基于pdx的打印機(jī)支架級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)及凸模的加工仿真說(shuō)明書(shū)[帶圖紙]

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　2 零件的分析4</b></p><p>　　2.1 零件介紹4</p><p>　　2.2 零件工藝性分析4</p><p>

2、;　　2.3 沖壓工藝方案的確定5</p><p>　　2.4 級(jí)進(jìn)模沖裁工位的設(shè)計(jì)要點(diǎn)7</p><p>　　2.5 多工位級(jí)進(jìn)模彎曲工位的設(shè)計(jì)要點(diǎn)8</p><p>　　2.6 多工位級(jí)進(jìn)模拉伸成形工位的設(shè)計(jì)要點(diǎn)8</p><p>　　3 級(jí)進(jìn)模具排樣設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.1 排樣設(shè)計(jì)概述1

3、0</p><p>　　3.2 排樣設(shè)計(jì)12</p><p><b>　　4 模具設(shè)計(jì)19</b></p><p>　　4.1 模具結(jié)構(gòu)19</p><p>　　4.2 抬料機(jī)構(gòu)及其行程確定22</p><p>　　4.3沖壓設(shè)備的選擇22</p><p>　　4

4、.4沖壓設(shè)備的選用25</p><p>　　4.5 模具強(qiáng)度的校核 26</p><p>　　5 Cimatron仿真加工 27</p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　

5、　致謝 32</b></p><p><b>　　附錄33</b></p><p>　　基于pdx的打印機(jī)支架級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)及凸模的加工仿真</p><p>　　摘 要：沖壓模具是現(xiàn)在所有金屬模具中使用最廣的模具，能夠成型復(fù)雜的高精度的塑料制品。本課題是利用Pro-E中的pdx軟件對(duì)打印機(jī)支架進(jìn)行模具設(shè)計(jì)并分析加工工藝，并利用Ci

6、matron對(duì)凸模進(jìn)行加工仿真。</p><p>　　沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外已開(kāi)始應(yīng)用塑性成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即Pro-E方法模擬金屬的塑性成形過(guò)程，根據(jù)分析結(jié)

7、果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，并通過(guò)在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。</p><p>　　通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，本模具滿足生產(chǎn)與應(yīng)用的要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：沖壓模具；加工工藝分析；Pro-E；pdx；Cimatron</p><p>　　pdx-base

8、d printer support progressive die design and machining simulation punch</p><p>　　Abstract: </p><p>　　Stamping die metal die now of all the most widely used in the mold, to complex high-precision

9、 molding of plastic products. The issue is the use of Pro-E printer support software pdx mold design and analysis process and to make use of Cimatron punch processing of the simulation.</p><p>　　Research on

10、 the theory of metal forming is to improve the stamping technology. At present, both at home and abroad on the theory of metal forming research very seriously, in the material properties of stamping, metal forming proces

11、s of stress-strain analysis of deformation of sheet metal and die blanks and the interaction between the research are made more progress . Especially with the rapid development of computer technology and the theory of pl

12、astic deformation further improved, both at home </p><p>　　Through rational design, the tooling to meet the requirements of the production and application.</p><p>　　Key word: Stamping die; Proce

13、ss Analysis; Pro-E; pdx；Cimatron.</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下:</p><p>　　(1) 沖壓成形理論及沖壓工藝方面<

14、;/p><p>　　沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外已開(kāi)始應(yīng)用塑性成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過(guò)程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某

15、一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，并通過(guò)在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。</p><p>　　(2) 沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.</p><p>　　在沖模的設(shè)計(jì)制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方

16、向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動(dòng)化的模具加工機(jī)床和檢測(cè)設(shè)備以及模具CAD/CAM技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡(jiǎn)易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。</p><p>　　精密、高效的多工位及多功能級(jí)進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車(chē)覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前，50個(gè)

17、工位以上的級(jí)進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到2微米，多功能級(jí)進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過(guò)程，還可完成焊接、裝配等工序。我國(guó)已能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到國(guó)際水平的精度達(dá)2~5微米，進(jìn)距精度2~3微米，總壽命達(dá)1億次。我國(guó)主要汽車(chē)模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車(chē)覆蓋件模具，在設(shè)計(jì)制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國(guó)際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國(guó)外相比還存在一定差距。</p&

18、gt;<p>　　模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測(cè)量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為15000到40000r/min）,加工精度一般可達(dá)10微米，最好的表面粗糙度R

19、a≤1微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，模具加工過(guò)程中的檢測(cè)技術(shù)也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施及簡(jiǎn)單操

20、作步驟，使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹(shù)脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用RPM技術(shù)快速成形三維原型后</p><p>　　(3) 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面</p><p>　　性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)備

21、也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動(dòng)線和高速自動(dòng)壓力機(jī)紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎?rùn)C(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動(dòng)疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用率高達(dá)97%；公稱壓力為250K

22、N的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá)2000次/min以上。</p><p>　　近年來(lái)，為了適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開(kāi)發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中，無(wú)需設(shè)計(jì)專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成形機(jī)、CNC萬(wàn)能折彎?rùn)C(jī)等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年來(lái)在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展起來(lái)、國(guó)內(nèi)亦開(kāi)始使用的沖壓柔性制造單元（

23、FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢(shì)。FMS系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動(dòng)上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過(guò)程完全由計(jì)算機(jī)控制，車(chē)間實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無(wú)人控制生產(chǎn)。同時(shí)，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。</p><p>　　(4) 沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面</p><p>　　模

24、具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因?yàn)闆_模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此，只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%~80%，模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購(gòu)買(mǎi)，使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工

25、越來(lái)越細(xì)，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢?，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國(guó)沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來(lái)也有較大發(fā)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高（一般在40%以下），標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問(wèn)題。另

26、外，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷(xiāo)售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。</p><p><b>　　2零件的分析</b></p><p><b>　　2.1零件介紹</b></p><p>　　圖2.1所示為某打印機(jī)支架,材料為厚1mm的Q235冷軋板。由于該零件在產(chǎn)品中是對(duì)其他精密器件起定位支承作用,故尺寸和形狀精度要求比較高,又由于

27、產(chǎn)品批量較大,對(duì)零件的一致性要求比較高,為減少零件生產(chǎn)中多次定位對(duì)其精度和生產(chǎn)效率的不良影響,故決定采用多工位級(jí)進(jìn)模在普通沖床上沖壓。</p><p><b>　　圖2.1零件圖</b></p><p>　　2.2零件工藝性分析</p><p>　　由圖2.1可以看出,該零件外形尺寸不大,但有多處折彎,且有一條翻邊,零件表面質(zhì)量要求高,各彎曲成

