(guī)定上偏差為零，下偏差為負(fù)值條料在模具上送進(jìn)時一般都有導(dǎo)向，當(dāng)使用導(dǎo)料板導(dǎo)向而又無側(cè)壓裝置時，在寬度方向也會產(chǎn)生送料誤差。另因采用IA型側(cè)刃每邊增加切入寬度1.5mm，所以條料寬度L=（80+2×1.8+2×1.5）=86.6mm送料步距A=28+1.6=29.6mm4.1.4材料利用率及排樣草圖通常以一個步距內(nèi)零件的實際面積與所用毛坯面積的百分率來表示：η＝/＝(/LB)×100％(3)式中──個步距內(nèi)零件的實際面積；──個步距內(nèi)所需毛坯面積；L──送料步距；B──條料寬度。經(jīng)計算，一個步距內(nèi)彈簧片的實際有效面積約為1760mm2，一個步距內(nèi)所需毛坯面積為86.6×59.2＝5008.3mm2，如圖4.2圖4.2彈簧片排樣草圖沖裁單件材料的利用率：因此選用卷料，采用單排排樣，這樣的材料利用率較合宜，且操作方便。4.2沖裁力、壓力機(jī)的選取及壓力中心計算4.2.1沖裁力的計算沖裁力是選擇壓力機(jī)的主要依據(jù)，也是設(shè)計模具所必須的數(shù)據(jù)。其沖裁力F的計算公式為：F＝KLtτ其中F為沖裁力N；L為沖裁件的周長mm；t板料厚度mm；τ為材料的抗剪強(qiáng)度MPa；Ｋ為系數(shù)，常取1.3在一般情況下，材料的σb≈1.3τ，為計算方便，也可用這個式子計算沖裁力：F＝Ltσb(4)彈簧片模具的沖裁力為：F＝Ltσb＝281.92×0.5×1300＝183248N(其中L=21.9×4＋100＋20+41.2+28+29.2=281.92mm)4.2.2卸料力、推件力和頂件力從凸模上卸下板料所需的力稱為卸料力；從凹模內(nèi)向下推出工件或廢料所需的力稱推件力；從凹模內(nèi)向上頂工件或廢料所需的力稱為頂件力。、與和沖件輪廓的形狀、沖裁間隙、材料種類和厚度、潤滑情況、凹模洞口形狀因素有關(guān)。在實際生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗公式計算：(5)(6)(7)式中F──沖裁力；──卸料力系數(shù)；──推件力系數(shù)；──頂件力系數(shù)；n──梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)（n＝h/t）h──為凹模直壁洞口的高度。、與可分別由表4.1查取。當(dāng)沖裁件形狀復(fù)雜、沖裁間隙較小，潤滑較差、材料強(qiáng)度高時應(yīng)取較大的值；反之則應(yīng)取較小的值。表4.1卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚/mm0.5～2.50.025～0.060.050.06取為0.04、為0.05、為0.064.2.3壓力機(jī)所需總沖壓力的計算采用彈壓卸料裝置和下出件模具：(8)采用彈壓裝置和上出件模具時：(9)采用剛性卸料裝置和下出件模具時：(10)彈簧片模具采用彈性卸料，其所需總壓力為＝1.1×F＝201572N＝201.5KN4.3壓力中心的計算4.3.1壓力中心的計算模具的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機(jī)的滑塊中心線重合，以使平穩(wěn)工作，減少導(dǎo)向磨損，提高模具及壓力機(jī)的壽命。圖4.3壓力中心坐標(biāo)系選取如圖4.3所示的坐標(biāo)系。因為三個工位均是對稱分布的，所以其Y坐標(biāo)為0，對于X坐標(biāo)，三個工位的中心分別為（0，0）（29.6，0）（59.2，0）即＝0，＝29.6，＝59.2，三個工位的對應(yīng)長度是＝186.72mm，＝69.2mm，＝87.32mm按《沖壓工藝及模具設(shè)計》P103式（3.25）計算壓力中心（11）＝=21.028mm所以連續(xù)沖裁下零件的壓力中心為：（21.028，0）4.4凸、凹模刃口尺寸計算凸、凹模加工方法一般分為兩種：（1）凸、凹模分開加工法，當(dāng)凸、凹模分開加工時，模具具有互換性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困難、相應(yīng)地會增加加工成本。凸、凹模配合加工適合于較復(fù)雜的、非圓形的模具，制造簡便，成本低廉。（2）凸、凹模配合加工法，采用配做法制模時，配做件的最后精加工要等基準(zhǔn)件完全加工完才進(jìn)行。