畢業(yè)設(shè)計(jì)---游戲機(jī)安裝板級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)

1、<p>　　安裝板多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)</p><p>　　The progressive die design of Mounting plate multi-position</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　多工位級(jí)進(jìn)模是冷沖模的一種，是在普通級(jí)進(jìn)模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高精度、高效率、長(zhǎng)壽命的模具。

2、本文綜合運(yùn)用了沖壓成形工藝與級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行了安裝板的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)。在對(duì)安裝板沖孔、彎曲、落料等成形工藝分析的基礎(chǔ)上，提出了該零件采用多工位級(jí)進(jìn)模的沖壓方案，并介紹了該零件的工步，成形力計(jì)算、壓力中心的確定，凸、凹模的部分尺寸計(jì)算，確定凹模外形尺寸并以此選取模架。然后進(jìn)行模具的整體設(shè)計(jì)，如定距定位裝置，導(dǎo)向零件和卸料裝置等。最后利用Pro/E，CAD等繪圖軟件繪制了裝配圖。該多工位級(jí)進(jìn)模從模具結(jié)構(gòu)上可實(shí)現(xiàn)快速更換下模鑲件

3、和大部分的凸模，提高了模具的重復(fù)裝配精度。</p><p>　　關(guān)鍵詞：安裝板；級(jí)進(jìn)模；工步設(shè)計(jì)；模具結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Multi-Position Progressive Die is a kind of die, it is a High-precision, high effi

4、ciency, long life die which developed on the basis of general progressive die. Synthetically utilized the related knowledge of stamping craft and the mold design, mounting plate stamping process and die were designed. Ba

5、sed on the process analysis of the punching,bending and blanking technologies for forming the mounting plate, a punching scheme of multi—position progressive die for this part is introduced. the pun</p><p>　

6、　Keywords: mounting plate; progressive die; process design; die structure</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 模具簡(jiǎn)介1</p><p&

7、gt;　　1.1.1 級(jí)進(jìn)模概述1</p><p>　　1.1.2 級(jí)進(jìn)模特點(diǎn)及其現(xiàn)狀2</p><p>　　1.1.3 多工位級(jí)進(jìn)模在我們國(guó)家的發(fā)展現(xiàn)狀3</p><p>　　1.1.4 我國(guó)多工位級(jí)進(jìn)模發(fā)展中的幾個(gè)問題3</p><p>　　1.2 本課題研究方法及內(nèi)容6</p><p>　　第二章 工藝

8、性分析與工藝方案制定7</p><p>　　2.1 工藝分析7</p><p>　　2.2 零件分析8</p><p>　　2.3 沖裁方案8</p><p>　　2.4 方案比較9</p><p>　　2.5 零件排樣與步距設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.5.1 排樣類型10&l

9、t;/p><p>　　2.5.2 搭邊和條料寬度的確定11</p><p>　　2.5.3 載體的選擇12</p><p>　　2.5.4 工位排布的設(shè)計(jì)12</p><p>　　第三章 級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.1 成形力計(jì)算14</p><p>　　3.1.1 沖裁力的計(jì)

10、算14</p><p>　　3.1.2 卸料力、推件力和頂件力14</p><p>　　3.1.3 彎曲力的計(jì)算15</p><p>　　3.1.4 壓力機(jī)公稱壓力的確定16</p><p>　　3.2 計(jì)算壓力中心17</p><p>　　3.3 凸模和凹模工作部分尺寸的計(jì)算18</p>&

11、lt;p>　　3.3.1 沖孔19</p><p>　　3.3.2 落料20</p><p>　　3.3.3 彎曲凸模與凹模的圓角半徑21</p><p>　　3.4 凹模外形尺寸確定23</p><p>　　3.5 模架的選取24</p><p>　　3.6 模具的總體設(shè)計(jì)24</p>

12、<p>　　3.6.1 凸、凹模設(shè)計(jì)25</p><p>　　3.6.2 凸模固定板設(shè)計(jì)28</p><p>　　3.6.3 定距定位裝置的設(shè)計(jì)28</p><p>　　3.6.4 導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)28</p><p>　　3.6.5 卸料板的設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.6.6 導(dǎo)料出件的設(shè)計(jì)

13、30</p><p>　　3.6.7 模柄的選用31</p><p>　　3.6.8 墊板的設(shè)計(jì)32</p><p>　　3.6.9 模具裝配圖33</p><p><b>　　結(jié) 論36</b></p><p><b>　　致 謝37</b></

14、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.1 模具簡(jiǎn)介</b></p><p>　　模具作為特殊的工藝裝備，在現(xiàn)代制造業(yè)中越來越重要。有了模具，企業(yè)有可能向社會(huì)提供品種繁多、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的商品，滿足人們?nèi)找?/p>

15、增長(zhǎng)的多方面的消費(fèi)需要。有了模具，人們的衣、食、住、行，可直接或間接地變得豐富多彩?？梢哉f一切用品，大到飛機(jī)、輪船、火車、火箭，小到一根縫衣針，都離不開用模具加工或生產(chǎn)其中某個(gè)零件。模具的廣泛應(yīng)用，不僅得到了人們普遍的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，模具水平的高低，關(guān)系到現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)建設(shè)的速度。大力提高制造模具水平，是提升模具技術(shù)檔次的關(guān)鍵[1]。</p><p>　　1.1.1 級(jí)進(jìn)模概述</p>

16、<p>　　一個(gè)沖壓零件，如用簡(jiǎn)易模具沖制，一般來說，每項(xiàng)沖壓工序，如沖裁（沖孔、沖切或落料）、彎曲、拉深、成型等，就需要一副模具。這對(duì)于一個(gè)比較復(fù)雜的沖壓零件來說，則需要幾副模具才能完成。因此這種簡(jiǎn)易模具的生產(chǎn)效率，相對(duì)來說仍是較低的。對(duì)于大批料生產(chǎn)的定型產(chǎn)品，用簡(jiǎn)易模具進(jìn)行生產(chǎn)是極不適應(yīng)的[2]。</p><p>　　多工位級(jí)進(jìn)模是冷沖模的一種。級(jí)進(jìn)模又稱跳步模，它是在一副模具內(nèi)，按所加工的零件

17、分為若干個(gè)等距離工位，在每個(gè)工位上設(shè)置一定的沖壓工序，完成沖壓零件的某部分加工。被加工材料（一般為條料或帶料）在控制送進(jìn)距離機(jī)構(gòu)的控制下，經(jīng)逐個(gè)工位沖制后，便得到一個(gè)完整的沖壓零件（或半成品）。這樣，一個(gè)比較復(fù)雜的沖壓零件，用一副多工位級(jí)進(jìn)模即可沖制完成。在一副多工位級(jí)進(jìn)模中，可以連續(xù)完成沖裁、彎曲、拉深、成型等工序。一般地說，無論沖壓零件的形狀怎樣復(fù)雜，沖壓工序怎樣多，均可用一副多工位級(jí)進(jìn)模沖制完成[3]。</p>&l

18、t;p>　　多工位級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具制造精度高，這對(duì)模具設(shè)計(jì)者來說需要考慮的內(nèi)容很多，尤其是級(jí)進(jìn)模條料排樣圖的設(shè)計(jì)，模具各部分結(jié)構(gòu)的考慮等都是十分重要的。</p><p>　　級(jí)進(jìn)模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，配合高速?zèng)_床，實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化作業(yè)，能使沖壓生產(chǎn)率大幅度提高。它在提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化等方面有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。多工位級(jí)進(jìn)?？梢詫?duì)于一些形狀十分復(fù)雜的沖壓件進(jìn)行沖裁、彎曲、