28、形角度誤差須小于±30′,零件屬于中小型精密沖壓件。為了確保零件精度和模具質(zhì)量,首先根據(jù)零件尺寸算出展開(kāi)料,在線切割機(jī)上切割幾件坯料,通過(guò)成形實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),尺寸24.85變大,這是因?yàn)檫@條邊沖壓成形時(shí),在53.8mm長(zhǎng)邊的折彎中,由于R3.96mm圓弧的影響,使成形高度減小,成形后回彈又影響了323.85這個(gè)尺寸,據(jù)此可知,先沖R3.96mm圓再折彎成形是不可取的。零件成形的另一個(gè)難點(diǎn)是翻邊成形,先成形這條邊會(huì)給后面成形帶來(lái)干涉,

29、后成形這條邊又會(huì)對(duì)尺寸精度帶來(lái)影響,因此工件的合理排樣及減小成形時(shí)的相互干涉,將成為零件能否順利成形的關(guān)鍵。</p><p>　　2.3 沖壓工藝方案的確定</p><p>　　2.3.1 冷沖壓模具的介紹</p><p>　　單工序模又稱簡(jiǎn)單模，是指在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)，只完成單一工序的模具，如落料模、 沖孔模、彎曲模、和拉深模等。特點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，

30、但如果制件結(jié)構(gòu)復(fù)雜就需要多套模具，而且每道工序之間的累計(jì)誤差較大，制件精度較低。</p><p>　　復(fù)合模是在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)在模具的一個(gè)工位上完成兩道以上沖壓工序的模具，是一種多工序沖壓模。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不宜制造，制件精度較高，但存在最小壁厚問(wèn)題。如制件有多道工序，則模具結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜。</p><p>　　級(jí)進(jìn)模也是多工序模具，即在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)，在連續(xù)模具的不同工位上完成多道沖壓工

31、序。于單工序模、復(fù)合模相比，級(jí)進(jìn)模的主要特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化。</p><p>　　級(jí)進(jìn)模精度高、壽命長(zhǎng)，其工作元件常采用高速鋼或硬質(zhì)合金鋼制造。適用于制件的大批量生產(chǎn)。制件質(zhì)量可靠、穩(wěn)定，及制件尺寸的一致性好。級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，調(diào)試，維修困難，價(jià)格昂貴。由于有自動(dòng)送料裝置和自動(dòng)出料裝置，適合于高速?zèng)_床上進(jìn)行自動(dòng)化沖制。也適合卷料、帶料供料。級(jí)進(jìn)?？梢酝瓿蓻_裁、彎曲、拉深、成形等

32、多道工序，效率比復(fù)合模高且在基金模具上可以工序分散，任意留出空位，故不存在復(fù)合模的最小壁厚的問(wèn)題，因而保證了模具的強(qiáng)度，延長(zhǎng)了模具的壽命。模具的主要零件具有互換性，使模具維修方便，更換迅速、可靠。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中由于制件較為復(fù)雜，如果選用單工序模，則就會(huì)用到多套模具，而制件精度較高，用單工序模各道工序之間的定位誤差累積較大，故在這次設(shè)計(jì)中不宜選用單工序模。由于制件工序較多，復(fù)合模也不適合用于這次

33、設(shè)計(jì)。所以選定用級(jí)進(jìn)模具。</p><p>　　2.3.2 級(jí)進(jìn)模的介紹</p><p>　　多工位級(jí)進(jìn)模是在普通級(jí)進(jìn)模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種高精度、高效率、長(zhǎng)壽命的模具，是技術(shù)密集型模具的重要代表，是沖模發(fā)展方向之一。這種模具除進(jìn)行沖孔落料工作外，還可根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和成形性質(zhì)，完成壓筋、沖窩、彎曲、拉深等成形工序，甚至還可以在模具中完成裝配工序。沖壓時(shí)，將帶料或條料由模具入口端送進(jìn)后

34、，在嚴(yán)格控制步距精度的條件下，按照成形工藝安排的順序，通過(guò)各工位的連續(xù)沖壓，在最后工位經(jīng)沖裁或切斷后，便可沖制出符合產(chǎn)品要求的沖壓件。為保證多工位級(jí)進(jìn)模的正常工作，模具必須具有高精度的導(dǎo)向和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng)，配備有自動(dòng)送料、自動(dòng)出件、安全檢測(cè)等裝置。所以多工位級(jí)進(jìn)模與普通沖模相比要復(fù)雜，具有如下特點(diǎn)：</p><p>　?。?） 在一副模具中，可以完成包括沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工序；減少了使用多副模具的周

35、轉(zhuǎn)和重復(fù)定位過(guò)程，顯著提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。</p><p>　?。?） 由于在級(jí)進(jìn)模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在復(fù)合模的“最小壁厚”問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)還可根據(jù)模具強(qiáng)度和模具的裝配需要留出空工位，從而保證模具的強(qiáng)度和裝配空間。</p><p>　?。?） 多工位級(jí)進(jìn)模通常具有高精度的內(nèi)、外導(dǎo)向（除模架導(dǎo)向精度要求高外，還必須對(duì)細(xì)小凸模實(shí)施內(nèi)導(dǎo)向保護(hù)）和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng)，以保證產(chǎn)

36、品零件的加工精度和模具壽命。</p><p>　?。?） 多工位級(jí)進(jìn)模常采用高速?zèng)_床生產(chǎn)沖壓件，模具采用了自動(dòng)送料、自動(dòng)出件、安全檢測(cè)等自動(dòng)化裝置，操作安全，具有較高的生產(chǎn)效率。目前，世界上最先進(jìn)的多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)多達(dá)50多個(gè)，沖壓速度達(dá)1000次／分以上。 </p><p>　?。?） 多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，給模具的制造、調(diào)試及維修帶來(lái)一定的難度。同時(shí)要

37、求模具零件具有互換性，在模具零件磨損或損壞后要求更換迅速，方便，可靠。所以模具工作零件選材必須好（常采用高強(qiáng)度的高合金工具鋼、高速鋼或硬質(zhì)合金等材料），必須應(yīng)用慢走絲線切割加工、成型磨削、坐標(biāo)鏜、坐標(biāo)磨等先進(jìn)加工方法制造模具。</p><p>　?。?） 多工位級(jí)進(jìn)模主要用于沖制厚度較薄（一般不超過(guò)2mm）、產(chǎn)量大，形狀復(fù)雜、精度要求較高的中、小型零件。用這種模具沖制的零件，精度可達(dá)IT10級(jí)。</p>

