多向固定支架冷沖壓工藝及級進模設計論文[帶圖紙]

1、<p><b>　　編號</b></p><p><b>　　無錫太湖學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目： 多向固定支架冷沖壓工藝及級進模設計 </p><p>　　信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)<

2、;/p><p>　　學 號： 　　　　　　　</p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： ?。毞Q：副教授）</p><p>　?。毞Q： ）</p><p>　　2013年5月25日</p><p>　　無錫太湖學院本科畢業(yè)設

3、計（論文）</p><p><b>　　誠 信 承 諾 書</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 多向固定支架冷沖壓工藝及級進模設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。</p>

4、<p>　　班 級： 機械95 </p><p>　　學 號： </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　2013 年 5 月 25 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本模具采

5、用切廢料方式進行沖裁，故模具結構采用沖孔、導正、彎曲、切斷的工序設計，排樣采用單排橫排排列。并采用正裝方式設計模具結構，即凹模裝在下模部分，凹模采用浮動方式，并裝有內部小導柱。首先為了正確控制送料步距采用單側側刃定距，在主要位置采用導正銷導正精確定位。由于料很薄，沖壓速度較快，卸料采用彈性卸料結構，建議彈性材料采用彈簧。廢料采用在凹模（下模）向下推出，產品自動向下落下。帶料采用自動左右送料裝置。</p><p>

6、　　經過詳細分析和計算最終排樣方案為：側刃切邊，沖導正孔，沖2個非圓孔（廢料），沖5個非圓孔（廢料），沖2個非圓孔（廢料），成形，中間向下彎曲，向上彎曲，最后切斷。</p><p>　　關鍵詞：多向固定支架；沖壓工藝；排樣；級進模</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The die used to cut

7、waste by punching, punching die structure, guide, bending, cutting process design, arranged in a single row of horizontal nesting. And dress design the die structure die mounted on the lower die part, to die with floatin

8、g and equipped with a small internal guide post. First order to properly control the feeding step away from the unilateral side of the blade fixed pitch in the main location pilots to precise positioning. The faster the

9、material is thin, stamping, elastic Stri</p><p>　　After a detailed analysis and calculation of the final nesting program: the side edge trimming, pierced pilot hole, punch two non-circular hole (waste), red

10、five non-round hole (waste), two non-circular hole punch (waste) , forming the intermediate bent downwardly bent upwardly, and finally cut.</p><p>　　Key words:Multi-directional mounting bracket;Stamping proc

11、ess;Nesting;Progressive die</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要II</b></p><p>　　AbstractIII</p><p><b>　　目 錄V</b></p><

12、;p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 本課題的研究內容和意義1</p><p>　　1.2 國內外發(fā)展狀況2</p><p>　　1.3本課題應達到的要求3</p><p>　　2 沖壓工藝設計4</p><p>　　2.1 沖壓件簡介4</p&

13、gt;<p>　　2.2 沖壓的工藝性分析5</p><p>　　2.3 沖壓工藝方案的確定7</p><p>　　2.3.1 沖壓模具類型7</p><p>　　2.3.2 沖壓工藝分析和計算7</p><p>　　3 多向固定支架連續(xù)模設計10</p><p>　　3.1 模具結構10&l

14、t;/p><p>　　3.2 確定其搭邊值10</p><p>　　3.3 確定排樣圖11</p><p>　　3.3.1 送料步距與帶料寬度11</p><p>　　3.3.2 排樣方案13</p><p>　　3.4 材料利用率計算13</p><p>　　3.5 凸、凹模等刃口尺寸的

15、確定14</p><p>　　3.5.1 側刃凸、凹模刃口尺寸計算14</p><p>　　3.5.2 導正孔凸、凹模刃口尺寸計算14</p><p>　　3.5.3 梯形廢料凸、凹模刃口尺寸計算15</p><p>　　3.5.4 矩形廢料Ⅰ凸、凹模刃口尺寸計算17</p><p>　　3.5.5 矩形廢料