19、拉深、成形加工。對(duì)大批量生產(chǎn)的沖壓零件尤其應(yīng)當(dāng)采用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖制。</p><p>　　1.1.2 級(jí)進(jìn)模特點(diǎn)及其現(xiàn)狀</p><p>　　級(jí)進(jìn)模是在壓力機(jī)一次行程中完成多個(gè)工序的模具，它具有操作安全的顯著特點(diǎn)，模具強(qiáng)度較高，壽命較長(zhǎng)。使用級(jí)進(jìn)模便于沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化，可以采用高速壓力機(jī)生產(chǎn)。級(jí)進(jìn)模較難保證內(nèi)、外形相對(duì)位置的一致性。</p><p>　　多工位級(jí)進(jìn)

20、模沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高，材料利用率高，沖壓設(shè)備比較簡(jiǎn)單，對(duì)操作工人技術(shù)等級(jí)要求不高等優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)用廣泛，并己成為不可缺少的重要加工手段之一。</p><p>　　多工位級(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)合金制造。用硬質(zhì)合金制造的模具壽命一般可達(dá)到1億次，最高可達(dá)到3億次。模具加工的位置精度為±（0.002～0.005）mm，尺寸精度一般為0.005mm，高的可達(dá)0.002

21、5mm。特別對(duì)一批小凸模而言，其壽命顯得更為重要，如某常用成形切削方法加工的凸模和凹模寬度為0.2mm，沖制0.25mm厚的板料，其沖壓速度為1000次/min，模具的使用壽命高達(dá)1億次。在多工位級(jí)進(jìn)模中，通常凸模都很細(xì)小，因此，它具有精確的導(dǎo)向和保護(hù)。常常將卸料板上的凸模相配的孔做的很精確，其尺寸及相互位置也做的正確無誤。在沖壓過程中凸模平穩(wěn)、精確，就需要卸料板對(duì)凸模器導(dǎo)向和保護(hù)作用，而卸料板也大多采用導(dǎo)柱導(dǎo)向[4]。</p&g

22、t;<p>　　多工位級(jí)進(jìn)模有自動(dòng)送料裝置，送料精度高，送料步距能精確調(diào)整。目前生產(chǎn)中常用夾持式、滾動(dòng)式、有離合器和琨式、凸輪琨式、擺動(dòng)琨式等送料裝置，送料誤差可控制在±（0.002～0.005）mm。我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的精密多工位級(jí)進(jìn)模步距精度達(dá)到0.002～0.003mm，模具主要零件的制造精度已達(dá)到2um～5um，模具壽命1億次以上，已經(jīng)達(dá)到目前的國(guó)際水平。送料誤差和不能及時(shí)從凸模上卸料，是造成沖模損壞的主要

23、原因，為保證沖壓工作順利進(jìn)行，模具不被破壞，它還是需要具有高精度的誤差檢測(cè)裝置，如果沒有檢測(cè)裝置，出現(xiàn)工作誤差又不能使沖床快速剎車停止沖壓工作，后果就很難想象了。</p><p>　　多工位級(jí)進(jìn)模對(duì)沖床的要求高，要求沖床的運(yùn)動(dòng)精度高、剛性好、震動(dòng)小、熱變形小、自動(dòng)剎車快、防止沖床的彈性變形、熱變形及運(yùn)動(dòng)精度差帶來不良誤差，造成惡劣后果。</p><p>　　總的來說，多工位級(jí)進(jìn)模有以下特點(diǎn)

24、：</p><p>　　適用于制件的大批量生產(chǎn)。</p><p>　　沖制件質(zhì)量可靠、穩(wěn)定，即制件尺寸的一致性好。</p><p>　　由于自動(dòng)送料和自動(dòng)出件等裝置，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，適合于高速?zèng)_床．進(jìn)行自動(dòng)化沖制。也最適宜卷、帶料供料。</p><p>　　級(jí)進(jìn)?？梢酝瓿蓻_裁、彎曲、拉深、成形等多道工序，效率比復(fù)合模更高，且在級(jí)進(jìn)模上工序

25、可以分散，任意留出空位，故不存在復(fù)合模的最小壁厚問題。因而保證了模具的強(qiáng)度，延長(zhǎng)了模具的使用壽命。</p><p>　　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>　　多工位級(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。</p><p>　　多工位級(jí)進(jìn)模對(duì)沖壓設(shè)備、板料要求高。</p><p>　　1.

26、1.3 多工位級(jí)進(jìn)模在我們國(guó)家的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　由于種種歷史原因，我國(guó)模具工業(yè)。與當(dāng)前工業(yè)發(fā)展還很不適應(yīng)，無論是在設(shè)計(jì)制造技術(shù)和生產(chǎn)能力方面，還是在管理水平方面，模具工業(yè)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，它嚴(yán)重影響了工業(yè)產(chǎn)品的品種、質(zhì)量和生產(chǎn)周期，削弱了其在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。近年來，我國(guó)模具進(jìn)口幅度呈大幅度下降之勢(shì)，并有超億元出口額。大型、復(fù)雜、精密、高效和長(zhǎng)壽命模具也逐年上新的臺(tái)階，體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工

27、位級(jí)進(jìn)模也越來越多，沖壓自動(dòng)線、自動(dòng)沖壓技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)模具行技術(shù)水平迅速提高，模具國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)取得了十分可喜的成績(jī)，這將對(duì)我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力和綜合國(guó)力的提高起到有力的促進(jìn)作用[1, 3, 5]。</p><p>　　1.1.4 我國(guó)多工位級(jí)進(jìn)模發(fā)展中的幾個(gè)問題</p><p>　　級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)與制造，近幾年來在許多企業(yè)里無論是數(shù)量還是質(zhì)量水平上，都已經(jīng)有了一個(gè)較快的發(fā)展。但

28、在此同時(shí)，與之相適應(yīng)的沖壓機(jī)床種類，對(duì)沖壓料的要求，以及級(jí)進(jìn)模選用的結(jié)構(gòu)類型和制造工藝等都必須更加引起我們的高重視和認(rèn)真對(duì)待，因?yàn)檫@是先進(jìn)的級(jí)進(jìn)模技術(shù)賴以采用，并得以充分發(fā)揮效益的基礎(chǔ)。</p><p>　　級(jí)進(jìn)模對(duì)中壓設(shè)備的要求</p><p>　　我國(guó)生產(chǎn)的大部分100噸以下的中小型機(jī)械壓力機(jī)，幾十年來結(jié)構(gòu)上沒有大的變化。多數(shù)采用轉(zhuǎn)鍵或撥銷式渦性離合器，偏心凸輪式皮帶動(dòng)器，不僅機(jī)床噪聲

29、大，震動(dòng)大，而且不能實(shí)現(xiàn)滑塊的寸瑣行程和瞬時(shí)緊急制動(dòng)?；瑝K導(dǎo)向精度偏低，對(duì)側(cè)向力承受能力差，行程多數(shù)也不可調(diào)節(jié)。這對(duì)于用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)是不夠理想的[6]。主要體現(xiàn)在下幾個(gè)方面：</p><p>　?、傧Ｍ麎毫C(jī)精度好，剛度強(qiáng)，而且滑塊要能長(zhǎng)期承受較大的側(cè)向力。</p><p>　?、诩?jí)進(jìn)模在連續(xù)生產(chǎn)中，為了避免因零件材料未送到位，或發(fā)生較大的位置偏移，以及模具的局部故障等造成不正常沖壓時(shí)的模具