按配做法制模的加工順序，落料時先加工凹模，配做凸模；沖孔時先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度較低，特別是板料較薄時，基準(zhǔn)件的公差值較大，而配做件允許的公差值要小得多。這說明基準(zhǔn)件加工較容易，而配做件加工較難。用單配加工法常用于生產(chǎn)復(fù)雜形狀及薄料沖裁件的模具。在計算復(fù)雜形狀的凸模和凹模工作部分的尺寸時，往往存在著三類不同性質(zhì)的尺寸：第一類，凸模或凹模在磨損后會增大的尺寸；第二類，凸?；虬寄Ｔ谀p后會減小的尺寸；第三類，凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸。如圖，其中尺寸a、b、c對于凸模來說屬于第二類尺寸，對于凹模來說屬于第一類尺寸；尺寸d對于凸模來說屬于第一類尺寸，對于凹模來說屬于第二類尺寸；尺寸e對于凸模和凹模來說都是屬于第三類尺寸。圖4.4復(fù)雜形狀沖裁件的尺寸分類尺寸的計算方法：第一類尺寸＝(沖裁件上該尺寸的最大極限尺寸－x△)△(12)第二類尺寸＝(沖裁件上該尺寸的最小極限尺寸＋x△)△(13)第三類尺寸＝?jīng)_裁件上該尺寸的中間尺寸±(1/8)△(14)對于該工件來說，在連續(xù)模中完成的工步是沖孔，落料，該工件精度無特殊要求，根據(jù)工件公差等級取為IT14級，由于材料薄，模具間隙小，故凸凹模采用配做加工為宜。又根據(jù)排樣圖可知，凹模的加工比凸模的加工要困難，且級進(jìn)模的所有凹模的孔均在一個模板上，因此，選用凹模為制造基準(zhǔn)件。所以不論沖孔、落料，只計算凹模刃口的尺寸及公差。各凸模按凹模各對應(yīng)尺寸標(biāo)注其基本尺寸，并注明按凹模實際刃口尺寸配雙面間隙0.04mm。零件圖的尺寸為：圖4.5零件圖（1）連續(xù)模中落料模，計算凹模刃口尺寸，按照一定的間隙配做凸模。按磨損情況分類計算：凹模磨損后增大的尺寸，查《中國模具工程大典第4卷模具工程大典》P273，按照公式（4.14）計算：（14）尺寸R磨損后增大，查表X=0.5==尺寸R磨損后增大，查表X=0.5==尺寸磨損后增大，查表X=0.5==尺寸磨損后增大，查表X=0.75==（2）沖孔時，把凸模尺寸換算到凹模的尺寸計算，由于先做凹模，凸模是按凹模以一定的間隙配制的，所以凹模公差δ凹也要比較小。即δ凹＝δ凸－△Ｚ＝1/4△－(Zmax－Zmin)。由圖4.6中可以得到換算后凹模的基本尺寸與公差圖4.6沖孔，將凸模尺寸換算到凹模的計算圖即d凹＝(dmin＋x△＋Zmin－δ凹)（16）沖孔凹模、落料凸模分別按照沖孔凸模、落料凹模的實際尺寸進(jìn)行配制，雙邊由表查得Zmax＝0.06mm，Zmin＝0.04mm，△Z＝Zmax－Zmin＝0.02mm大批量生產(chǎn)、且工作精度要求不高，按大間隙可提高模具的壽命。凹模磨損后減小的尺寸，按公式d凹＝(dmin＋x△＋Zmin－δ凹)計算尺寸R磨損后減小，查表X=0.75δ凹＝δ凸－△Ｚ＝1/4△－△Ｚ=1/4×0.43-0.02=0.09d凹＝(dmin＋x△＋Zmin－δ凹)＝（14+0.75×0.02+0.04-0.09）=13.97尺寸R磨損后減小，查表X=0.5δ凹＝δ凸－△Ｚ＝1/4△－△Ｚ=1/4×0.62-0.02=0.153d凹＝(dmin＋x△＋Zmin－δ凹)＝（32+0.5×0.02+0.04-0.153）=31.89尺寸R磨損后減小，查表X=0.75δ凹＝δ凸－△Ｚ＝1/4△－△Ｚ=1/4×0.36-0.02=0.07d凹＝(dmin＋x△＋Zmin－δ凹)＝（10+0.75×0.02+0.04-0.07）=9.99沖孔凹模為圓形，故可按d凹=(dmin＋x△＋Zmin)計算：尺寸R磨損后減小，查表X=0.5d凹＝(dmin＋x△＋Zmin)=（4+0.5×0.3+0.04）=4.19（3）凹模磨損后不變的尺寸，按公式計算：尺寸R磨損后不變的尺寸==（4）側(cè)刃孔尺寸可按公式計算，取=0.02則由于現(xiàn)在凹?；旧隙疾捎镁€切割方法加工，精度可達(dá)±0.01～0.02mm，而凸模因結(jié)構(gòu)形式不同有多種加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情況下，采用線切割的機(jī)床加工凹模時，各型孔尺寸和孔距尺寸的制造公差均可標(biāo)注為0.01（為機(jī)床的一般能達(dá)到的加工精度）。凸凹模的材料根據(jù)性能特點選用T10A。4.5卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計、彈性元件的選用和計算4.5.1卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計卸料裝置的功用是在一次沖裁結(jié)束之后，將條料或工序件與落料凸?