38、;<p>　　由上可知，多工位級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)要求較高，同時(shí)對(duì)沖壓設(shè)備、原材料也有相應(yīng)的要求，模具的成本高。因此，在模具設(shè)計(jì)前必須對(duì)工件進(jìn)行全面分析，然后合理確定該工件的沖壓成形工藝方案，正確設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)和模具零件的加工工藝規(guī)程，以獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。顯然，采用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓成形與采用普通沖模進(jìn)行沖壓成形在沖壓成形工藝、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具加工等方面存在許多不同，重點(diǎn)介紹它們?cè)跊_壓工藝與模具

39、設(shè)計(jì)上的不同之處。表2.1就級(jí)進(jìn)模具各主要零件的功能做了簡(jiǎn)要分類：</p><p>　　表2.1 級(jí)進(jìn)模具零件功能分類 </p><p>　　2.4 級(jí)進(jìn)模沖裁工位的設(shè)計(jì)要點(diǎn)</p><p>　?。?）在級(jí)進(jìn)沖壓中，沖裁工序常安排在前工序和最后工序，前工序主要完成切邊（切出制件外形）和沖孔。最后工序安排切斷或落料，將載體與工件分離。</p><p

40、>　?。?）對(duì)復(fù)雜形狀的凸模和凹模，為了使凸模、凹模形狀簡(jiǎn)化，便于凸模，凹模的制造和保證凸模、凹模的強(qiáng)度，可將復(fù)雜的制件分解成為一些簡(jiǎn)單的幾何形狀多增加一些沖裁工位。</p><p>　　（3）對(duì)于孔邊距很小的工件，為防止落料時(shí)引起離工件邊緣很近的孔產(chǎn)生變形，可將孔旁的外緣以沖孔方式先于內(nèi)孔沖出，即沖外緣工位在前，沖內(nèi)孔工位在后。 對(duì)有嚴(yán)格相對(duì)位置要求的局部?jī)?nèi)，外形，應(yīng)考慮盡可能在同一工位上沖出，以保證工件

41、的位置精度。</p><p>　　2.5 多工位級(jí)進(jìn)模彎曲工位設(shè)計(jì)要點(diǎn)</p><p>　　2.5.1 沖壓彎曲方向設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　在多工位級(jí)進(jìn)模中，如果工件要求向不同方向彎曲，則會(huì)給級(jí)進(jìn)加工造成困難。彎曲方向是向上，還是向下，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不同的。如果向上彎曲，則要求在下模中設(shè)計(jì)有沖壓方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)（如滑塊、擺塊）；若進(jìn)行多次卷邊或彎曲，這時(shí)必須考慮

42、在模具上設(shè)置足夠的空工位，以便給滑動(dòng)模塊留出活動(dòng)的余地和安裝空間。若向下彎曲，雖不存在彎曲方向的轉(zhuǎn)換，但要考慮彎曲后送料順暢。若有障礙則必須設(shè)置抬料裝置。</p><p>　　2.5.2分解彎曲成形的設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　零件在作彎曲和卷邊成形時(shí)，可以按工件的形狀和精度要求將一個(gè)復(fù)雜和難以一次彎曲成形的形狀分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單形狀的彎曲，最終加工出零件形狀。</p>&l

43、t;p>　　可見(jiàn)，在分步彎曲成形時(shí)，不變形部分的材料被壓緊在模具表面上，變形部分的材料在模具成形零件的加壓下進(jìn)行彎曲，加壓的方向需根據(jù)彎曲要求而定，常使用斜滑塊和擺快技術(shù)進(jìn)行力或運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)換。如要求從兩側(cè)水平加壓時(shí)，需采用水平滑動(dòng)模塊，將沖床滑塊的垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)模塊的水平運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　2.5.3彎曲時(shí)針對(duì)坯料滑移的設(shè)計(jì)要點(diǎn) </p><p>　　如果對(duì)坯料進(jìn)行彎曲

44、和卷邊，應(yīng)防止成形過(guò)程中材料的移位造成零件誤差。采取的措施是先對(duì)加工材料進(jìn)行導(dǎo)正定位，當(dāng)卸料板、材料與凹模三者接觸并壓緊后，再作彎曲動(dòng)作。</p><p>　　2.6 多工位級(jí)進(jìn)模拉深成形工位的設(shè)計(jì)要點(diǎn)</p><p>　　在進(jìn)行多工位級(jí)進(jìn)拉深成形時(shí)，不像單工序拉深那樣以散件形式單個(gè)送進(jìn)坯料，它是通過(guò)帶料以載體、搭邊和坯件連在一起組件形式連續(xù)送進(jìn)，級(jí)進(jìn)拉深成形。但由于級(jí)進(jìn)拉深時(shí)不能進(jìn)行中間

45、退火，故要求材料應(yīng)具有較高的塑性。又由于級(jí)進(jìn)拉深過(guò)程中工件間的相互制約，因此，每一工位拉深的變形程度不能太大。由于零件間留有較多的工藝廢料，材料的利用率有所降低。</p><p>　　要保證級(jí)進(jìn)拉深工位的布置滿足成形的要求，應(yīng)根據(jù)制件的尺寸及拉深所需要的次數(shù)等工藝參數(shù)，用簡(jiǎn)易臨時(shí)模具試?yán)?，根?jù)試?yán)畹墓に嚽闆r和成形過(guò)程的穩(wěn)定性，來(lái)進(jìn)行工位數(shù)量和工藝參數(shù)的修正，插入中間工位或增加空工位等，反復(fù)試制到加工穩(wěn)定為止。

46、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，還可根據(jù)成形過(guò)程的要求，工位的數(shù)量，模具的制造組成單元式模具。</p><p>　　級(jí)進(jìn)拉深按材料變形區(qū)與條料分離情況，可分為無(wú)工藝切口和有工藝切口兩種工藝方法。</p><p>　　無(wú)切口的級(jí)進(jìn)拉深，即是在整體帶料上拉深。由于相鄰兩個(gè)拉深工序件之間相互約束，材料在縱向流動(dòng)較困難，變形程度大時(shí)就容易拉裂。所以每道工序的變形程度不可能大，因而工位數(shù)較多。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省材料

47、。</p><p>　　由于材料縱向流動(dòng)比較困難 ，它只適用于拉深有較大的相對(duì)厚度[（t/D）×100>1]，凸緣相對(duì)直徑較小（dt /d=1.1～1.5）和相對(duì)高度h/d較低的拉深件。</p><p>　　3 級(jí)進(jìn)模具排樣設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 排樣設(shè)計(jì)概述</p><p>　　在一幅級(jí)進(jìn)模里，因沖的制件不同，各工