30、損壞，一般希望在模具上設(shè)置有自動(dòng)保護(hù)及安全檢測(cè)裝置。一旦出現(xiàn)上述各類故障，機(jī)床能在極短暫的一瞬間（通常在l00～200毫秒）停止運(yùn)動(dòng)。這要求壓力機(jī)具有急停功能。</p><p>　　以圖1-1送料步距失誤檢測(cè)結(jié)構(gòu)所示為例，當(dāng)條料沒有送到正確的位置時(shí)，測(cè)桿便不能進(jìn)入條料上已沖出的孔內(nèi)。于是測(cè)桿被條料頂住，克服上面彈簧的壓力而上移，利用其頂端斜面，迅速地推動(dòng)微型開關(guān)而接通電路，從而對(duì)壓力機(jī)控制箱給出一個(gè)要求緊急停止的

31、電信號(hào)。對(duì)于每分鐘速度為100沖次左右的壓力機(jī)，只要檢測(cè)桿部分精度可靠，參數(shù)合適，便完全可以在該沖次之內(nèi)，即模具閉合之前，使滑塊停止。</p><p>　　1 測(cè)桿 2 微動(dòng)開關(guān) 3 壓力機(jī)控制箱</p><p>　　圖1-1 送料步距失誤檢測(cè)結(jié)構(gòu)</p><p>　　類似的送料步距失誤檢測(cè)結(jié)構(gòu)還有電接觸式等幾種，在引進(jìn)的模具上常見，都屬于比較成熟的結(jié)構(gòu)，技術(shù)上一般

32、沒有什么困難。有些復(fù)雜的級(jí)進(jìn)模，往往還同時(shí)裝有幾種檢測(cè)裝置，包括凸模損壞等各種不正常情況的檢測(cè)，以保護(hù)模具。</p><p>　?、奂?jí)進(jìn)模生產(chǎn)均需配備自動(dòng)送料器，若想選擇精度好，可靠性高，價(jià)格又適宜的送料器，則更是一件不易之事。根據(jù)我們的體會(huì)，若配上好的自動(dòng)送料器，同樣一副模具的刃磨壽命可提高3～10倍。</p><p>　?、墁F(xiàn)在多數(shù)壓力機(jī)行程偏大，且不可調(diào)節(jié)。這對(duì)級(jí)進(jìn)模非常不利。級(jí)進(jìn)模

33、因其本身結(jié)構(gòu)上的需要，通常希望在沖壓時(shí)導(dǎo)柱、導(dǎo)套不分離，以保證安全。對(duì)于行程次數(shù)在200次/分以下的壓力機(jī)一般要求50～80mm的行程，最好還可以根據(jù)模具要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前國(guó)產(chǎn)的壓力機(jī)產(chǎn)品中，能滿足這一要求的品種還不多。一些新研制的高沖次的機(jī)床又行程過小，有的僅30mm。</p><p>　　對(duì)金屬材料在規(guī)格、精度方面的要求</p><p>　　級(jí)進(jìn)模沖制是一個(gè)多道工序連續(xù)進(jìn)行的過程，模具

34、在送進(jìn)方向上尺寸較長(zhǎng)。因此對(duì)于沖壓材料的尺寸規(guī)范、精度、狀態(tài)等提出了一些相對(duì)嚴(yán)格的質(zhì)量要求。反映在這樣幾個(gè)方面：</p><p>　　①希望材料是較長(zhǎng)的卷料，裁剪后的寬度公差通常小于0.2mm，且不能有明顯的毛刺等缺陷。</p><p>　?、跒榱四鼙ＷC零件在尺寸和形位誤差方面有較好的一致性，要求材料有較高的厚度精度和較為均勻的機(jī)械性能。尤其對(duì)于有壓彎和成形的零件，如果材料厚度誤差大，材料

35、的軟硬狀態(tài)從料頭到料尾、邊緣和中間都不均勻，相對(duì)軋制方向的各向異性較大，則彎曲成型后角度誤差，彎曲邊長(zhǎng)度誤差等都會(huì)很大。而且許多零件由于排樣上的困難，不得不將壓彎線與軋制方向平行，從而在壓彎線上容易出現(xiàn)裂紋。</p><p>　　級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)對(duì)模具加工設(shè)備的要求</p><p>　　級(jí)進(jìn)模由于加工精度要求較高，國(guó)外大都采用坐標(biāo)磨床，慢走絲線切割機(jī)床等加工，國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家并不具備這些先進(jìn)的高精

36、度加工及檢測(cè)設(shè)備。在這樣情況下，我們認(rèn)為，一方面要呼吁廠家積極研制生產(chǎn)精度較高、適用（不是最先進(jìn)的）、價(jià)格適中的坐標(biāo)磨床，模具磨床等精密加工機(jī)床；另一方面，模具的設(shè)計(jì)、制造者應(yīng)立足于現(xiàn)有普通設(shè)備條件，積極實(shí)行生產(chǎn)工藝概念上的轉(zhuǎn)變，努力發(fā)展級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。在目前的階段，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)注意加工工藝性方面的選擇。</p><p>　　凸模形式的選擇比較簡(jiǎn)單，通常可以盡量采用直通形式，避免根部用凸緣固定，這樣有利于采用線切割

37、方式加工，便于用投影儀檢查精度。必要時(shí)還可以用工具磨進(jìn)行精密修磨。</p><p>　　對(duì)于凹模，這個(gè)問題較為復(fù)雜。在通常的設(shè)計(jì)規(guī)范上，級(jí)進(jìn)模的凹模結(jié)構(gòu)類型可分為整體式、鑲套式、分段拼合式、綜合拼合式等多種。從高精度等結(jié)構(gòu)先進(jìn)性角度來看，分段或綜合拼合式自然具有無可爭(zhēng)辨的優(yōu)越性。但此類凹模要能夠成功并發(fā)揮其優(yōu)越性，有一基本條件便是必須要用坐標(biāo)磨床或高精度成型磨削工藝進(jìn)行加工[7]。</p><

38、p>　　1.2 本課題研究方法及內(nèi)容</p><p>　　通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，利用已學(xué)知識(shí)結(jié)合模具拆裝經(jīng)驗(yàn)完成工件的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，認(rèn)識(shí)級(jí)進(jìn)模的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)以此為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)級(jí)進(jìn)模在設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及級(jí)進(jìn)模在設(shè)計(jì)及實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題，其具體內(nèi)容為：</p><p>　　1．根據(jù)零件圖分析零件的工藝性；</p><p>　　2．確定工藝方案并進(jìn)行零件排樣及步距設(shè)計(jì)；</

39、p><p>　　3．進(jìn)行成形力計(jì)算、壓力中心的確定和凸、凹模的部分尺寸計(jì)算；</p><p>　　4．確定凹模外形尺寸并以此選取模架，然后進(jìn)行模具的整體設(shè)計(jì)，如定距定位裝置，導(dǎo)向零件和卸料裝置等；</p><p>　　5．利用Pro/E繪圖軟件進(jìn)行模具零部件的設(shè)計(jì)并進(jìn)行裝配；</p><p>　　6．根據(jù)以上的工作繪出裝配圖和零件圖并編寫設(shè)計(jì)說明