；驔_孔凸模脫離，以便進(jìn)行下一次沖裁。卸料裝置可分為固定卸料裝置和彈性卸料裝置，卸料裝置可分為固定卸料和彈性卸料兩種：剛性卸料，常用于較硬、較厚且精度要求不太高的工件沖裁。結(jié)構(gòu)簡單，卸料力大。彈性卸料常用于沖裁厚度小于1.5mm的板料，由于壓料的作用，沖裁件平整。本設(shè)計零件厚度為0.5mm，零件精度要求不高，所以采用彈性卸料。固定卸料板的平面外形尺寸一般與凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的0.8～1倍，板料厚度超過3mm時，可與凹模厚度一致。彈性卸料板形孔與凸模的單面間隙可以取0.2～0.5mm，厚料與硬料可取大植。則厚度H固＝0.8×H凹＝0.8×18＝14.4mm,因為沖裁件為材料為60Si2Mn，厚度為0.5mm，所以取H固＝14mm。卸料板凸臺的高度：H＝導(dǎo)料板的厚度－板料厚度＋（0.03～0.50）mm＝4mm4.5.2彈性元件的選用和計算本次設(shè)計中只進(jìn)行彈壓卸料的彈簧進(jìn)行計算和選用。彈性卸料板的平面外形尺寸一般與凹模相同，板料厚度未超過0.8mm時，其卸料板寬度在125～200之間，查《模具工程大典》P574可知凹模最小厚度為H＝14mm。卸料彈簧的選用：初步確定彈簧的個數(shù)N，一般2～4個，本設(shè)計選用4個，使受力均勻。根據(jù)卸料力＝/N＝0.04/4＝18324N（4.16）根據(jù)極限工作壓力大于預(yù)壓力，一般可以?。剑?.5～2）根據(jù)彈簧壓力與其壓縮量成正比的特征，計算彈簧的預(yù)壓量，＝×/＝0.5（4.17）式中──彈簧極限壓縮量（mm）──彈簧的預(yù)壓力（N）──彈簧極限工作負(fù)荷（N）選用彈簧長度確定:LR18×12×80(GB/T2089—1994),檢驗選的彈簧是否合適，使彈簧工作時的總壓縮量不超過彈簧允許的極限工作負(fù)荷的壓縮量即滿足≥＝＋＋＝80+1.5+10＝91.5mm（4.18）式中──卸料板的工作行程（mm），──凸模的刃磨量，一般取4～10mm沖孔落料凸模長度L應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定，據(jù)《冷沖模設(shè)計》P99公式知，凸模長度的計算公式為：=++－0.2mm（4.19）式中──凸模固定板厚度，mm；──彈壓卸料板厚度，mm；──預(yù)壓狀態(tài)下卸料彈簧的長度,其長度為(0.85～0.9)；0.2──附加厚度，凸模縮進(jìn)卸料板的距離.凸模固定板外形與尺寸與凹模板相同，厚度為凹模板厚度的0.8～1倍。凸模固定板厚度為16mm。對于螺釘?shù)跹b的直通式凸模，其型孔于凸模的雙邊間隙可取0.1～0.3，這里取0.2mm.=++－0.2=16+14+27－0.5=56.5mm5連續(xù)模的主要零件設(shè)計5.1凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1.1凹模（1）類型凹模型孔側(cè)壁形狀形狀有兩種：一種是側(cè)壁與凹模的凹模面稍傾斜的斜壁孔。但斜壁孔的加工存在難度，增加成本，在此處暫不采用。一種是側(cè)壁與凹模面垂直的直壁孔，在刃口孔內(nèi)易于聚集廢料或工件，增大了凹模的脹裂力、推件力和孔壁的磨損。磨損后刃口形成倒錐形狀，可能使沖成的工件從孔口反跳到凹模表面上造成操作困難，但直壁刃口凹模，刃口強(qiáng)度較高，刃口修磨后工作部分尺寸不變，制造方便。適合用于截面為非圓形的工件。本零件采用這種形式。臺階型孔的設(shè)計參數(shù)：一是直刃口的有效高度h，一般的當(dāng)t≤1mm時，取h＝4～5mm，一是斜壁孔比單邊孔擴(kuò)大值b，一般取b＝0.5～1mm。所以取h＝4mm，b＝1mm。如圖4.1所示圖5.1凹模型孔側(cè)壁形狀（2）凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定凹模厚度：H＝Kb（須≥15mm）（5.1）凹模壁厚：C≥（1.5～2）H（須≥30～40mm）（5.2）式中b──沖裁件最大外形尺寸，b＝80mm；K──系數(shù)，查表取K＝0.2，則：H＝Kb＝0.2×80＝16mm，取18mm凹模壁厚：C≥（1.5～2）H＝27～36mm，查表得C=30沿送料方向的凹模型孔壁間最大距離為：b＝3×28+1.6×2＝87.2mm垂直送料方向的凹模型孔壁間最大距離為：＝80+2×1.8+6×2＝95.6mm確定凹模有效面積，如圖5.2所示，從型孔邊界畫一矩形l×b初定為凹模有效面積74mm×95.64mm。