16、Ⅱ凸、凹模刃口尺寸計算18</p><p>　　3.5.6 矩形廢料Ⅲ凸、凹模刃口尺寸計算19</p><p>　　3.5.7 矩形廢料Ⅳ凸、凹模刃口尺寸計算20</p><p>　　3.5.8 方形廢料凸、凹模刃口尺寸計算21</p><p>　　3.5.9 成形凸、凹模刃口尺寸計算22</p><p>　

17、　3.5.10 向下彎曲凸、凹模刃口尺寸計算23</p><p>　　3.5.11 U型彎曲凸、凹模刃口尺寸計算23</p><p>　　3.5.12 切斷凸、凹模刃口尺寸計算25</p><p>　　3.6 沖壓力計算26</p><p>　　3.6.1 沖孔部分沖壓力26</p><p>　　3.6.2

18、側刃沖壓力27</p><p>　　3.6.3 成形部分沖壓力28</p><p>　　3.6.4 向下彎曲部分沖壓力28</p><p>　　3.6.5 U型彎曲部分沖壓力28</p><p>　　3.6.6 切斷部分沖壓力29</p><p>　　3.6.7 總沖壓力29</p><

19、p>　　3.7 壓力機選用29</p><p>　　3.8 壓力中心計算30</p><p>　　3.9 模具主要零部件的結構設計31</p><p>　　3.9.1 凹模結構及設計31</p><p>　　3.9.2 卸料板設計33</p><p>　　3.9.3 凸模固定板設計33</p&g

20、t;<p>　　3.9.4 凸模墊板設計34</p><p>　　3.9.5 凹模墊板設計35</p><p>　　3.9.6 側刃的結構設計35</p><p>　　3.9.7 導正孔凸模結構設計36</p><p>　　3.9.8 梯形凸模結構設計37</p><p>　　3.9.9 矩形凸

21、模Ⅰ結構設計37</p><p>　　3.9.10 矩形凸模Ⅱ結構設計38</p><p>　　3.9.11 矩形凸模Ⅲ結構設計39</p><p>　　3.9.12 矩形凸模Ⅳ結構設計39</p><p>　　3.9.13 方形凸模結構設計40</p><p>　　3.9.14 成形凸模結構設計41<

22、;/p><p>　　3.9.15 向下彎曲凸模結構設計41</p><p>　　3.9.16 U型彎曲凸模結構設計42</p><p>　　3.9.17 切斷凸模結構設計43</p><p>　　3.9.18 前側導板設計43</p><p>　　3.9.19 后側導板設計44</p><p&

23、gt;　　3.9.20 U型彎曲凹模鑲塊設計44</p><p>　　3.9.21 承料板設計45</p><p>　　3.10 標準件確定46</p><p>　　3.10.1 模架確定46</p><p>　　3.10.2 上模螺釘確定47</p><p>　　3.10.3 上模銷確定47</p&

24、gt;<p>　　3.10.4 下模螺釘確定47</p><p>　　3.10.5 下模銷確定47</p><p>　　3.10.6 卸料螺釘確定47</p><p>　　3.10.7 卸料彈簧設計47</p><p>　　3.10.8 凹模浮頂彈簧設計48</p><p>　　3.10.9 凹

25、模浮動卸料螺釘確定48</p><p>　　3.10.10 彎曲彈頂彈簧設計48</p><p>　　3.10.11 側刃固定螺釘確定49</p><p>　　3.10.12 U型彎曲凸模固定螺釘確定49</p><p>　　3.10.13 小導柱確定49</p><p>　　3.10.14 凹模上小導套確定

26、49</p><p>　　3.10.15 卸料板上小導套確定49</p><p>　　3.10.16 導料板固定螺釘確定49</p><p>　　3.10.17 導料板銷確定49</p><p>　　3.10.18 側刃擋塊設計49</p><p>　　3.11 模具閉合高度、校驗壓力機50</p&g

27、t;<p>　　4 結論與展望51</p><p><b>　　4.1結論51</b></p><p>　　4.2不足之處及未來展望51</p><p><b>　　致 謝53</b></p><p><b>　　參考文獻54</b></p>