40、書。</p><p>　　工藝性分析與工藝方案制定</p><p><b>　　2.1 工藝分析</b></p><p>　　該件為游戲機(jī)安裝板零件圖，材料為SPCC，板料厚為0.4 mm，零件技術(shù)要求：截邊不得有毛刺，表面不得有劃痕。要求沖裁間隙合理，工作面表面粗糙度值要小，年產(chǎn)量為300多萬件。其三維圖如圖2-1所示，二維圖如圖2-2所示，

41、展開三維圖如圖2-3所示，展開二維圖如2-4所示。</p><p><b>　　圖2-1 三維圖</b></p><p><b>　　圖2-2 二維圖</b></p><p>　　圖2-3 展開三維圖</p><p>　　圖2-4 展開二維圖</p><p><b>

42、;　　2.2 零件分析</b></p><p>　　零件展開外形雖較簡(jiǎn)單（見圖2-4），但成形工藝復(fù)雜，該零件有3處Z形彎曲、1處90°彎曲、29個(gè)圓孔、2個(gè)長(zhǎng)圓孔、3個(gè)方孔和由直線、圓弧組成的輪廓外形，因包含了沖孔、彎曲等工序。零件兩耳上的橢圓孔為安裝孔，需待彎曲成形結(jié)束后再?zèng)_壓較為合理；29個(gè)φ2mm孔的凸模較細(xì)小，考慮到凸模強(qiáng)度，因此，凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成階梯式[8]。</p>

43、<p><b>　　2.3 沖裁方案</b></p><p>　　方案一：先沖孔再?gòu)澢?采用單工序生產(chǎn)；</p><p>　　方案二：采用沖孔落料彎曲復(fù)合模生產(chǎn)；</p><p>　　方案三：先沖孔再?gòu)澢?采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)；</p><p>　　方案四：先彎曲再?zèng)_孔 采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。</p>&l

44、t;p><b>　　2.4 方案比較</b></p><p>　　方案一：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但需要兩道工序，兩副模具，成本相對(duì)較高，生產(chǎn)效率低，質(zhì)量大打折扣，達(dá)不到所需的要求。故而不選此方案。</p><p>　　方案二：復(fù)合模具生產(chǎn)的制件精度高，效率也高，但是該制件的凸凹模布置緊湊，不易布置其他制件。</p><p>　　方案三：

45、條料在級(jí)進(jìn)模中，一次完成兩個(gè)乃至十幾個(gè)沖壓工序。它與復(fù)合模主要區(qū)別在于，條料是在凹模的不同位置上完成不同的沖壓工序，因而形成沖裁的連續(xù)生產(chǎn)。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)效率高，而且適用于自動(dòng)送料。采用該模具，制件精度能達(dá)到要求，并且生產(chǎn)量也可滿足要求。</p><p>　　方案四：方案四和方案三相比，一個(gè)先沖孔再?gòu)澢?，一個(gè)先彎曲再?zèng)_孔，若按方案四來，先彎曲再?zèng)_孔會(huì)導(dǎo)致沖孔時(shí)受力不在同一平面，影響模具壽命，故而采用方案三更好。<

46、;/p><p>　　2.5 零件排樣與步距設(shè)計(jì)</p><p>　　級(jí)進(jìn)模的排樣是指制件（一個(gè)或多個(gè)）在條料上分幾個(gè)工位沖制的布置方法。排樣不同，材料的利用率、制件的尺寸精度、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與制造復(fù)雜程度、模具使用壽命長(zhǎng)短等都不同。所以排樣作為級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的重要步驟，不僅必不可少，而且作用很大。它是多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)的重要依據(jù)，是設(shè)計(jì)模具圖之前要做完的一件大事。當(dāng)排樣圖確定之后，也就確定了如下

47、內(nèi)容[9]。</p><p>　　制件在模具中沖制順序，即制件上的各部分，哪些被先沖，哪些被后沖。</p><p>　　模具上共有幾個(gè)工位。</p><p>　　模具的每個(gè)工位工序性質(zhì)是什么，即每個(gè)工位的沖壓內(nèi)容。</p><p>　　沖壓一次能出幾件，即制件的排樣排列形式是單排、雙排和多排。</p><p>　　制件

48、的排樣方式，即排樣的類別，是直排、斜排、對(duì)排、混合排和沖搭邊（廢料）等。</p><p>　　排樣的裁體形式與送料方向的設(shè)定。</p><p>　　導(dǎo)料方式、浮頂器和導(dǎo)正銷的設(shè)置。</p><p>　　材料利用率的高低，不同的排樣，經(jīng)計(jì)算都可以了解到該排樣的材料利用率。</p><p>　　工位間步距大小，即相鄰兩工位之間距離的基本尺寸。&l

49、t;/p><p><b>　　步距的定位方式。</b></p><p>　　沖壓用材料的寬度、厚度、供料形式及有關(guān)要求。</p><p>　　模具基本結(jié)構(gòu)的組成與特點(diǎn)。</p><p>　　多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì)，與單工序模的排樣設(shè)計(jì)相比要復(fù)雜得多。在一副級(jí)進(jìn)模里，因沖的制件不同，各工位就有不同的沖壓工序，如沖切、一次壓彎、

50、二次壓彎、再次壓彎、壓包、壓筋、拉深等，每個(gè)工位的沖壓性質(zhì)都須遵守一定的規(guī)則，合理分布，違背了就沖不出合格制件，所以必須要求具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較高沖壓理論知識(shí)的設(shè)計(jì)人員，才能設(shè)計(jì)好排樣。排樣的設(shè)計(jì)過程中，還要善于與模具制造和模具用戶隨時(shí)交流，保持緊密合作。這樣，即使是一副工位數(shù)較多，排樣又較為復(fù)雜的級(jí)進(jìn)模，但由于考慮周密，各工位安排合理，使沖壓過程通暢無阻，模具的制造、操作使用與維修都很方便，對(duì)于這樣的排樣設(shè)計(jì)就是成功的。</p&

51、gt;<p>　　2.5.1 排樣類型</p><p>　　對(duì)于本制件而言，根據(jù)Pro/E生成的該零件的三維展開圖2-3可知，該工件呈矩形狀，可用直排法。</p><p>　　排樣是否合理，經(jīng)濟(jì)性是否好，可用材料的利用率來橫量。材料的利用率是指零件的實(shí)際面積與所用材料面積的百分比，一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率η由文獻(xiàn)[10]得：</p><p><b&

52、gt;　?。?-1）</b></p><p><b>　　式2-1中</b></p><p><b>　　A——沖裁件面積；</b></p><p>　　n——一個(gè)進(jìn)距內(nèi)沖件數(shù)目； </p><p>　　B——條料寬度（mm）；</p><p>　　h——進(jìn)距（m

53、m）。參數(shù)見表2-1，計(jì)算得η＝62.7%?？梢姡撆艠臃椒色@得較高的材料利用率，排樣如圖2-5。</p><p><b>　　圖2-5 排樣圖</b></p><p>　　表2-1 排樣計(jì)算表</p><p>　　2.5.2 搭邊和條料寬度的確定</p><p>　　搭邊是指排樣時(shí)零件之間以及零件和條料側(cè)邊之間留下的

54、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，便于送料，并能使沖模壽命提高。</p><p>　　搭邊值的大小與材料性能，零件形狀及尺寸，材料厚度，送料及擋料方式，卸料方式有關(guān)。根據(jù)文獻(xiàn)[10]表2-5得到，工件間的搭邊值為=1.8mm，側(cè)面間的搭邊值為=2mm。</p><p>　　排樣形式和搭邊值確定后條料的寬度就可以計(jì)