凹模有效面積矩形的對稱中心應(yīng)與壓力中心重合，以便使模柄的中心線通過壓力中心。但壓力中心對于矩形的寬度并不處于對稱位置，長度也不處于對稱位置，因此應(yīng)將矩形的長度增大為，使壓力中心對于處于對稱位置，即以壓力中心到矩形左邊的距離為實際凹模有效面積矩形長度的一半。則修正后的凹模有效面積矩形的長度與寬度b分別為：L＝95.64mmb＝（74-21.03）×2＝105.94mm其面積分布情況如圖5.2所示：圖5.2凹模有效面積（3）計算凹模外形尺寸從凹模有效面積矩形×b向四周擴(kuò)大一個允許的凹模壁厚C值，即30mm，即為凹模外形尺寸L×B的尺寸。則：凹模長度L：L＝95.6+2×30＝155.6mm凹模寬度B：B＝105.94+2×30＝165.94mm經(jīng)綜合考慮，選取與計算值相近的標(biāo)準(zhǔn)凹模板輪廓尺寸，將上述尺寸圓整為：16016018mm，采用整體式的凹模結(jié)構(gòu)。5.1.2凸模（1）凸模的設(shè)計原則為了保證凸模能夠正常工作，設(shè)計任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都須滿足如下三個原則：①精確定位凸模安裝到固定板上以后，在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā)生任何方向的移位，否則將造成沖裁間隙不均勻，降低模具壽命，嚴(yán)重時造成啃模。②防止拔出回程時，卸料力對凸模產(chǎn)生拉深作用。凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模從固定板中拔出。③防止轉(zhuǎn)動（2）凸模的結(jié)構(gòu)形式經(jīng)綜合考慮，落料凸模的刃口部分為非圓形斷面，為了便于凸模和固定扳的加工，可設(shè)計成直通式形狀結(jié)構(gòu)，其工作部分和固定部分的形狀做成一樣，這類凸模采用磨削，線切割的方式加工，凸模的尺寸根據(jù)刃口尺寸，卸料裝置和安裝固定要求確定。凸模的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖5.3所示，圖5.3沖孔落料凸模沖孔凸模采用標(biāo)準(zhǔn)A型的圓凸模。圖5.4圓形沖孔凸模(3)固定方式凸模在上模的正確固定應(yīng)該是既要保證凸模工作可靠和良好的穩(wěn)定性，還要使凸模在更換或修理時拆裝方便。落料凸模采用直通式凸模。其工作部分要進(jìn)行淬火，其長度為25mm，另一端要要處于軟態(tài)，便于與固定板進(jìn)行鉚接，為了鉚接其總長要增加1mm，其配合為過渡配合，間隙為H7/m6。其結(jié)構(gòu)形式如圖所示：圖5.5鉚接結(jié)構(gòu)圖對于沖孔凸模，將安裝部分設(shè)計成便于加工成型的長圓形，通過固定板固定。其配合間隙為H7/m6。凸模固定板內(nèi)凸模的固定方法通常時凸模壓入固定板內(nèi)。（4）受力校合凸模端面尺寸較小時，必須進(jìn)行承壓能力和抗縱向彎曲能力兩方面的校驗。此設(shè)計中圓形沖孔凸模斷面面積最小，故只對其進(jìn)行校核。承壓能力校驗：（5.3）對圓形凸模，，代入上式可得（5.4）式中P──沖裁力，N；F──凸模最小斷面面積，mm；d──凸模直徑，mm；t──毛料厚度，mm；──毛料的抗剪強(qiáng)度，MPa；──凸模材料的許用壓應(yīng)力，MPa。其中＝20，查《沖壓模具與制造》P103表9-9，知MPa，取1000MPa，τ＝706Mpa，則：（5.5）所以成立，即該沖孔凸模承壓能力足夠。5.2定位形式與結(jié)構(gòu)設(shè)計5.2.1設(shè)計原則（1）定位支承點和支承面，定位至少有三個支承點（通常采用支承面）、兩個導(dǎo)向點（有時可采用導(dǎo)向面）及一個定程點（有時可采用定程面），定位的支承點及導(dǎo)向點之間應(yīng)有足夠的距離，以保證坯料及條料的定位精度和穩(wěn)定。（2）定位的方向與位置選擇，定位的方向與位置應(yīng)使操作方便，送料方向從右至左或從前至后較為合適，前者導(dǎo)向點最好設(shè)計在后側(cè)，后者導(dǎo)向點設(shè)計在左側(cè)較為合適。在校平及整形時，最好先采用以外形初定位，再以導(dǎo)正銷定位的方法。