48、位就有不同的沖壓工序，每個(gè)工位的沖壓性質(zhì)都須遵循一定的規(guī)則，如果違背就沖不出合格的制件，所以必須設(shè)計(jì)好。排樣是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，排樣圖的好壞，直接關(guān)系到模具的設(shè)計(jì)。</p><p>　　級(jí)進(jìn)彎曲是指彎曲件采用級(jí)進(jìn)模在多個(gè)工位上分步彎曲成形的一種沖壓方法。由于在沖壓過(guò)程中，毛坯始終在長(zhǎng)長(zhǎng)的條料上進(jìn)行，所以級(jí)進(jìn)彎曲除了遵守多道單工序模彎曲變形規(guī)律之外，其彎曲工序往往比單工序模要增多一些，使級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜

49、。</p><p>　　級(jí)進(jìn)彎曲模一般由沖裁工序和彎曲工序組成。沖裁工序在開(kāi)始的幾個(gè)工位二合最后，彎曲工序后面工位。沖裁工序在級(jí)進(jìn)沖壓過(guò)程中，擔(dān)當(dāng)切除彎曲件展開(kāi)外形之外的多余部分料、加工出必要載體和供定距用導(dǎo)正銷(xiāo)孔、彎曲后沖孔和分離制件等。</p><p>　　在繪制排樣圖的過(guò)程中，應(yīng)注意提高沖壓原材料的利用率。但提高原材料的利用率，不能以大幅提高沖裁模結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度為代價(jià)。</p&

50、gt;<p>　　3.1.1 排樣設(shè)計(jì)的原則</p><p>　　多工位級(jí)進(jìn)模的排樣，除了遵守普通沖模的排樣原則外，還應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)：　 （1）先制作沖壓件展開(kāi)毛坯樣板（3～5個(gè)），在圖面上反復(fù)試排，待初步方案確定后，在排樣圖的開(kāi)始端安排沖孔、切口、切廢料等分離工位，再向另一端依次安排成形工位，最后安排工件和載體分離。在安排工位時(shí)，要盡量避免沖小半孔，以防凸模受力不均而折斷。</p>

51、<p>　　（2）第一工位一般安排沖孔和沖工藝導(dǎo)正孔。第二工位設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)對(duì)帶料導(dǎo)正，在以后的工位中，視其工位數(shù)和易發(fā)生竄動(dòng)的的工位設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)，也可在以后的工位中每隔2-3個(gè)工位設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)。第三工位可根據(jù)沖壓條料的定位精度，設(shè)置送料步距的誤差檢測(cè)裝置。</p><p>　?。?）沖壓件上孔的數(shù)量較多，且孔的位置太近時(shí)，可分布在不同工位上沖出孔，但孔不能因后續(xù)成形工序的影響而變形。對(duì)有相對(duì)位置精度要求的多

52、孔，應(yīng)考慮同步?jīng)_出。因模具強(qiáng)度的限制不能同步?jīng)_出時(shí)， 應(yīng)有措施保證它們的相對(duì)位置精度。復(fù)雜的型孔可分解為若干簡(jiǎn)單形孔分步?jīng)_出。</p><p>　?。?）成形方向的選擇（向上或向下）要有利于模具的設(shè)計(jì)和制造，有利于送料的順暢。若成形方向與沖壓方向不同，可采用斜滑塊、杠桿和擺塊等機(jī)構(gòu)來(lái)轉(zhuǎn)換成形方向。</p><p>　?。?）為提高凹模鑲塊，卸料板和固定板的強(qiáng)度，保證各成形零件安裝位置不發(fā)生

53、干涉，可在排樣中設(shè)置空工位，空工位的數(shù)量根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求而定。</p><p>　　（6）對(duì)彎曲和拉深成形件，每一工位的變形程度不宜過(guò)大，變形程度較大的沖壓件可分幾次成形。這樣既有利于質(zhì)量的保證，又有利于模具的調(diào)試修整。對(duì)精度要求較高的成形件，應(yīng)設(shè)置整形工位。為避免U形彎曲件變形區(qū)材料的拉伸，應(yīng)考慮先彎曲45度，再?gòu)澇?0°【6】。</p><p>　?。?）在級(jí)進(jìn)拉深排樣中，

54、可應(yīng)用拉深前切口，切槽等技術(shù)，以便材料的流動(dòng)。 </p><p>　?。?）當(dāng)局部有壓筋時(shí)，一般應(yīng)安排在沖孔前，防止由于壓筋造成孔的變形。突包時(shí)，若突包的中央有孔，為有利于材料的流動(dòng)，可先沖一小孔，壓突后再?zèng)_到要求的孔徑。</p><p>　?。?）當(dāng)級(jí)進(jìn)成形工位數(shù)不是很多，工件的精度要求較高時(shí)，可采用“復(fù)位”技術(shù)，即在成形工位前，先將工件毛坯沿其規(guī)定的輪廓進(jìn)行沖切，但不與帶料分離，當(dāng)

55、凸模切入材料的20%～35%后，模具中的復(fù)位機(jī)構(gòu)將作用反向力使被切工件壓回條料內(nèi)，再送到后續(xù)加工工位進(jìn)行成形。</p><p>　　3.1.2 對(duì)工件排樣分析</p><p>　　根據(jù)上述原則,如果先彎工件的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處,然后彎A處,根據(jù)零件圖可看出,先彎Ⅰ或Ⅱ、Ⅲ處后,A處無(wú)法彎曲,只有A、B兩處一次彎曲成形才不會(huì)引起干涉,而A、B兩處一次彎曲成形時(shí),該處材料嚴(yán)重受拉,對(duì)前面的彎曲尺寸又

56、會(huì)有影響(9.8mm及相關(guān)尺寸很難保證)。為保證工件質(zhì)量,綜合考慮后認(rèn)為,應(yīng)先成形A處,其次成形B處,再成形Ⅰ處,最后成形Ⅱ、Ⅲ處。先成形A處,當(dāng)材料往下折30.2mm后,材料繼續(xù)往前送進(jìn)嚴(yán)重受阻(推料裝置不可能抬那么高),為解決此問(wèn)題,在成形A處為90°(也可大于90°)的同時(shí),B處進(jìn)行預(yù)成形(與水平面夾角135°,也可以更小一點(diǎn)),這樣材料尾部抬高很多,條料又能夠順利送進(jìn),同時(shí)也解決了B處整形時(shí)凹模的強(qiáng)