55、算，由于該模具采用的是級(jí)進(jìn)模，而且工步比較多，所以需要很精密的定位方式，固選用側(cè)刃定距。該模具主要的特點(diǎn)是裝有控制條料送進(jìn)距離的側(cè)刃。側(cè)刃一般安裝在沖模相應(yīng)于條料側(cè)邊的位置上。側(cè)刃橫截面的長(zhǎng)度等于步距。當(dāng)側(cè)刃從條料的側(cè)邊沖出長(zhǎng)度等于步距的長(zhǎng)度后，條料才能向前送進(jìn)一個(gè)步距。側(cè)刃定距的級(jí)進(jìn)模，定位精度較高，送料方便，生產(chǎn)效率高。</p><p>　　2.5.3 載體的選擇</p><p>　　

56、條料載體是條料在送進(jìn)過程中，經(jīng)過不斷的沖切余料，條料內(nèi)連接沖裁零件運(yùn)輸前進(jìn)的這部分材料稱為條料載體。條料載體分為雙側(cè)載體、單側(cè)載體和中間載體三個(gè)基本形式。本制件由于料薄，為了送進(jìn)平穩(wěn)，因此采用了雙側(cè)載體。本制件的載體分布如圖2-6所示。</p><p>　　圖2-6 載體分布圖</p><p>　　2.5.4 工位排布的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)工步圖的過程，也

57、就是確定模具結(jié)構(gòu)的過程。若工步圖確定了，模具的基本結(jié)構(gòu)也確定了，所以進(jìn)行工步設(shè)計(jì)時(shí)，要全方面考慮以下因素：（1）生產(chǎn)能力與生產(chǎn)批量；（2）送料方式；（3）沖壓力的平衡（壓力中心）；（4）材料利用率；（5）正確安排導(dǎo)正銷孔；（6）凹模要有足夠的強(qiáng)度；（7）載體形式；（8）空工位的確定；（9）零件從載體上切下的方式。在充分分析零件圖沖裁及彎曲特點(diǎn)的基礎(chǔ)上決定采用單排排列較為合理，工步如圖2-7所示。工序?yàn)椋海?）切側(cè)刃、沖工藝孔及沖孔；（2

58、）沖孔；（3）沖孔；（4）切兩耳朵廢料；（6）切中部廢料；（7）彎曲；（8）沖孔；（9）落料[11]。</p><p><b>　　圖2-7 工步圖</b></p><p>　　至此對(duì)零件的工藝進(jìn)行了分析，確定了工藝方案和送料方式。然后進(jìn)行下一步模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有關(guān)計(jì)算。</p><p><b>　　級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)</b>&l

59、t;/p><p>　　級(jí)進(jìn)模又稱跳步模，它是在一副模具內(nèi)，按所加工的零件，分為若干個(gè)等距離工位，在每個(gè)工位上設(shè)置一定的沖壓工序，完成沖壓零件的某部分加工。級(jí)進(jìn)模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，配合高速?zèng)_床，實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化作業(yè)，能使沖壓生產(chǎn)效率大幅度提高[3]。</p><p><b>　　3.1 成形力計(jì)算</b></p><p>　　為了合理設(shè)計(jì)模具和正確

60、選用壓力機(jī)，就必須計(jì)算總成型力。</p><p>　　3.1.1 沖裁力的計(jì)算</p><p>　　沖裁力的選擇壓力機(jī)的主要依據(jù)，也是設(shè)計(jì)模具的必須的數(shù)據(jù)。</p><p>　　對(duì)于普通平刃口的沖裁，其沖裁力F可按式3-1計(jì)算[10]：</p><p>　　F=KLtτ （3-1）</p&g

61、t;<p><b>　　式3-1中：</b></p><p><b>　　F—沖裁力（N）；</b></p><p>　　L—沖裁件周長(zhǎng)（mm）；</p><p>　　t—板料厚度（mm）；</p><p>　　τ—材料的抗剪強(qiáng)度（Mpa）。</p><p>&

62、lt;b>　　沖裁力：</b></p><p>　　F=Kltτ=ltbσ=（82×2+19.2×2+29×π×2+18+0.25×π×9+6+4+π×7.5）×0.4×400N=70920N</p><p>　　3.1.2 卸料力、推件力和頂件力</p><p&

63、gt;　　沖裁時(shí)材料在分離前存在著彈性變形。在一般沖裁條件下，沖裁后材料的彈性恢復(fù)使落料或沖孔廢料梗塞在凹模內(nèi)，而板料則緊箍在凸模上，為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍在凸模上的板料卸下。將梗塞在凹模內(nèi)的工件或廢料向下推出或向上頂出。從凸模上卸下板料所需的力稱卸料力F卸；從凹模內(nèi)向下推出工件或廢料所需的力稱為推件力F推；從凹模內(nèi)向上頂出工件或廢料所需的力稱為頂件力F頂。</p><p>　　F卸，F(xiàn)頂，F(xiàn)推和沖件輪

64、廓的形狀，沖裁間隙，材料種類和厚度，潤(rùn)滑情況，凹模洞口形狀等因素有關(guān)。在實(shí)際生產(chǎn)中常用以下經(jīng)驗(yàn)公式3-2計(jì)算：</p><p><b>　　F卸=K卸F</b></p><p>　　F頂=K頂F （3-2）</p><p><b>　　F推=nK推F</b></p>

65、<p><b>　　式3-2中：</b></p><p><b>　　F—沖裁力；</b></p><p><b>　　K卸—卸料力系數(shù)；</b></p><p><b>　　K推—推件力系數(shù)；</b></p><p><b>　　K頂

66、—頂件力系數(shù)；</b></p><p>　　N —梗塞在凹模內(nèi)的沖件數(shù)。</p><p>　　K卸，K推，K頂可以分別由文獻(xiàn)[10]的表3-8查取。當(dāng)沖裁件形狀復(fù)雜，沖裁間隙較小，潤(rùn)滑較差，材料強(qiáng)度高時(shí)應(yīng)取較大的值，反之則應(yīng)取較小的值。</p><p>　　K卸，K頂是選擇卸料裝置與彈頂器的橡皮或彈簧的依據(jù)，在計(jì)算沖裁所需的總沖壓力時(shí)，應(yīng)該根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的

67、具體情況考慮K卸，K推，K頂?shù)挠绊憽?lt;/p><p><b>　　如下：</b></p><p>　　卸料力 F=K卸F=70920×0.045N=3191N</p><p>　　推件力 F=K推F= 70920×0.063×4=17872N（取n為4，則凹?？湛谥北诘母叨萮=nt=1.6mm）</p>

68、<p>　　壓力機(jī)所需總壓力F=70920＋3191＋17872=91983N</p><p>　　3.1.3 彎曲力的計(jì)算</p><p>　　彎曲力的大小不僅與毛坯尺寸、材料的力學(xué)性能、凹模支點(diǎn)間的間距、彎曲半徑及凸凹模間隙等因素有關(guān)，而且與彎曲方法也有很大的關(guān)系。生產(chǎn)中常用經(jīng)驗(yàn)公式3-3進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　彎曲力由式

69、得</b></p><p>　　F2=Aq=14x61.8x100=86520N （3-3）</p><p><b>　　式3-3中：</b></p><p>　　F2——材料在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力，N；</p><p>　　A——校正部分投影面積，mm；</p>&l