（3）處理好粗定位與精定位的關(guān)系，多工位級進(jìn)模等在多工序聯(lián)合沖壓時，往往設(shè)有初始定位（粗定位）和最終定位（精定位）所構(gòu)成的復(fù)合型定位機(jī)構(gòu)，上、下工序的定位形式應(yīng)力求一致，粗定位要服從精定位，以防止相互矛盾。（4）非對稱外形的制件定位，其定位方向應(yīng)固定，以免沖反而影響制件的質(zhì)量。（5）多工序沖壓各工序沖壓基準(zhǔn)，沖壓件的全部工序應(yīng)保證定位基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，否則容易增大定位誤差。多道工序分別沖壓時，上下工序的定位形式應(yīng)力求一致。（6）應(yīng)保證定位的可靠和沖壓的安全，定位機(jī)構(gòu)必須遠(yuǎn)離產(chǎn)生細(xì)小廢料或切屑的地方，否則這些廢料和切屑的混入，常會影響定位工作和定位尺寸精度。同時還要注意定位機(jī)構(gòu)不應(yīng)被廢料堵塞或卡住，以保證沖壓的安全和可靠性。5.2.2定位零件機(jī)構(gòu)與應(yīng)用條料靠著導(dǎo)料板一側(cè)導(dǎo)向送進(jìn)，以免送偏。此級進(jìn)模中，從左向右送料，與條料相靠的導(dǎo)料板裝在左側(cè)。材料比較薄，右側(cè)裝有承料板有利于條料平穩(wěn)進(jìn)入，提高沖裁質(zhì)量。同時為使條料順利通過，導(dǎo)料板間的距離應(yīng)等于條料的最大寬度加上一間隙值（一般大于0.5mm）。查表選導(dǎo)料板的高度H＝4mm。模具導(dǎo)料板之間的距離按下式A＝B+b（5.6）式中B──條料公稱寬度mm；b──條料與導(dǎo)料板間的間隙mm；A＝B+b＝86.6+0.5＝87.1mm圖5.6導(dǎo)料板（3）側(cè)刃定距側(cè)刃定距是在條料的一側(cè)或兩側(cè)沖切定距槽，定距槽的距離等于步距的長度。其定距精度比擋料銷定距高。在多工位連續(xù)模中常采用側(cè)刃定距定位。側(cè)刃定距既適合于手工送料，也適合于自動或半自動送料。考慮零件尺寸較小，材料厚度較薄，為了便于操作和保證零件的精度，宜采用側(cè)刃定距。由于材料的厚度在1.5mm以下，且精度要求不高，所以選用IA型省料。側(cè)刃的寬度為6mm,長度為一個步距長度29.6mm為了保證料尾的充分利用，兩個側(cè)刃采用兩側(cè)對稱布置，同時提高零件外形尺寸的精度。5.3結(jié)構(gòu)件與安裝5.3.1凸模固定板用凸模固定板將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸除應(yīng)保證凸模安裝孔外，還要考慮螺釘與銷釘孔的設(shè)置。由于工件形狀不規(guī)則，固定板的外形與凹模輪廓尺寸基本上是一致的，型孔的位置應(yīng)當(dāng)與凹模的型孔位置協(xié)調(diào)一致。一般取其厚度等于凹模厚度的60%～80%，此處取20mm。其外形尺寸為160mm×160mm×20mm。固定板內(nèi)形尺寸則根據(jù)凸模形狀確定。凸模固定板孔與凸模采用過渡配合（H7/m6），壓裝后端面要磨平，以保證沖模的垂直度。5.3.2模柄模柄是連接上模與壓力機(jī)的零件。此處選用壓入式模柄，它與上模座孔采用H7/m6過渡配合，壓裝后端面要磨平，以保證沖模的垂直度。并加銷釘防止轉(zhuǎn)動。銷釘直徑為φ6，模柄直徑d值按壓力機(jī)模座孔為φ50。模柄為直徑d＝50mm，高度L＝105mm的A型壓入式模柄。如圖5.7所示。圖5.7模柄A50×1055.3.3墊板墊板裝在固定板與上模座或下模座之間，它的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，保護(hù)模座以免被凸模端面壓陷而影響模具的正常工作。墊板的外形尺寸與凹模大致相同，墊板的厚度由經(jīng)驗可選為6～10mm。在此確定墊板的外形尺寸為160mm×160mm×8mm。墊板的材料一般可選45鋼，熱處理硬度取43～48HRC。5.4模架模架是由上下模座、模柄及導(dǎo)向裝置(最常用的是導(dǎo)柱、導(dǎo)套)組成。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機(jī)工作臺面上。上、下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持其精確位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動，保證沖裁過程中間隙均勻。一般模架均已列入標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計模具時，應(yīng)加以正確選用。