57、度問(wèn)題(若僅A處先成形,則凹模側(cè)邊厚小于6.5mm)。根據(jù)工件變形情況,從理論上應(yīng)在全部成形完后再?zèng)_裁廢料,分離工件,但腰形孔的廢料尺寸比較大,沖裁力較大,故凹模強(qiáng)度不可忽視。</p><p><b>　　3.2 排樣設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2.1 零件展開(kāi)的分析</p><p>　　零件展開(kāi)后彎曲尺寸件長(zhǎng)如圖3.1。</p

58、><p>　　、、、為標(biāo)注在外側(cè)的彎曲件尺寸</p><p>　　C為彎曲時(shí)纖維伸長(zhǎng)的修正系數(shù)在此取c=1.5</p><p><b>　　L=63</b></p><p>　　條料寬度B=2D+2a+2b</p><p><b>　　D單件的零件長(zhǎng)</b></p>

59、<p>　　a搭邊值，取a=1.0mm</p><p>　　b件與件之間距離，取b=1.0mm</p><p><b>　　B=130</b></p><p>　　圖3.1 零件展開(kāi)圖</p><p>　　通過(guò)綜合分析,決定采用一出二,兩件對(duì)排的排樣方案,排樣圖如圖3.2所示,步距43.75mm,料寬129m

60、m,其中第1~3工位完成沖孔、導(dǎo)正及所需外形部分的輪廓沖裁,第4~7工位主要完成工件成形,第8工位切除廢料,兩工件分離,最后由條料送進(jìn)時(shí)把工件向前推動(dòng)而自由滑落。這種排樣方式達(dá)到了非對(duì)稱彎曲件成對(duì)彎曲的目的,改善了模具受力情況,提高了產(chǎn)品質(zhì)量及材料利用率。</p><p><b>　　圖3.2排樣圖</b></p><p>　　3.2.2 沖裁力的計(jì)算</p&g

61、t;<p>　　沖裁力（在本次設(shè)計(jì)中零件為對(duì)排故要注意公式中的）</p><p>　　為材料的抗剪強(qiáng)度Q235的=310-380MPa取350MPa</p><p>　　t為材料厚度t=1mm</p><p><b>　　為沖裁周長(zhǎng)</b></p><p>　　第一工位中沖Φ6導(dǎo)正孔F=8.57KN;<

62、;/p><p>　　第二工位中沖一個(gè)Φ6小孔F=8.57KN;</p><p>　　第二工位中沖一個(gè)Φ2.5小孔F=3.57KN;</p><p>　　第三工位中粗切余料F=21.42KN;</p><p>　　第四工位中彎曲F=14.6 KN;</p><p>　　第五工位中彎曲F=14.6 KN;</p>

63、<p>　　第六工位中余料切斷F=21.42 KN;</p><p><b>　　彎曲力的計(jì)算</b></p><p><b>　　彎曲力</b></p><p><b>　　最大自由彎曲力；</b></p><p>　　材料抗拉強(qiáng)度Q235的=380-470MPa

64、取450MPa；</p><p>　　安全系數(shù)，一般取1.3；</p><p><b>　　彎曲件寬度。</b></p><p>　　為彎曲半徑，在此=0.1t；</p><p>　　第四工位14.6 KN;</p><p>　　第五工位14.6KN。</p><p>&l

65、t;b>　　總沖壓力</b></p><p><b>　　87.04KN</b></p><p>　　3.2.3 壓力中心的確定</p><p>　　計(jì)算壓力中心的坐標(biāo)定在第一工位沖導(dǎo)正孔的中心，從排樣圖可看出圖形沿x軸對(duì)稱，所以y方向上的壓力中心坐標(biāo)為零。故只用計(jì)算x方向的壓力中心。</p><p>

66、<b>　　=75.21mm</b></p><p>　　即壓力中心距第一工位沖導(dǎo)正孔中心偏左75.21mm。</p><p><b>　　卸料力的計(jì)算</b></p><p>　　在沖裁各工位中沖裁力302.24KN</p><p><b>　　卸料力</b></p&g

67、t;<p>　　卸料因數(shù)在此取0.05</p><p><b>　　15.112 KN</b></p><p>　　3.2.4 沖裁間隙及凸凹模刃口尺寸計(jì)算</p><p>　　沖裁間隙值的選取對(duì)工件質(zhì)量、沖裁力的大小、模具壽命都有顯著的影響： </p><p>　　1.沖裁間隙對(duì)總裁件的質(zhì)量的影響：

68、</p><p>　　當(dāng)間隙大時(shí)，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，而沖孔件的孔徑則大于凸模尺寸；當(dāng)間隙小時(shí)，凸模壓入板料接近于擠壓狀態(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。</p><p>　　2.沖裁間隙對(duì)模具壽命的影響：</p><

69、;p>　　因?yàn)榭偛眠^(guò)程中，模具端面受到很大的垂直壓力與側(cè)壓力，而模具表面與材料的接觸面限在刃口附近的狹小區(qū)域，這就意味即使整個(gè)模具和板材的接觸面之間產(chǎn)生局部附著現(xiàn)象，當(dāng)接觸面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，附著部分便發(fā)生剪切而引起磨損-—附著磨損，這是模具磨損的主要形式。當(dāng)模具間隙減小時(shí)，接觸壓力會(huì)隨之增大，摩擦距離也隨之增長(zhǎng)，摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，因此模具磨損加劇，甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘著現(xiàn)象。而接觸壓力的增大，還會(huì)引起刃口的壓縮疲勞破壞，使之崩刀

70、。小間隙還會(huì)產(chǎn)生凹模脹裂，小凸模折斷，凸、凹模相互啃刃等民常損壞，這些都是導(dǎo)致模具壽命大大降低。因此，適當(dāng)增大模具間隙，可使凸、凹模側(cè)面與材料間摩擦減小，并減緩間隙不均勻的不利因素，從而提高模具壽命。但間隙過(guò)大時(shí)，板料的彎曲拉伸相應(yīng)境大，使模具刃品商面上的下面上在正壓力增大，容易產(chǎn)生崩刃或產(chǎn)生塑性變形加劇，降低模具壽命。同時(shí)，間隙過(guò)大，卸料力會(huì)隨之增大，也會(huì)加劇模具的磨損。所以選用合理的總裁間隙對(duì)于提高總裁制品的精度、模具壽命、減小沖裁