70、t;p>　　查文獻(xiàn)[10]表3-4得q=100MPa。 </p><p><b>　　頂件力的計(jì)算</b></p><p>　　對(duì)于設(shè)置頂件裝置或壓料裝置的彎曲模，其頂件力（或壓料力）（或）可近似取自由彎曲力的30~80%，即</p><p>　　FD=（0.3～0.8）FZ

71、 （3-4）</p><p>　　頂件力由式3-4得：</p><p>　　FD=0.6FZ=0.6×86520N≈51912N</p><p>　　對(duì)于有彈性頂件裝置的自由彎曲壓力機(jī)噸位可按式3-5計(jì)算：</p><p>　　F2=（1.1～1.2）（Fz＋Fd） （3-5）

72、</p><p><b>　　式3-5中：</b></p><p>　　F2——壓力機(jī)公稱壓力，N。</p><p>　　則F2=（1.1～1.2）×（86520＋51912）N=（1.1～1.2）138432N，即F2=152275N</p><p><b>　　綜上所述：</b><

73、;/p><p>　　總沖壓力F=F1+F2=244258N</p><p>　　3.1.4 壓力機(jī)公稱壓力的確定</p><p><b>　　壓力機(jī)選用原則：</b></p><p>　?。?）在中小型沖壓件生產(chǎn)中，主要選用開式壓力機(jī)，因精密模具，故用固定臺(tái)的壓力機(jī)。</p><p>　?。?）對(duì)于沖

74、孔，落料等施力行程很小的沖壓工序，可直接選用公稱壓力大于或等于沖壓所需工藝力總合的壓力機(jī)。</p><p>　　首先沖床的公稱壓力應(yīng)大于計(jì)算出的總壓力；最大閉合高度應(yīng)大于沖模閉合高度+5mm；工作臺(tái)臺(tái)面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結(jié)合工廠實(shí)際，可稱用JH21-25開式固定臺(tái)壓力機(jī)[4]。并需在工作臺(tái)面上配備墊塊，墊塊實(shí)際尺寸可配制。</p><p>　　壓力機(jī)JH21-25參數(shù)

75、：</p><p>　　公稱壓力：250KN </p><p>　　滑塊行程：80mm </p><p>　　最大閉合高度：250mm </p><p>　　工作臺(tái)尺寸（前后mm×左右mm）：440×700</p><p>　　墊板尺寸（厚度mm）：50mm</p><p>

76、　　模柄尺寸（直徑mm×深度mm）：φ40×65 </p><p>　　3.2 計(jì)算壓力中心</p><p>　　沖裁模壓力中心就是沖壓合力作用點(diǎn)，沖壓時(shí)模具的壓力中心一定要與沖床滑塊的中心重合。否則滑塊就會(huì)受到偏心載荷，使模具歪斜，間隙不均，從而導(dǎo)致沖床滑塊與導(dǎo)軌以及模具的不正常磨損，降低沖床和模具的壽命。所以在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須計(jì)算出模具的壓力中心，并使其通過模柄的軸

77、線，從而保證模具壓力中心與滑塊中心重合。</p><p>　　沖裁力的大小與工件輪廓的長(zhǎng)度成正比，計(jì)算壓力中心時(shí)利用輪廓線的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于復(fù)雜工件或多凸模沖裁的壓力中心，可利用合力矩定理用計(jì)算法求得，即各分力對(duì)某坐標(biāo)軸力矩之和等于其合力對(duì)該坐標(biāo)軸的力矩。</p><p>　　設(shè)整副沖模各個(gè)凸模輪廓的周長(zhǎng)分別為P1、P2、P3……Pm，其相應(yīng)的壓力中心坐標(biāo)分別為（，）、（，）、（，）……

78、（，）[4, 10]，則整副沖模的壓力中心坐標(biāo)（，），可按式3-6求得：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　由CAD軟件計(jì)算得到x=100.73，y=45.71。圖3-1為壓力中心圖，圖中實(shí)心點(diǎn)為壓力中心點(diǎn)。</p><p><b>　　圖3-1壓力中心圖</b></p>&

79、lt;p>　　沖裁力的合力作用點(diǎn)稱為沖裁壓力中心。為了保證壓力機(jī)正常沖模和平穩(wěn)地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。如果壓力中心不在模柄軸線上，滑塊會(huì)承受偏心載荷，沖壓時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生歪斜，從而導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向裝置的不正常磨損，同時(shí)引起凸、凹模間隙不均勻，使刃口迅速變鈍，甚至造成刃口損壞，降低模具使用壽命。所以沖壓時(shí)模具的壓力中心一定要在壓機(jī)承受的偏載范圍內(nèi)[8, 12]。故在在設(shè)計(jì)時(shí)，

80、考慮把壓力中心放置于模具的幾何中心上，與模柄中心一致。</p><p>　　3.3 凸模和凹模工作部分尺寸的計(jì)算</p><p>　　對(duì)于形狀復(fù)雜或薄料的沖裁件的沖裁，為了保證凸，凹模之間一定的間隙值，一般采用配合加工，此方法是先加工好其中的一件作為基準(zhǔn)件，然后以此基準(zhǔn)件為標(biāo)準(zhǔn)來加工另一件，使他們之間保持一定的間隙。這種加工方法的特點(diǎn)是：</p><p>　　模具間

81、隙是在配制中保證的，因此不需要校核，所以以加工基準(zhǔn)件時(shí)可以適當(dāng)放寬公差，使其加工容易。</p><p>　　尺寸標(biāo)注簡(jiǎn)單，只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和公差，配制件僅標(biāo)注基本尺寸并注明配做所留間隙值。</p><p>　　對(duì)零件圖中未標(biāo)公差的尺寸，按14級(jí)精度來求，x=0.75。</p><p>　　尺寸為：不變的尺寸： </p><p>　　變大

82、的尺寸： 落料： </p><p>　　變小的尺寸：沖孔： </p><p>　　3.3.1 沖孔 </p><p>　　應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，然后配做凹模。沖孔凹模工作部分尺寸按沖孔凸模配制[13]，即保證雙面最小間隙為0.10。</p><p>　　變小的尺寸，按式3-7算：</p><p><b>

83、;　　（3-7）</b></p><p><b>　　式3-7中：</b></p><p>　　Δ：零件公差，δp：凸模公差，單位均為 mm。</p><p>　　尺寸為20+0.25時(shí)：</p><p>　　尺寸為3.50+0.1 時(shí)：</p><p>　　尺寸為4+0.30 時(shí)：&

84、lt;/p><p>　　不變的尺寸 這類尺寸可按式3-8算：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　式3-8中：</b></p><p>　　δp：凸模公差，單位均為 mm。</p><p>　　尺寸為3±0.020時(shí)：<

85、/p><p>　　尺寸為5.2±0.020時(shí)：</p><p>　　尺寸為3.7±0.020時(shí)：</p><p><b>　　3.3.2 落料</b></p><p>　　應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，然后配做凸模。</p><p>　　變大的尺寸（A類）這類尺寸就是落料基準(zhǔn)件凹模尺寸，按式

86、3-9</p><p>　　包括 ，單位均為 mm。</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　式3-9中：</b></p><p>　　Δ：零件公差 δd：凹模公差，。</p><p>　　尺寸為7 0-0.36時(shí)：</p&

87、gt;<p><b>　　尺寸為時(shí)：</b></p><p><b>　　尺寸為時(shí)：</b></p><p><b>　　尺寸為時(shí)：</b></p><p><b>　　尺寸為時(shí)：</b></p><p><b>　　尺寸為時(shí)：&l