5.4.1對模架的基本要求(1)要有足夠的強(qiáng)度與剛度；(2)要有足夠的精度(如上下模座要平行，導(dǎo)柱導(dǎo)套中心要與上下模座垂直，模柄要與上模座垂直等)；(3)上下模之間的導(dǎo)向要精確(導(dǎo)向件之間的間隙要很小，上下模之間的移動應(yīng)平穩(wěn)和無滯住現(xiàn)象)。5.4.2模架形式標(biāo)準(zhǔn)模架中，應(yīng)用最廣的是用導(dǎo)柱、導(dǎo)套作為導(dǎo)向裝置的模架。根據(jù)導(dǎo)柱、導(dǎo)套配置的不同有四種基本型式：后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、對角導(dǎo)柱模架、四導(dǎo)柱模架。當(dāng)沖裁板厚在0.8mm以下的模具時，選用H6/h5配合的Ⅰ級精度模架。當(dāng)沖裁板厚度為0.8~1.4mm時，選用H7/h6配合的Ⅱ級精度模架。在這里選用H6/h5配合的Ⅰ級精度的對角導(dǎo)柱模架，L為160mm，B為160mm，H最大為200mm最小為160mm，下模座為160mm×160mm×45mm，上模座為160mm×160mm×40mm。5.4.3導(dǎo)柱與導(dǎo)套導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與尺寸都可直接由標(biāo)準(zhǔn)中選取。在選用時應(yīng)注意導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于10~15mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.5~1mm。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的配合根據(jù)沖裁間隙大小選用。導(dǎo)柱1 32mm×160mm（GB2861.1-81）導(dǎo)套1 32mm×80mm（GB2861.6-81）導(dǎo)柱2 28mm×160mm（GB2861.1-81）導(dǎo)套2 28mm×80mm（GB2861.6-81）5.4.4模具閉合高度校核模具的閉合高度H模具是指模具在最低工作位置時上模座的上平面與下模座的下平面之間的高度。模具的閉合高度必需與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)。壓力機(jī)裝模高度是指滑塊在下止點位置時，滑塊底平面與壓力機(jī)工作臺上的墊板上平面之間的高度。由于壓力機(jī)的連桿長度可以調(diào)節(jié)，所以壓力機(jī)的裝模高度是可以調(diào)節(jié)的。當(dāng)連桿調(diào)節(jié)至最短時為壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax；當(dāng)連桿調(diào)至最長時為壓力機(jī)的最小裝模高度Hmin。模具的閉合高度H應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度Hmax與最小裝模高度Hmin之間，否則就不能保證正常的安裝與工作。最小裝模高度Hmin為215mm。.其關(guān)系為：Hmin+10mm≤H≤Hmax－5mm。(4.5)則代入數(shù)據(jù)得：Hmin+10mm＝170mm≤H≤Hmax－5mm＝195mm，加墊塊滿足要求。模具的其他外形結(jié)構(gòu)尺寸也必須與壓力機(jī)相適應(yīng)。如模具外形輪廓平面尺寸與壓力機(jī)的滑塊底面尺寸與工作臺面尺寸，模具的模柄與滑塊的模柄孔尺寸，模具下模座下彈頂裝置的平面尺寸與壓力機(jī)工作臺面孔的尺寸等都必須相適應(yīng)，才能使模具正確的安裝和正常使用。5.5模具緊固件與自制零件選用5.5.1模具緊固件的規(guī)格型號按確定的沖模形式及計算出的參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中查出有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件。