28、;<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 本課題的研究內容和意義</p><p>　　本次設計是在我們學完了大學的全部基礎課，技術基礎課以及專業(yè)課之后而進行。此次的設計是對大學期間所學各課程及相關的應用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練。該零件的生產離不開模具，只有高效、精密、長壽命的模具才能生產出低

29、成本，高品質的產品。本次畢業(yè)任務研究該零件的成形工藝并進行模具設計。</p><p>　　沖壓是利用安裝在沖壓設備上的模具對材料進行施加壓力，使其產生分離或塑性變形。從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓通常是指在常溫下對材料進行冷變形加工，主要采用板料加工所需零件。所以也叫冷沖壓和板料沖壓。沖壓是材料壓力加工和塑性加工的方法之一。隸屬于材料成型技術。</p><p>　　沖壓所用的模具

30、稱作沖模，簡稱沖模，沖模是將材料批量加工所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要。沒用符合條件的沖模批量生產沖壓就難以進行，沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法進行。沖壓工藝與模具沖壓設備和沖壓材料夠成沖壓加工的三要素。只有相互結合才能沖出壓件。與機械加工及塑性加工相比沖壓技術無方面方面還是經濟都有獨特的優(yōu)勢特點。主要表現如下：</p><p>　　1、沖壓加工效率高，操作方便，易于實現機械化和自動化。這是應為沖

31、壓是依靠沖壓和機械設備來完成的普通壓力機的行程次數每分鐘可達幾十次，高速壓力機每分鐘可達成百上千次。</p><p>　　2、沖壓時由于模具保證了尺寸和形狀精度。一般不破壞沖壓件的質量，而模具的壽命一般較長，沖壓質量穩(wěn)定，互換性好。</p><p>　　3、沖壓可加工尺寸范圍較大的和形狀較復雜的零件如小到鐘表秒表大到汽車重梁和覆蓋件等，加上沖壓效果的冷變形硬化效果，沖壓件的強度和剛度較高。

32、</p><p>　　4、沖壓一般沒有切削廢料生成，材料消耗較少，并不需其他加熱設備，因而是一種省料節(jié)能的加工方法。</p><p>　　但是沖壓加工所用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需模具才能完成，模具制造的精度要高技術要求高，是技術密集型產品。所以只有批量比較大的時候沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現出來。從而獲得較好經濟效益。</p><p>　　沖壓模具是沖

33、壓生產必不可少的工藝裝備，是技術密集型產品。沖壓件的質量、生產效率與生產成本等與模具的設計和制造有直接關系。模具設計與制造的技術水平的高低，是衡量一個國家產品制造技術水平高低的重要標志之一，在很大程度上決定著產品的質量、效益以及新產品的開發(fā)能力。通過對此課題的研究主要掌握機械工藝模具設計的一般方法與基本工序。鞏固模具設計與模具制造工藝等專業(yè)理論知識在生產中的應用；并靈活應用CAD、Pro/E等繪圖軟件來進行模具設計；懂得如何獲得資料、手

34、冊查閱。培養(yǎng)自己綜合應用理論知識去解決分析實際問題，提高自己的創(chuàng)造力。使我們學生找到自己的不足，同時在檢閱資料是了解到本國模具行業(yè)與國外發(fā)達國家的一些差距，從而找到努力方向，以此激勵自己努力學習、天天向上，為自己所從事的事業(yè)做出貢獻。</p><p>　　1.2 國內外發(fā)展狀況</p><p>　　模具工業(yè)是國民經濟的重要基礎工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高精密

35、集型產品，也是高新技術產業(yè)化的重要領域，其技術水平的高低已經成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。</p><p>　　20世紀80年代以來，國民經濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時為模具的發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關注?！澳＞呤枪I(yè)生產的基礎工藝裝備”已經取得了共識。目前，中國有1

36、7000多個模具生產廠點，從業(yè)人數約50多萬。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨資企業(yè)和私營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機構和院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。&l