88、t;/b></p><p><b>　　尺寸為時(shí)：</b></p><p>　　3.3.3 彎曲凸模與凹模的圓角半徑</p><p><b>　　凸模圓角半徑</b></p><p>　　彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí)，凸模角半徑rp可取彎曲件的內(nèi)彎曲半徑r，但不能小于允許的最小彎曲半徑。如

89、果r/t值小于最小相對(duì)彎曲半徑，應(yīng)先彎成較大的圓角半徑，然后再用整形工序達(dá)到要求的圓角半徑。當(dāng)彎曲件的相對(duì)彎曲半徑r/t較大且精度要求較高時(shí)凸模圓角半徑應(yīng)根據(jù)回彈值進(jìn)行修正。由于影響rmin/t的因素很多，rmin/t值的理論計(jì)算公式并不實(shí)用。所以在生產(chǎn)中主要參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定rmin/t值。由文獻(xiàn)[10]的表4-1可查得：SPCC最小相對(duì)彎曲半徑rmin/t=0.8。在保證不小于最小彎曲半徑值的前提下，當(dāng)零件的相對(duì)圓角半徑r/t較小時(shí)

90、，凸模圓角半徑取等于零件的彎曲半徑，即。</p><p><b>　　凹模圓角半徑</b></p><p>　　凹模的圓角半徑rd 不能過小，以免增加彎曲力，擦傷工件表面。對(duì)稱壓彎時(shí)兩邊凹模圓角半徑rd應(yīng)一致，否則毛坯會(huì)產(chǎn)生偏移。</p><p>　　rd值通常按材料厚度t來選取，即式3-10算</p><p>　　t=

91、0.4mm < 2mm 時(shí)</p><p>　　rd=（3～6）t （3-10）</p><p><b>　　取rd=4mm</b></p><p><b>　　彎曲模凸凹模間隙</b></p><p>　　彎曲U形時(shí)，必須選擇適當(dāng)?shù)耐拱寄ｉg隙。

92、間隙過大，會(huì)造成U形件兩邊不半徑，上寬下窄，降底工件的尺寸精度， 間隙過小，使彎曲力增大，直邊壁厚變薄，容易擦傷工作表面，加速凹模的磨損，降低凹模使用壽命，彎曲凸、凹模間隙是指單邊間隙。為了能順利地進(jìn)行彎曲，間隙值應(yīng)梢大于板料的厚度。同時(shí)應(yīng)考慮下列因素的影響，彎曲件寬度較大時(shí)，受模具制造與裝配誤差的影響，將加大間隙的不均勻程度，因此間隙值應(yīng)取大些。寬度較小時(shí)間隙值可以取小些，硬材料則應(yīng)取大些，彎曲件相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí)可以取大些。此

93、外還應(yīng)考慮彎曲件尺寸精度和板料厚度偏差的影響</p><p>　　綜上所述，按式3-11算：</p><p>　　c=（1.05～1.15）t （3-11）</p><p>　　可取c=1.1t=2.2mm。</p><p><b>　　式3-11中：</b></p>

94、<p><b>　　c—間隙系數(shù)；</b></p><p><b>　　t—板料厚度。</b></p><p><b>　　凸、凹模工作尺寸</b></p><p>　　彎曲工序中，凸、凹模的寬度尺寸根據(jù)彎曲工件的標(biāo)注方式不同，可根據(jù)下列情況分別計(jì)算。</p><p&

95、gt;　　標(biāo)注外形尺寸的彎曲件 應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，首先設(shè)計(jì)凹模的寬度尺寸。</p><p>　　①當(dāng)工件標(biāo)注成雙向偏差時(shí)：</p><p>　　凹模寬度 （3-12）</p><p>　?、诋?dāng)工件標(biāo)注成單向偏差時(shí)：</p><p>　　凹模寬度

96、 （3-13）</p><p>　　在工件標(biāo)注外形尺寸的情況下，凸模寬度應(yīng)按凹模寬度尺寸配制，并保證單邊間隙為c，即</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　標(biāo)注內(nèi)形尺寸的彎曲件 應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，首先設(shè)計(jì)凸模的寬度尺寸。</p><p>　?、佼?dāng)工件標(biāo)注成對(duì)稱偏差時(shí)</p&g

97、t;<p>　　凸模寬度 （3-15）</p><p>　?、诋?dāng)工件標(biāo)注成單向偏差時(shí)</p><p>　　凸模寬度 （3-16）</p><p>　　在工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸的情況下，凹模寬度應(yīng)按凸模寬度尺寸進(jìn)行配制，并保證單邊間隙為c，即：</p&g

98、t;<p><b>　　（3-17）</b></p><p>　　在式3-12，3-13，3-14，3-15，3-16，3-17中，</p><p>　　——彎曲凸、凹模寬度尺寸，mm；</p><p>　　——彎曲件外形或內(nèi)形基本尺寸，mm；</p><p>　　C——彎曲模單邊間隙，mm；</p&

99、gt;<p>　　——彎曲件尺寸公差，mm；</p><p>　　——凸、凹模制造公差，一般?。?/3～1/4）Δ。</p><p>　　由于工件標(biāo)注在外形上，因此以凹模為基準(zhǔn)，先計(jì)算凹模寬度尺寸，由彎曲件圖可以看出彎曲件標(biāo)注外形尺寸，且彎曲件未標(biāo)注尺寸公差，則按未按公差I(lǐng)T14級(jí)來處理，查表得彎曲件公差Δ=0.62mm，凹模制造公差，選用IT8級(jí)精度=0.039mm，凸模制

100、造公差，選用IT7級(jí)精度=0.025mm。</p><p>　　凹模寬度：=mm=mm</p><p>　　凸模寬度：=mm=mm </p><p>　　3.4 凹模外形尺寸確定</p><p>　　凹模的外形尺寸一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證凹模有足夠的強(qiáng)度和剛度。凹模的厚度還應(yīng)考慮修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料

101、的厚度和沖材件的最大外形尺寸來確定的。該凹模的外形為矩形[10]。</p><p>　　凹模厚度 H=Kb （≥15mm） （3-18）</p><p>　　凹模壁厚 c=（1.5～2）H（≥30～40mm） （3-19）</p><p>　　式3-18，3-19中：</p>

102、;<p>　　b—沖裁件的最大外形尺寸；</p><p>　　K—系數(shù)，考慮板料厚度的影響。</p><p>　　查文獻(xiàn)[10]表2-9： </p><p><b>　　K取0.2mm；</b></p><p>　　H=Kb（≥15mm）（其中b=88mm）；</p>&l

103、t;p><b>　　H取24mm；</b></p><p>　　c=（1.5～2）H（ ≥30～40mm）=（1.5～2）×24=30～40mm；</p><p>　　根據(jù)本次需要 c取30mm。</p><p>　　故根據(jù)工序排樣圖排步情況，凹模的平面外形尺寸至少為：</p><p>　?。?7

104、6+2×30）×（88+2×30） mm = 236×146mm（長(zhǎng)×寬）</p><p>　　凹模一般采用螺釘和銷釘固定。螺釘和銷釘?shù)臄?shù)量、規(guī)格及它們的位置根據(jù)凹模的大小，在標(biāo)準(zhǔn)的典型組合中查得。位置可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要作適當(dāng)調(diào)整。螺孔、銷孔之間以及它們到模板邊緣尺寸，滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的要求。凹模洞孔軸線應(yīng)與凹模頂面保持垂直，上、下平面應(yīng)保持平行。型孔的表面有表面粗糙度的