具體如下:銷釘:2—Ф8×50GB119—862—Ф8×55GB119—862—Ф6×12GB/T119.1—20004—Ф4×15GB119—86螺釘:8—M12×45GB70—854—M4×8GB70—854—M6×15GB70—855.5.2模具自制零件的材料及熱處理要求上、下模座：HT200模柄：45鋼、43～48HRC墊板：45鋼、43～48HRC凸模固定板：45鋼、43～48HRC導(dǎo)料板：45鋼、調(diào)質(zhì)28～32HRC卸料板：45鋼、43～48HRC凹模：T10A、60～64HRC凸模：T10A、58～62HRC5.6壓力機(jī)的選用與校核5.6.1壓力機(jī)的選用所選用的壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于計算出來的總沖壓力250kN；壓力機(jī)的最大裝模高度應(yīng)大于或等于170mm(沖模閉合高度+5mm)；工作臺板尺寸應(yīng)能滿足沖模的正確安裝。按上述要求可選用J23—25開式雙柱可傾壓力機(jī)。但需要在工作臺面上加設(shè)墊板。其主要技術(shù)參數(shù)為：選擇壓力機(jī)的型號為開式雙柱可傾式壓力機(jī)：J23－25.它的主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力250KN滑塊行程 65mm滑塊行程次數(shù)55/105次/min最大裝模高度270mm連桿調(diào)節(jié)長度 55mm模柄孔尺寸（直徑×深度/mm）50×70mm工作臺尺寸(前后×左右) 370×560mm電動機(jī)功率/KW2.2KW5.6.2沖壓力和做功的校核總沖壓力201.5kN<公稱壓力250kN對J23—25壓力機(jī)來說=9且＝11.32mm（5.7）根據(jù)材料成型設(shè)備式（2-18）壓力機(jī)的做功能力有：：＝0.315×250kN×11.32mm=382.1J（5.8）而此時工件的變形功為：＝201.5kN×0.5mm＝100.75J（5.9）因為，故選擇J23-25壓力機(jī)，做功足夠。6彎曲模設(shè)計計算6.1彎曲力的計算及壓力機(jī)的選擇6.1.1彎曲力的計算（1）彎曲過程有兩步，第一步是凸模向下運(yùn)動的彎曲，彎曲按照自由彎曲計算，U形件彎曲使用帶反頂板的U型彎曲模具，但不進(jìn)行校型彎曲時，反頂壓力的彎曲力按式計算：（6.1）式中B──彎曲線長度（mm）；t──板料厚度（mm）；──材料抗拉強(qiáng)度（MPa）；──彎曲凸模圓角半徑（mm）。第二步是通過滑塊向左壓圓弧的彎曲，并施加校正力。由于采用側(cè)壓滑塊的結(jié)構(gòu)，側(cè)壓力是通過斜楔行塊傳遞給滑塊的，取斜楔的角度為60，故總彎曲力為：＝0.5×11886＝5943N（2）頂件力或壓料力對于設(shè)有頂件裝置或壓料裝置的彎曲模，其頂件力可近似取自由彎曲力的30％～80％，即：＝K（6.2）式中──自由彎曲力──頂件力K──系數(shù)其中K取0.2，所以＝K＝0.2×11886＝2377.2N6.1.2彎曲用壓力機(jī)的額定壓力的確定壓力機(jī)公稱壓力的確定，為了確保機(jī)械壓力機(jī)的安全，按經(jīng)驗，可將計算的彎曲力限制在壓力機(jī)額定壓力的75%～80%，并據(jù)此確定壓力機(jī)的額定壓力。對于有彈性頂件裝置的自由彎曲可按照進(jìn)行驗算＝1.2×（11886+5943）＝21394.8N（6.3）按上述要求可選用J23—6.3開式雙柱可傾壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力：40kN滑塊行程：40mm最大封閉高度：160mm封閉高度調(diào)節(jié)量：40mm模柄孔尺寸：φ30mm×50mm工作臺尺寸（前后×左右）：180mm×280mm工作臺板厚度：35mm6.2彈簧片的回彈量計算為了便于敘述，將彈簧片的半徑為R68，R3的圓角分別稱為大圓角和小圓角，其半徑分別表示為和。由文獻(xiàn)可知，彎曲回彈和曲率回彈量表示。當(dāng)R<(5～8)t(t為板料的厚度)時工件彎曲半徑變化不大，只考慮角度的回彈。因＝3＜6t＝3mm,所以對彈簧片的小圓角僅考慮角度回彈，卸載后彎曲件的彎曲角度發(fā)生變化，而彎曲半徑的變化是很小的，可以不予考慮。計入曲率回彈補(bǔ)償時板材彎曲凸模的圓角半徑公式為：（6.4）式中R──工件圓角半徑,mm；──材料屈服應(yīng)力，Mpa,E──彈性模量，MPa；t──材料厚度，mm；──簡化系數(shù)；對于彈簧片的大圓角R=68mm，＝0.0076。大圓角曲率回彈量為：－＝68－33.5=34.5mm又由公式得（6.5）式中──設(shè)計的凸模的中心角──沖壓得到彎曲中心角──設(shè)計的凸模的半徑──沖壓得到彎曲的半徑由回彈前后的曲率半徑算得大圓角的角度回彈量為＝。