37、t;/p><p>　　目前我國模具生產總量已居世界第三，但是制造水平總體上比德、美等國家落后許多，也比韓國、新加坡等國落后而且國內模具市場過早陷入了價格戰(zhàn)的誤區(qū)，還缺乏自主創(chuàng)新的能力，尤其缺乏誠信可靠的市場體系。據報道，約有65%的歐洲客戶認為中國模具價格雖低但質量存在問題。</p><p>　　產品質量不高。國內模具生產商工藝條件參差不齊，差距很大?，F代模具行業(yè)早已走出以手工制模的時代，進入

38、了數字化時代，實現了無圖化生產，靠計算機設計，通過計算機輸入數據加工制作模具。我國不少廠家由于設備不配合，很多工作以來手工完成，嚴重影響了精度很質量。標準化水平不高。模具是專用成形工具產品，雖然個性化強，但也是工業(yè)產品，所以標準化十分重要。模具標準化工作主要包括模具技術標注的制訂與執(zhí)行、模具標準件的生產和應用以及有關標準的宣傳、貫徹和推廣等工作。中國模具標準化工作起步較晚，加之宣傳、貫徹和推廣工作力度小，因此模具標準化落后于生產。更落后

39、于許多工業(yè)發(fā)達的國家。貫徹模具標準，采用模具標準件，不但能有效提高模具質量，而且能降低模具生產成本及打打縮短模具生產周期。隨著工業(yè)產品多品種、小批量、個性化、快周期生產的發(fā)展，為了提高市場經濟中得快速應變能力和競爭能力，在模具生產周期愈來愈重要的今天，模具標準化的意義更為重大。</p><p>　　其他還有一些問題，比如缺乏相關人才、面對外資企業(yè)的挑戰(zhàn)以及缺乏自主品牌等。</p><p>

40、　　我國模具將來大體發(fā)展方向應該如下：</p><p>　　1）模具結構日趨大型，精密，復雜及壽命日益提高；</p><p>　　2）CAD/CAE/CAM技術在模具設計中的大量應用；</p><p>　　3）快速經濟制模技術的推廣應用；</p><p>　　4）新技術在模具設計制造中的推廣應用；</p><p>　　

41、5）提高模具標準化水平和標準件的使用率；</p><p>　　6）開發(fā)優(yōu)質模具材料和先進表面處理技術；</p><p>　　7）高速削銑在模具中的推廣應用；</p><p>　　8）研究和應用模具的高速測量技術和逆向工程；</p><p>　　9）開發(fā)成型新工藝和新模具，培養(yǎng)新理念和新模式。</p><p>　　1.3

42、 本課題應達到的要求</p><p>　　此次設計主要是圍繞多項固定支架模具設計展開的，運用落料、沖孔、彎曲等沖壓飛、工序設計冷沖壓成形復合模具。通過近期事件查閱資料和畢業(yè)調研，我對本課題的主要設計意圖有了一定的了解，認真分析了要完成的設計任務。本課題要解決的關鍵問題主要包括以下三點：</p><p>　　1. 對零件進行工藝分析，進行沖壓工藝方案和模具結構方案設計；</p>

43、<p>　　2. 對復合沖壓模具零部件工藝參數進行參數選擇及驗算；</p><p>　　3. 確定冷沖壓加工工藝方案，繪制復合沖壓模具裝配圖和零件圖。</p><p>　　對于上述關鍵問題，雖然處理起來比較困哪，但自己也要一步步解決。本課題需要運用機械、材料成形、冷沖壓模具、CAD、Pro/E等畫圖軟件的知識，需要相當廣闊的知識面和較高的專業(yè)水平。具體的解決方法包括以下幾個方面

44、：</p><p>　　1. 在課題研究初期，我借閱了大量有關冷沖壓模具設計制造方面的書籍，同時在網上搜索了大量關于冷沖壓模具的資料與論文。并結合課題要求，有針對性的摘抄了一定的讀書筆記。</p><p>　　2. 深入工廠進行課題調研，了解模具設計時間工作中需要考慮的問題。虛心向工人師傅們請教本課題中遇到的不解之處，為以后的設計提供資料和積累寶貴經驗，避免走不必要的彎路。同時，虛心向老師