71、力是至關(guān)重要的。</p><p>　　本沖壓件打印機(jī)支架，并無(wú)較高尺寸精度要求，但應(yīng)盡量少毛刺，選用較小的間隙。根據(jù)我國(guó)《沖裁隙指導(dǎo)性技術(shù)文件》，對(duì)１０鋼在沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度要求較高時(shí)，單面間隙c=3-7%，t=0.8mm ．取c=0.05mm【11】</p><p>　　沖切：各處凸模均為切邊型凸模，類似于簡(jiǎn)單模中的沖孔，以凸模為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)．按級(jí)進(jìn)模刃口設(shè)計(jì)原則，凸?；境叽缫韵鄳?yīng)部

72、分的名義尺寸為準(zhǔn)．凹模尺寸以各相應(yīng)部分單邊放大一沖裁間隙c：0.05mm</p><p>　　沖裁間隙較大時(shí)會(huì)出現(xiàn)廢料穿過(guò)板料而隨凸模上升的現(xiàn)象，也會(huì)使脆性材料從凹?？字懈咚俅┻^(guò)，以致危及操作者的安全。本套模具所使用的是Q235冷軋板，厚度1mm。沖裁間隙根據(jù)資料查得0.12mm</p><p>　　彎曲間隙值是指單邊間隙</p><p>　　工件精度要求較高時(shí)，=

73、t</p><p><b>　　彎曲間隙為1mm</b></p><p>　　3.2.5沖裁凸凹模刃口計(jì)算</p><p>　　模具的刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及其公差來(lái)保證。叢生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)：</p><p>　　由于凸凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都是帶

74、有錐度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，沖孔件的小段端尺寸等于凸模尺寸。</p><p>　　在測(cè)量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔件以小端尺寸為基準(zhǔn)。</p><p>　　沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，結(jié)果使間隙越來(lái)越大。</p><p>　　由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時(shí)，需考慮下述原則：</p&g

75、t;<p>　　落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。</p><p>　　考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹?；境叽鐟?yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)較小的尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸?；境叽鐒t應(yīng)取工件孔的尺寸公差范圍較大的尺寸。這樣，在凸凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格零件。凸、凹模間隙

76、則取最小合理間隙值。</p><p>　　確定沖裁刃口制造公差時(shí)，應(yīng)考慮制件的精度要求。如果對(duì)刃口精度要求過(guò)高，會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果刃口精度要求過(guò)低，則生產(chǎn)出來(lái)的零件可能不合格，或是使模具的壽命降低。若零件沒(méi)有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形件可按IT14級(jí)精度來(lái)處理，沖模則可以按IT11級(jí)精度制造；對(duì)于圓形件，一般可按IT6~7精度來(lái)制造模具</p><p>　　由此可知

77、，落料制件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時(shí)孔的尺寸由凸模尺寸決定。故設(shè)計(jì)落料模時(shí)，以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上。本套模具各沖裁工位均為沖孔。凸凹模選用配合加工</p><p>　　根據(jù)凸模磨損情況可分為以下三類：</p><p>　　第一類是凸模磨損后增大尺寸（Ⅰ類）；</p><p>　　第二類是凸模磨損后減小尺寸（Ⅱ類）；&

78、lt;/p><p>　　第三類是凸模磨損后不變尺寸（Ⅲ類）。</p><p>　?、耦悾?</p><p>　　Ⅱ類： </p><p>　?、箢悾?

79、 </p><p>　　、、為基準(zhǔn)件的尺寸；</p><p>　　、、為相應(yīng)的工件極限尺寸；</p><p><b>　　為工件公差；</b></p><p>　　為基準(zhǔn)件制造偏差，當(dāng)刃口尺寸公差標(biāo)注形式為+（-）時(shí)，=0.25，當(dāng)標(biāo)注形式為+-時(shí)，=0.125。</p>&l

80、t;p>　　第一工位成形側(cè)刃考慮到加工時(shí)用線切割故尺寸標(biāo)注在外輪廓如圖3.3所示</p><p>　　圖3.3 成形側(cè)刃落料圖</p><p>　　在成形側(cè)刃的凸模尺寸中</p><p>　?、耦惓叽绨ǎ篋、G、K </p><p>　　Ⅱ類尺寸包括：E、F、I </p><p>　?、箢惓叽绨ǎ篈、B、C、

81、H、J、L</p><p><b>　　經(jīng)計(jì)算得：</b></p><p><b>　　A=15 </b></p><p><b>　　B=20</b></p><p><b>　　C=8</b></p><p><b>

82、　　D=12.95</b></p><p><b>　　E=4.05</b></p><p><b>　　F=2.03</b></p><p><b>　　G=19.94</b></p><p><b>　　H=2</b></p>

83、<p><b>　　I=11.06</b></p><p><b>　　J=8</b></p><p><b>　　K=2.47</b></p><p><b>　　L=21</b></p><p>　　以上該零件的凹模刃口尺寸按上述凸模的相應(yīng)

84、部分配制，保證雙面間隙值為0.12mm</p><p>　　第一工位的沖導(dǎo)正孔的凸模尺寸</p><p>　　導(dǎo)正孔直徑為6mm，凸模直徑D=5.95</p><p>　　第二工位中沖Φ6小孔 凸模直徑D=5.95</p><p>　　第二工位中沖Φ2.5小孔 凸模直徑D=2.47</p><p><b>　

85、　第六工位余料切斷</b></p><p>　　槽長(zhǎng)A=20.07，槽寬B=2.03</p><p><b>　　4 模具設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1模具結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　4.1.1 模具基本結(jié)構(gòu)的確定</p><p>　　級(jí)進(jìn)

86、模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有如下的要求：</p><p>　　(1)盡量選用成熟的模具結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　(2)模具具要有足夠的剛性，以滿足壽命和精度的要求</p><p>　　(3)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、實(shí)用、耍只有合雙的經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　(4)能方便地送料．操作要簡(jiǎn)便安全，出件容易。</p><p>　　(

87、5)要考慮廢科的處理。</p><p>　　(6)模具零件之間定位要準(zhǔn)確可靠．連接要牢靠。</p><p>　　(7)要有利于模具零件的加工。</p><p>　　(8)模具結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備要協(xié)調(diào)。</p><p>　　(9)模具容易安裝，易損件更換方便。</p><p>　　計(jì)設(shè)中各考慮要素，如表4.1所示<

88、;/p><p>　　表4.1模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮要素</p><p>　　從級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的原則上綜合考慮，模具具體結(jié)構(gòu)則如圖4.1所示,采用標(biāo)準(zhǔn)滑動(dòng)導(dǎo)向模架,模板分為5塊,分別是凸模固定板、凸模墊板、卸料板、成形凹模、、凹模及凹模固定板。其中凸模固定板和凸模墊板及卸料板固定在上模具座上，成形凹模和凹模及凹模固定板固定在模具下模座上。</p><p>　　在模具工作過(guò)程中，