根據(jù)彈簧片材料和小圓角尺寸，由表查的彈簧片小圓角的角度回彈為＝，所以大小圓角的角度回彈之和：+＝彎曲半徑R/t﹥5，＝68>8t＝4mm,對大圓角的角度回彈和曲率回彈則必須都考慮。模具處于閉和狀態(tài)下壓在模具中的彈簧片尺寸，顯然該工件的彎曲回彈簧量較大?；貜椙肮ぜ撞看髨A角的半徑為R=19.5mm，工件的兩側(cè)直邊向內(nèi)傾斜21.3度。6.3彎曲模工作部分尺寸的確定6.3.1凸模和凹模形狀凸模形狀為了便于加工，采用直通方型的方式，凸模上部的圓柱是矩形彈簧的導(dǎo)向桿，至下止點時，凸模的上頂面與墊板接觸，對工件施加凸模上部圓柱的直徑稍大于彈簧內(nèi)徑（），取。圓柱的高度是彈簧壓縮變形后的彈簧最大壓縮量40.6mm，工作時候總壓縮量35.6mm，故圓柱的高度為50mm。凹模形狀為了便于加工，采用直通型號的方式，制作工藝過程中采用線切割的方式，從而保證加工的精度，中間階梯孔是為了通入頂件桿進(jìn)行定位的，使工件在完成第一次彎曲時候不會移動位置。6.3.2凸、凹模工作部分尺寸與公差對于尺寸標(biāo)注在外形上的彎曲件，應(yīng)當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)先確定凹模尺寸。（1）彎曲件為單向公差時，凹模尺寸為：（6.6）式中──代表凹模尺寸（mm）──代表彎曲件的基本尺寸──彎曲件尺寸公差──凹模的制造公差，采用IT7－IT9標(biāo)準(zhǔn)公差等級對于尺寸mm（mm）對于尺寸mm（mm）對于尺寸mm（mm）對于尺寸mm（mm）其加工尺寸如圖6.1圖6.1凸凹模的尺寸凹模的圓角半徑在實際生產(chǎn)中，凹模圓角半徑通常根據(jù)材料的厚度t選取：當(dāng)t＜2mm時，r＝（3～6）t當(dāng)t＜2～4mm時，r＝（2～3）t當(dāng)t＞4mm時，r＝2t保證凹模的兩邊的圓角一致，否則彎曲時候會發(fā)生偏移。所以此處r取2mm。6.3.3凸、凹模間隙按《沖壓工藝及模具設(shè)計》式（4.46）計算。（6.7）式中Z──單面間隙，mm；──材料最大厚度，mm；C──因數(shù)，參見《沖壓工藝及模具設(shè)計》表5-10。由于，取C=0.05mmZ=0.5+0.05×0.5=0.525mm凸模尺寸按凹模配制，保證單面間隙值0.525mm6.4彎曲模的結(jié)構(gòu)零件設(shè)計6.4.1滑塊滑塊凸模要配合凸模完成第一次彎曲，然后滑塊在斜楔的作用下向左移動，完成圓弧部位的彎曲成型。滑塊的斜面、底面和臺階面是滑動工作面，表面要求光滑?；瑝K的右側(cè)面圓弧部位是彎曲凹模的工做部，具體結(jié)構(gòu)和尺寸如圖6.2所示?；瑝K的右側(cè)裝有螺栓和彈簧，用于滑塊的復(fù)位。圖6.2滑塊6.4.2斜楔斜楔的橫截面為矩形，其寬度可以比滑塊的寬度略小，取15mm，長度取45mm。斜楔的斜面及與斜面相對的側(cè)面是滑動工作面，斜楔與凸模固定板采用H7/r6配合，并將斜楔鉚接固定在墊板上。為了便于調(diào)整圓弧部位的間隙，并控制校正力的大小，斜楔與滑塊之間可設(shè)置調(diào)整墊片。6.4.3頂件桿頂件桿在彈頂器的作用下，與凸模形成足夠的壓緊力而完成第一次彎曲，并對坯料起定位作用。頂件塊上部為矩形，其寬度與坯料相等，桿頭上面設(shè)有定位銷，彎曲前坯料采用孔套在定位銷上定位。頂件塊下部為圓柱形，并與凹模座相互配合，配合精度H7/h6，外徑同時與圓柱型彈簧相配合。圖6.3頂件桿6.4.4模柄圖6.4模柄由于凸模的形狀是方形的，為了能使模柄與凸模配合恰當(dāng)，模柄下半部分也采用方形，其形狀和凸模截面形狀一樣。具體形狀如圖6.4所示6.5彎曲模具彈簧結(jié)構(gòu)及選用本模具中采用的彈簧有凸模具背壓彈簧、彈頂器彈簧和滑塊復(fù)位彈簧。凸模的背壓彈簧對彈簧的基本要求是：（1）彈簧的壓力必須大于彈頂器彈簧，以便實現(xiàn)由彈簧的彈力完成對零件的預(yù)彎曲；（2）凸模達(dá)到下止點時候才開始與凸模固定板有相對運(yùn)動，這時才開始推動斜楔向下運(yùn)動10mm，因斜楔的角度是60，故凸模在固定板中的行程為5mm，也即彈簧進(jìn)一步的壓縮量為5mm。由于彈簧產(chǎn)生的彈力較大，而彈簧的尺寸又受安裝空間的限制，因此只宜采用彈力較大的矩形彈簧。彈簧的選用步驟：根據(jù)極限工作壓力大于預(yù)壓力，一般可以取＝（1.5～2）（取系數(shù)為2）（6.8）根據(jù)彈簧壓力與其壓縮量成正比的特征，計算彈簧的預(yù)壓量，＝×/＝0.5（6.9）式中──彈簧極限壓縮量（mm）──彈簧的預(yù)壓力（N）──彈簧極限工作負(fù)荷（N）由彈簧的其預(yù)壓力至少為11