45、請教設計過程中遇到的問題。</p><p>　　3. 通過所學知識和大量查閱資料對零件進行工藝分析和工藝參數計算，根據零件所需冷沖壓工序設計出復合沖壓模具。</p><p><b>　　2 沖壓工藝設計</b></p><p><b>　　2.1 沖壓件簡介</b></p><p>　　形狀和尺寸如

46、下圖所示。材料為08F，板材厚度0.5mm。</p><p><b>　　零件圖如下：</b></p><p><b>　　圖2.1 零件圖</b></p><p>　　表2-1 沖裁和拉深件未注公差尺寸的偏差[1]</p><p>　　查表2-1沖裁和拉深件未注公差尺寸的偏差（即參考文獻[1]，P

47、217頁，表8-18 沖裁和拉深件未注公差尺寸的偏差），得各尺寸的偏差，各尺寸帶偏差后的尺寸如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 帶偏差的零件圖</p><p>　　2.2 沖壓的工藝性分析</p><p>　　沖壓工藝分析主要考慮產品的沖壓成形工藝，最主要的是包括技術和經濟兩方面內容。在技術方面，根據產品圖紙，主要分析零件的形狀特點、尺寸大小、精度要求和

48、材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求；在經濟方面，主要根據沖壓件的生產批量，分析產品成本，闡明采用沖壓生產可以取得的經濟效益。因此工藝分析，主要是討論在不影響零件使用的前提下，能否以最簡單最經濟的方法沖壓出來。</p><p>　　1.影響沖壓件工藝性的因素很多，從技術和經濟方面考慮，主要因素：</p><p>　?、俟ぜ饕且詮澢鸀橹?，部分成形。</p><p>

49、;　?、诠ぜ归_后外形為平板形狀，適宜沖裁工件。</p><p><b>　?、酃ぜ]有懸壁。</b></p><p>　?、懿牧蠟槠胀ㄌ妓劁?8F，是常見的沖壓材料。</p><p>　　⑤工件尺寸要求不是很高，尺寸未注公差按IT14級處理。</p><p>　?、奚a批量。一般來說，大批量生產時，可選用連續(xù)和高效沖壓

50、設備，以提高生產效率；中小批量生產時，常采用簡單?；驈秃夏＃越档湍＞咧圃熨M用。</p><p>　　綜上所述，此工件適宜沖裁。</p><p>　　2.本沖壓件工藝分析如下：</p><p>　?、賵D形分析　形狀較復雜，展開后相對不是很復雜，主要是落料、沖孔、彎曲、成形。</p><p>　?、诔叽绶治觥〕叽绻钜笠话?，未注公差尺寸均取I

51、T14級。</p><p>　?、鄄牧?8F，是常見的沖裁材料。</p><p>　　零件用的是厚0.5mm的08F鋼。</p><p>　　08F鋼為極軟的碳素鋼，強度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時效敏感性，淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強度低的深沖壓或深拉延

52、的覆蓋零件和焊接構件。</p><p><b>　　1）化學成份：</b></p><p>　　碳 C ：0.05～0.11</p><p>　　硅 Si：≤0.03</p><p>　　錳 Mn：0.25～0.50</p><p>　　硫 S ：≤0.035</p><p&g

53、t;　　磷 P ：≤0.035</p><p>　　鉻 Cr：≤0.10</p><p>　　鎳 Ni：≤0.30</p><p>　　銅 Cu：≤0.20</p><p><b>　　2）力學性能：</b></p><p>　　抗拉強度σb(MPa)：275~383MPa</p>

54、<p>　　屈服強度σs(MPa)：177MPa</p><p>　　伸長率δ5(％)：32</p><p>　　斷面收縮率 ψ(％)：≥60</p><p>　　硬度：未熱處理，≤131HB</p><p>　　試樣尺寸：試樣尺寸為25mm</p><p>　　3）熱處理規(guī)范及金相組織：</p>

55、<p>　　熱處理規(guī)范：正火930℃，≤30min，空冷。</p><p>　　金相組織：鐵素體+極少量珠光體。</p><p>　　表2.1 黑色金屬的力學性能[2]</p><p>　?、芘俊∫荒晟a30萬件是批量生產。</p><p>　?、輿_壓工序　落料、沖孔、彎曲、成形。</p><p>&l