89、由于部分沖孔凸模細(xì)小,故卸料板又兼作凸模導(dǎo)向板,因此在卸料板與固定板之間還安裝了導(dǎo)向裝置,卸料板與固定板的平行度由卸料螺釘?shù)呐_(tái)階長(zhǎng)度保證。在折彎成形中,凸模行程為8mm,這樣卸料板的壓縮量也是8mm,為了保證卸料橡膠有足夠的變形量,橡膠布置在墊板四周的上模板與卸料板之間,平衡了模具各處的受力，采用這種彈性卸料的好處是能保證工件的精度。在兩處精度要求較高的凹模具下，安裝彈頂銷(xiāo)，它的作用在于每次成形后將工件頂出，以免造成成形過(guò)程中工件的底面

90、不平，而使工件繼續(xù)推進(jìn)或推進(jìn)有困難。由于凹模包括了沖裁和成形,工位比較多,為了保證制造精度、模具強(qiáng)度和維護(hù)使用方便,各工位凹模設(shè)計(jì)采用了可分可合的原則。即凹模都采用螺栓、銷(xiāo)釘固定，若要更換凹模只需將要更換的那部分凹模鑲塊更換掉，節(jié)省了時(shí)間，更換和維護(hù)方便。</p><p>　　針對(duì)技術(shù)要求中各彎曲成形角誤差須小于±30′的問(wèn)題,考慮到零件成形位置尺寸小,模具結(jié)構(gòu)上不方便設(shè)置整形機(jī)構(gòu)等情況,為保證圖紙要求

91、,在設(shè)計(jì)成形凸、凹模時(shí)開(kāi)設(shè)了相應(yīng)的成形后角,并嚴(yán)格控制成形凸、凹模之間的間隙,以保證成形角度達(dá)到要求。</p><p>　　模具的上模座連接的是高速?zèng)_床以保證模具沖小孔或方槽時(shí)的精度，模具重要的零件部分，在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行熱處理用以保證其在工作過(guò)程中的精度。由于該模具工作過(guò)程是高速運(yùn)行的狀態(tài)，因此模具上的易損壞零件應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行保養(yǎng)和維修，對(duì)于已損壞的零件應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換，以免對(duì)模具的其他零件造成損傷。</p>

92、<p><b>　　圖4.1模具結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　4.1.2 凸模結(jié)構(gòu)及安裝</p><p>　　根據(jù)零件精度及排樣圖,決定沖裁凸模單個(gè)制造,然后用適當(dāng)方法固定在凸模固定板中，一般為凸模的臺(tái)階設(shè)計(jì)得與凸模固定板的厚度一樣高，在凸模的后面、即在上模墊板和上模座的對(duì)應(yīng)位置上鉆一個(gè)小孔，然后用凸模蓋板蓋住凸模，再利用螺釘將凸模蓋板與凸模固定板聯(lián)

93、接。第4、5工位的成形凸模做成整體式,第4工位成形時(shí),因凸模呈W形,條料不會(huì)卡在上、下模上,因而不需設(shè)置彈頂卸料裝置;第5工位因是成形U形,并要求在行程終了時(shí)鐓死整形(減少成形后的回彈),固凸、凹模是在零間隙或負(fù)間隙下成形,因此成形后條料一定會(huì)包在凸模上,為了保證條料順利脫模,在凸模上設(shè)置了2個(gè)彈頂銷(xiāo)。其他成形凸模做成分體鑲拼式,采用鑲拼式有利于卸料板預(yù)壓料和卸料,并保證成形制件的平整和尺寸精度。</p><p>

94、;　　4.1.3 凹模結(jié)構(gòu)及安裝</p><p>　　為了使條料在沖裁時(shí)始終保持在一水平上,彎曲成形保持在另一個(gè)水平上,兩者高差為7.5mm。凹模的設(shè)計(jì)制造有以下幾種方案:</p><p>　　凹模采用整體制造。該方案機(jī)械加工余量很大,平面磨削也不方便,成形模塊向上凸起,且成形模塊磨損后不可修復(fù),必須整塊凹模更換。</p><p>　　凹模仍采用整體制造,成形模塊的

95、凸起部分(高7.5mm部分)另外制成鑲件,嵌入凹?？字?該方案加工工藝性比較好,工件沖裁工藝性也比較好,但工位比較多,假若某一個(gè)工位出一點(diǎn)問(wèn)題,仍會(huì)導(dǎo)致整塊模板更換。</p><p>　　把1~3工位的沖裁凹模制成一體,有利于保證凹模強(qiáng)度和步距精度,第4工位的成形凹模因形狀比較復(fù)雜,單獨(dú)制成1件,第5~8工位的切廢料部分和成形部分做成一個(gè)整體,這樣可保證沖裁部分的強(qiáng)度,第5工位的成形模塊做成鑲塊,磨損后便于更換(

96、或調(diào)整間隙),第6~7工位的成形模塊是凸模,磨損很小,因此和凹模做成一體,這樣可減少因鑲件太多而增加的制造工作量,同時(shí)又能保證相對(duì)位置精度。安裝在下模板上的凹模由3件組成,為了保證3件在同一條軸線上,外形線切割時(shí)應(yīng)割出相應(yīng)的定位鍵,以利于安裝和調(diào)試。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用的是第三套方案以快速更換沖裁凹模鑲塊,因?yàn)榘寄?尤其沖裁凹模)是易損件，需經(jīng)常更換，所以該級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的凹模鑲塊外側(cè)不帶臺(tái)階。更換凹模時(shí)

97、，用一個(gè)銷(xiāo)釘從下模墊板的廢料漏孔將凹模鑲塊從固定板內(nèi)頂出，不必拆卸聯(lián)接固定板的螺釘和銷(xiāo)釘，有時(shí)還無(wú)需將模具從高速?zèng)_床上卸下，因此更換凹模速度快，而且可保證模具的重復(fù)裝配精度，提高模具的使用壽命。因?yàn)樾读习迥軓椥詨毫?，所以在生產(chǎn)過(guò)程中不帶臺(tái)階的凹模鑲塊不會(huì)從下模固定板中形跳出。</p><p>　　4.2 抬料機(jī)構(gòu)及其行程的確定</p><p>　　從第4工位條料成形開(kāi)始,條料已不是一塊平整