105、要求Ra＝0.8～0.4μm。凹模材料選擇與凸模一樣，但熱處理后的硬度應(yīng)略高于凸模。選擇凹模周界為250×160mm的標(biāo)準(zhǔn)模板[11]。而凹模的具體形式、尺寸和材料要求會(huì)在后面的模具總體設(shè)計(jì)中全盤考慮后得出。</p><p><b>　　3.5 模架的選取</b></p><p>　　根據(jù)主要工作部分尺寸以及其結(jié)構(gòu)，參照有關(guān)資料，選用矩形模座4導(dǎo)柱模架。模座

106、的長(zhǎng)度尺寸應(yīng)比凹模的長(zhǎng)度尺寸大40～70mm，其寬度可以與凹模相同，還應(yīng)使下模座的尺寸比沖床漏料孔的尺寸每邊大40～50mm以上[1, 8, 9]。</p><p>　　下模座尺寸為：長(zhǎng)度，寬度和厚度：315×315×40（mm）材料為HT200。</p><p>　　上模座尺寸為：長(zhǎng)度，寬度和厚度：315×315×50（mm）材料為HT200。&l

107、t;/p><p>　　導(dǎo)柱選A50×260 A型導(dǎo)柱，材料為20鋼。</p><p>　　導(dǎo)套選A50×140×50 A型導(dǎo)套，材料為20鋼。</p><p>　　導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度為0.8~1.2mm，硬度為58~62HRC。</p><p>　　上下模的導(dǎo)向，在凸模與凹模開始作用前，或壓料板接觸

108、到制件前就應(yīng)充分合上，以確保導(dǎo)向在沖壓工作開始時(shí)即已發(fā)揮正常的作用。導(dǎo)柱與模座配合按H7/h6配合。</p><p>　　模具的閉合高度是指當(dāng)模具的上模在最低工作位置時(shí)，下模座底面到上模座頂面的距離。根據(jù)上述確定的方案及各步計(jì)算結(jié)果可以算出模具閉合高度[4]：</p><p>　　H=H+H+H+H+H+H +H+H+H（3-20）</p><p>　　=40+10

109、+24+10+24+0.4+24+10+50</p><p><b>　　=191.4mm</b></p><p>　　由于壓力機(jī)JH21-25的最大閉合高度為250mm，大于模具閉合高度，故而選擇此壓力機(jī)合格。</p><p>　　3.6 模具的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　多工位級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)隨著制件的形狀和要求不同而

110、變化，但基本結(jié)構(gòu)所包含的內(nèi)容是相同的。在分析、計(jì)算的基礎(chǔ)上，即可進(jìn)行模具總體設(shè)計(jì)。一般先畫結(jié)構(gòu)草圖，并初步算出模具的閉合高度，概略地定出模具外形尺寸。此時(shí)，可對(duì)各部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定大致方案，這些步驟是緊密相連地，相互結(jié)合、相互補(bǔ)充，以確定最佳方案。一般情況下，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，同時(shí)考慮對(duì)部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，先后次序不是絕對(duì)的。</p><p>　　通過零件的工藝性分析、沖壓工藝方案的確定、模具零件工作部分的計(jì)算，

111、可初步確定級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.6.1 凸、凹模設(shè)計(jì)</p><p><b>　　凸、凹模設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　凸、凹模必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，凸、凹模的剛度和強(qiáng)度，比起單工序模要更為重要。這是由于多工位級(jí)進(jìn)模一般都是在高速的連續(xù)沖壓狀態(tài)下工作的，振動(dòng)比較大，凸、凹模的磨損比一般模具大得多。凸、凹模工作過

112、程中受力狀況也比較復(fù)雜，不均勻、不垂直、不對(duì)稱、偏載等特點(diǎn)，在級(jí)進(jìn)模上是常見的事，所以凸、凹模很容易受到損壞。</p><p>　　對(duì)于工位級(jí)進(jìn)模凸、凹模而言，增加強(qiáng)度，提高剛性由為重要。例如選用強(qiáng)度比較好的合金鋼，并合理安排熱處理。必要時(shí)用硬質(zhì)合金，保持凸、凹模有足夠的硬度和耐磨性，保證凸、凹模經(jīng)得住使用。在條件許可的情況下，適當(dāng)縮短凸模長(zhǎng)度，增加凹模的厚度和對(duì)凸、凹模采用合理的結(jié)構(gòu)等，都是增加模具剛度和強(qiáng)度的

113、有效措施。</p><p>　　多工位級(jí)進(jìn)模中的凸、凹模要經(jīng)得住在高速，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)沖壓工作狀態(tài)下的考驗(yàn)。因此，要求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維修方便。一般情況下，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)薄弱的地方，容易損壞，損壞后就得修理或更換新的。如果凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得比較復(fù)雜，必然制造困難，加工周期長(zhǎng)，不僅直接增加模具成本，還會(huì)延誤正常生產(chǎn)。所以凸、凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維修方便也是衡量結(jié)構(gòu)好壞的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。</p>&l

114、t;p><b>　　凹模的結(jié)構(gòu)形式</b></p><p>　　凹模是沖模中其直接形成沖件作用的凹形零件。為了落料方便選用直壁式的刃口形式。該刃口強(qiáng)度好，刃磨后工作部分尺寸不變。凹模通常有整體式和鑲套式。因?yàn)榫€切割機(jī)床的普及，采用整體式凹模結(jié)構(gòu)使模具制造簡(jiǎn)單、制作周期短，并且由于凸模固定板、卸料板、凹?？梢杂猛怀绦蚨ㄎ?、切割，因而可以保證相對(duì)位置的精度，便于裝配。決定采用整體式凹模結(jié)

115、構(gòu)，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機(jī)床加工。凹模各區(qū)均有廢料漏出，漏料孔處的刃口厚度均為3mm。安排凹模在模架上的位置時(shí)要根據(jù)計(jì)算壓力中心的數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。凹模與下模座采用螺釘和銷釘固定。凹模材料為Cr12，其厚度選取要考慮到有足夠的彎曲的厚度，選取凹模厚度取24mm，根據(jù)板料的寬度，選取凹模邊界尺寸為 250×150mm[14]。</p><p><b>　　凹模強(qiáng)度校核：<

116、;/b></p><p>　　根據(jù)凹模為矩形，其強(qiáng)度校核公式由文獻(xiàn)[15]得：</p><p>　　＝225MPa （3-21）</p><p><b>　　式3-21中：</b></p><p><b>　?。瓫_裁力（N）；</b></p><p&

117、gt;　　－彎曲應(yīng)力的計(jì)算值（MPa）；</p><p>　　－許用彎曲應(yīng)力（MPa），對(duì)于材料Cr12；</p><p>　　其中＝（300～490）MPa；</p><p>　　H－凹模厚度（mm）。</p><p>　　因?yàn)閺澢鷳?yīng)力的計(jì)算值小于材料的許用彎曲應(yīng)力值，故凹模強(qiáng)度滿足要求。凹模的三維圖如下圖3-2所示。</p>

118、<p><b>　　圖3-2 凹模板</b></p><p><b>　　凸模結(jié)構(gòu)及固定方式</b></p><p>　　凸模長(zhǎng)度L為凸模固定板、卸料板厚度、導(dǎo)料板之和加附加長(zhǎng)度。其中凸模附加長(zhǎng)度為18mm，取長(zhǎng)度L為62mm。</p><p>　　由于該零件上有需要加工很多小孔，為了保證凸模強(qiáng)度，材料選用Cr