56、t;b>　?、逈_裁間隙</b></p><p>　　根據料厚t=0.5，再查表2-2沖裁模初始雙面間隙（即參考文獻[3]，P20頁，表2-10），得：</p><p>　　雙面間隙Z＝0.040～0.060mm。</p><p>　　表2-2 沖裁模初始雙面間隙Z[3]</p><p>　　2.3 沖壓工藝方案的確定<

57、/p><p>　　2.3.1 沖壓模具類型</p><p>　　經過對沖壓件的工藝分析后，結合產品進行必要的工藝計算，并在分析沖壓工藝，工序順序組合方式的基礎上，提出各種可能的沖壓分析方案。</p><p>　　方案一：單工序模。模具結構簡單，落料和沖孔可以生產出工件，需要兩副模具，由于一年需生產30萬件工件，數量大，生產效率低于實際生產需求。故不能采用單工序模。<

58、;/p><p>　　方案二：復合模。本產品工序太多，不能采用一副復合模完成。</p><p>　　方案三：連續(xù)模。連續(xù)模的優(yōu)點：能實現沖壓自動化，日產量非常高，滿足一年生產30萬件的生產要求?？晒?jié)省勞動力成本，能保證工件的位置精度和工件的質量；連續(xù)模的缺點：模具結構復雜，制造成本高，模具調試難度大，制造周期長，通常材料率很低，必須批量非常大，否則產品成本很高。</p><p

59、>　　因此綜合考慮工藝和模具設計的可行性，產品質量，生產周期，產品批量，節(jié)省成本等因素，采用方案三。</p><p>　　2.3.2 沖壓工藝分析和計算</p><p>　　主要成形工藝：彎曲、沖孔、成形和落料或切斷，其中彎曲有兩處，外側比較大的是U型彎曲，需作展開計算，中間小的彎曲成30°也需展開計算。成形部分比較淺，不需展開計算，落料或切斷有后續(xù)工序再計算，下面針對兩處

60、彎曲進行展開計算。</p><p>　　一、外側彎曲展開計算</p><p>　　U型彎曲的內側圓角半徑為0.5mm，查表2-3最小彎曲圓角半徑的數值（參考文獻[3]，P81頁，表達式3-1 最小彎曲圓角半徑的數值），得08鐵：垂直碾壓方向為0.1t，平行碾壓方向為0.4t，由于08F鋼性能優(yōu)于08鋼，故可以借用。</p><p>　　所以，0.4t=0.4

61、5;0.5=0.2<0.5</p><p>　　故，彎曲半徑都合理。</p><p>　　表2-3 最小彎曲圓角半徑的數值</p><p>　　1．圓弧展開尺寸計算</p><p>　　查參考文獻[3]，P87頁，得中性層半徑計算公式：</p><p><b>　?。?-1）</b><

62、/p><p>　　式中：——為中性層半徑</p><p>　　r——為彎曲內側半徑，mm</p><p>　　χ——為中性層位移系數</p><p>　　t——為材料厚度，mm</p><p>　　已知：r=0.5，t=0.5，r/t=1。</p><p>　　查表2-4 中性層位移系數χ的值（參考

63、文獻[3]，P88頁，表3-3 中性層位移系數χ的值），得：χ=0.32</p><p>　　中性層α角展開公式：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　因為是U型90°彎曲，所以：</p><p>　　表2-4 中性層位移系數的值</p><p><

64、b>　　2．展開后尺寸</b></p><p>　　展開后左側寬為：4+11+4+2×1.04＝21.08</p><p>　　展開后右側寬為：5+11+5+2×1.04＝23.08</p><p>　　二、中間彎曲展開計算</p><p>　　彎曲的內側圓角半徑為0.5mm，根據前面計算彎曲半徑合理。&