98、的板料,因此給送料帶來(lái)困難。為使送料平穩(wěn)和成形順利,必須設(shè)置抬料機(jī)構(gòu),沖裁工位共設(shè)置了4個(gè)抬料銷(xiāo),成形工位設(shè)置了6個(gè)抬料銷(xiāo),抬料行程為8mm。</p><p>　　4.3 沖壓設(shè)備的選擇</p><p>　　4.3.1 計(jì)算沖裁力的目的</p><p>　　其目的是為了合理地選用沖床和設(shè)計(jì)模具，沖床的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。</p>

99、<p>　　4.3.2 沖裁力的計(jì)算</p><p>　　一般情況下，沖裁力按以下公式計(jì)算：</p><p><b>　　F=1.3tLk</b></p><p>　　其中： F=沖裁力（N）</p><p>　　t=加工材料厚度（mm）</p><p>　　L=沖裁輪廓的周長(zhǎng)（mm

100、）</p><p>　　k=材料的抗剪強(qiáng)度（MPa）</p><p>　　沖裁輪廓周長(zhǎng)的計(jì)算：</p><p><b>　　=128mm</b></p><p><b>　　=18.86mm</b></p><p><b>　　=168.04mm</b>

101、</p><p><b>　　=54mm</b></p><p>　　L=+++ =369mm</p><p>　　各L長(zhǎng)由AUTOCAD的二次開(kāi)發(fā)軟件計(jì)算出來(lái).</p><p>　　F=1.33690.8k=115KN</p><p><b>　　壓料力的計(jì)算:</b>&l

102、t;/p><p>　　壓料力的計(jì)算式:Fu=F =45450.860.13=5908.61KG</p><p>　　4.3.3 推件力和卸料力的計(jì)算:</p><p>　　一般情況下,沖裁件從板料切下后,徑向因彈性變形而擴(kuò)張,板料上的孔則沿徑向發(fā)生彈性收縮。同時(shí)，沖下的零件與余料還要力圖恢復(fù)彈性彎曲。這兩種彈性恢復(fù)的結(jié)果，會(huì)使落料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在

103、凸模上。因此，須要計(jì)算卸料力和推件力.</p><p>　　卸料力：從凸模上將零件或廢料卸下料所需的力稱卸料力。</p><p>　　推件力：從凹模內(nèi)順著沖裁方向把零件或廢料從凹模腔頂出的力稱推件力。</p><p><b>　　推件力：=nF</b></p><p><b>　　卸料力：=F</b>

104、;</p><p>　　其中： F----沖裁力；</p><p>　　n----同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的零件數(shù)；</p><p>　　、----推件力、卸料力系數(shù)；</p><p>　　對(duì)于連續(xù)模具結(jié)構(gòu)，為了使條料能順利通過(guò)，廢料采用下出料方式。所以：采用彈性卸料裝置和下出料方式的總沖裁力的計(jì)算方式為：</p><p>

105、;<b>　　=++</b></p><p>　　=0.05115000=5.8KN</p><p>　　=0.16115000=18KN</p><p><b>　　=140KN</b></p><p>　　4.3.4 校正彎曲力計(jì)算: </p><p>　　板料經(jīng)自由彎曲

106、階段后,開(kāi)始與凸、凹模表面全面接觸，此時(shí)，如果凸模繼續(xù)下行，零件受到模具擠壓繼續(xù)彎曲，彎曲力急劇增大，稱為校正彎曲。由于彎曲沖頭折彎部分的半徑為1.3t,校正彎曲后材料會(huì)變薄.校正彎曲的目的：在于減少材料回彈，提高彎曲質(zhì)量。</p><p><b>　　校正彎曲計(jì)算式：</b></p><p><b>　　=AP</b></p>&

107、lt;p>　　其中： A----彎曲件校正部分在受力方向上的投影面積，單位為mm</p><p>　　p----單位校正力</p><p><b>　　p取100MP</b></p><p><b>　　= + +</b></p><p><b>　　=6031N</b>

108、</p><p>　　=3.14d1tob</p><p><b>　　得=14195N</b></p><p><b>　　得F=172KN</b></p><p>　　4.3.5 關(guān)于壓力中心的計(jì)算</p><p>　　由于級(jí)進(jìn)模在安裝時(shí)，用的是裝夾槽裝夾，而不需要用模柄

109、，故一般不需要計(jì)算壓力中心，只是在排樣設(shè)計(jì)時(shí)，盡量使沖裁力和彎曲力分布均勻。</p><p>　　4.4 沖壓設(shè)備的選用</p><p>　　沖壓設(shè)備的選用原則:</p><p>　　（1）壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)該能保證成行零件的取出與毛坯的放進(jìn)，例如拉深所用壓力機(jī)的行程，至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上。</p><p>　?。?）壓力機(jī)工作

110、臺(tái)面的尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸，且還須留有安裝固定的余地，但是過(guò)大的工作平面上安裝小尺寸的沖模對(duì)工作臺(tái)的受力是不利的。壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸大于壓力機(jī)滑塊底面積, 壓力機(jī)滑塊底面積必須大于模具的尺寸,所以只須考慮壓力機(jī)滑塊底面積的大小。</p><p>　?。?）所選的壓力機(jī)的封閉高度應(yīng)與沖模的封閉高度相適用。</p><p>　　模具的閉合高度H0是指上模在最低的工作位置時(shí)，下模板的底面到

111、上模板的頂面的距離。壓力機(jī)的閉合高度H是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺(tái)面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長(zhǎng)短能調(diào)節(jié)，也即壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整，故壓力機(jī)有最大閉合高度Hmax和最小閉合高度Hmin。</p><p>　　設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具閉合高度H0得數(shù)值應(yīng)滿足下式</p><p>　　Hmax-5mm≥H0≥Hmin+10mm</p><p>　　無(wú)特殊情況H0

112、應(yīng)取上限值，即最好取在：H0≥Hmin+1/3L，這是為了連桿調(diào)節(jié)過(guò)長(zhǎng)，羅紋接觸面積過(guò)小而被壓壞。如果模具閉合高度實(shí)在太小，可以在壓床臺(tái)面上加墊板。</p><p>　?。?）沖壓設(shè)備的噸位必須大于所計(jì)算的沖壓力；</p><p>　　根據(jù)以上原則選:定400KN壓力機(jī),相關(guān)參數(shù)如下:</p><p>　　公稱壓力

113、 400KN</p><p>　　發(fā)生公稱壓力時(shí)滑塊離下死點(diǎn)距離 7mm</p><p>　　滑塊行程 100mm</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù) 80/min</p><p&g