65、lt;/p><p>　　1．圓弧展開尺寸計算</p><p>　　已知：r=0.5，t=0.5，r/t=1。</p><p>　　查表2-4 中性層位移系數χ的值（參考文獻[3]，P88頁，表3-3 中性層位移系數χ的值），得：χ=0.32</p><p>　　由公式2-2得：中性層30°角展開公式：</p><p&

66、gt;<b>　　2．展開尺寸</b></p><p>　　以根部為基準，展開后尺寸為：3.87+0.34=4.21</p><p><b>　　三、全部后展開尺寸</b></p><p>　　各部分展開后形狀和尺寸如下圖所示。</p><p><b>　　圖2.3 展開圖</b&g

67、t;</p><p><b>　　2．沖壓工藝方案</b></p><p>　　采用切廢料方式，關鍵部位導正銷導正。</p><p>　　第一步：首先側刃定距，沖導正孔、矩形孔；</p><p>　　第二步：切廢料，留少量連接載體，這里還要分幾小步；</p><p><b>　　第三步：

68、中間彎曲；</b></p><p><b>　　第四步：U型彎曲；</b></p><p><b>　　第五步：切斷廢料。</b></p><p>　　3 多向固定支架連續(xù)模設計</p><p><b>　　3.1 模具結構</b></p><p

69、>　　本模具采用切廢料方式進行沖裁，故模具結構采用沖孔、導正、彎曲、切斷的工序設計，排樣采用單排橫排排列。并采用正裝方式設計模具結構，即凹模裝在下模部分，凹模采用浮動方式，并裝有內部小導柱。首先為了正確控制送料步距采用單側側刃定距，在主要位置采用導正銷導正精確定位。由于料很薄，沖壓速度較快，卸料采用彈性卸料結構，建議彈性材料采用彈簧。廢料采用在凹模（下模）向下推出，產品自動向下落下。帶料采用自動左右送料裝置。模具結構如下圖所示。&

70、lt;/p><p>　　圖3.1 模具結構圖</p><p>　　3.2 確定其搭邊值</p><p>　　考慮到成型范圍，應考慮以下因素：</p><p>　?、挪牧系臋C械性能 軟件、脆件搭邊值取大一些，硬材料的搭邊值可取小一些。</p><p>　?、茮_件的形狀尺寸 沖件的形狀復雜或尺寸較大時，搭邊值大一些。<

71、;/p><p>　　⑶材料的厚度 厚材料的搭邊值要大一些。</p><p>　　⑷材料及擋料方式 采用自動送料，有側刃裝置。</p><p>　?、尚读戏绞?彈性卸料比剛性卸料大搭邊值小一些。</p><p>　　⑹材料為：普通碳素鋼08F鋼，落料部分基本無圓角。</p><p>　　因料厚t=0.5mm，采用自動送

72、料，故查表3-1搭邊值a和a1（即查參考文獻[3]，P31頁，表2-16搭邊值a和a1），確定其搭邊值為：</p><p>　　兩工件間的搭邊值：a1=2mm</p><p>　　工件側面搭邊值：a=3mm</p><p>　　表3.1 搭邊值a和a1[3]</p><p><b>　　3.3 確定排樣圖</b><

73、/p><p>　　在沖壓零件中，材料費用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料，因此材料的利用率是決定產品成本的重要因素，必須認真計算，確保排樣相對合理，以達到較好的材料利用率。</p><p>　　排樣方法可分為三種：1．有廢料排樣2．少廢料樣3．無廢料排樣</p><p>　　少廢料排樣的材料利用率也可達70%－90%。但采用少、無廢料排樣時也存在一些缺點，就

74、是由于條料本身的公差以及條料導向與定們所產生的誤差，使工作的質量和精度較低。另外，由于采用單邊剪切，可影響斷面質量和模具壽命。</p><p>　　排樣時工件之間以及工件與帶料側邊之間留下的余料叫做搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的工件。還可以使帶料有一定的剛度，便于送進。</p><p>　　根據本工件的形狀和批量，對模壽命有一定要求，固采用有廢料排樣方法。</p>

75、;<p>　　3.3.1 送料步距與帶料寬度</p><p>　　本模具排樣采用單排橫排排列，采用單側側刃粗定距，再用導正銷精定位。</p><p>　　送料步距：S=L1+L2 （3-1）</p><p>　　式中：L1——產品送料方向最大尺寸；<

76、;/p><p>　　L2——產品送料方向切搭邊寬度，必須不小于a1；</p><p>　　a1——送料方向搭邊。</p><p>　　已知：L1=23.08mm，L2=2mm（考慮凸模不能太窄，從2mm增大至3mm）</p><p>　　所以：S=23.08+2=25.08mm。</p><p>　　根據本模具的特點帶料寬

77、度：</p><p><b>　　（3-2）</b></p><p>　　式中：Dmax——產品送料方向最大尺寸；</p><p>　　L2———切搭邊寬度，必須不小于a1；</p><p>　　b ———載體寬度；</p><p>　　b1———側刃沖切的料邊寬度；</p><

78、;p>　　Δ———條料寬度偏差。</p><p>　　已知：Dmax=25mm，L2=2mm，b=4，t=0.5mm。</p><p>　　Δ=0.15，查表3.2 條料寬度偏差Δ，查表3-2條料寬度偏差Δ（即查參考文獻[3]，P31頁，表2-17 條料寬度偏差Δ）</p><p>　　b1=1，查表3-3 b1、y值（查參考文獻[3]，P32頁，表2-19

79、b1、y值）</p><p>　　表3-2 條料寬度偏差Δ[3]</p><p>　　表3-3 b1、y值[3]</p><p>　　導料板間距離： （3-3）</p><p><b>　?。?-4）</b></p>&

80、lt;p>　　式中：B＇——沖切前導料板間距離；</p><p>　　B1＇——沖切后導料板間距離；</p><p>　　Z——沖切前的條料與導料板間的間隙，見表3-4；</p><p>　　y——沖切后的條料與導料板間的間隙，見表3-3。</p><p>　　查表3-4 導料板與條料之間的最小間隙Z（即查參考文獻[3]，P32頁，表2

81、-18導料板與條料之間的最小間隙Zmin），得：Z=0.5mm。</p><p>　　表3-4 導料板與條料之間的最小間隙Zmin[3]</p><p>　　查表3-3 b1、y值，得：y=0.10mm。</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　3.3.2 排樣方案</p><

82、p>　　經過詳細分析和計算最終排樣方案為：</p><p>　　第1工位：側刃切邊、沖導正孔、沖2個非圓孔（廢料）；</p><p>　　第2工位：沖5個非圓孔（廢料）；</p><p>　　第3工位：沖2個非圓孔（廢料）；</p><p><b>　　第4工位：成形；</b></p><p&g

83、t;　　第5工位：中間向下彎曲；</p><p>　　第6工位：向上彎曲；</p><p><b>　　第7工位：切斷。</b></p><p>　　排樣圖如圖3.2所示。</p><p><b>　　圖3.2 排樣圖</b></p><p>　　3.4 材料利用率計算<

84、;/p><p>　　在沖壓零件中，材料利用率是一個非常重要的因素，提高利用率是企業(yè)降低成本的途徑之一。</p><p>　　由于本產品采用連續(xù)模生產，送料采用自動送料，因此可以假設原材料為帶料，通常帶料是定做的，因此預定帶料的尺寸為：寬32mm，厚0.5mm，長度很長。在一個送料步距內，一個工位內的材料不被下一個工件產品利用到，因此用一個工位計算就能反映材料利用率。</p>&l

85、t;p>　　材料利用率計算公式：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　其中：S0——一個工位材料總面積</p><p>　　S ——實際產品面積</p><p>　　故 S0=32×25.08=802.56mm2</p><p>　　S=514

86、.551mm2</p><p>　　S——為一個實際產品面積，由于形狀復雜計算不方便，采用CAXA軟件畫圖后測量所得面積為：mm2</p><p><b>　　故材料利用率</b></p><p>　　材料利用率遠大于45%，應符合要求。</p><p>　　3.5 凸、凹模等刃口尺寸的確定</p><

87、;p>　　本模具有許多工序組成，需計算與產品有關的各工序尺寸，即1個側刃切邊、1個導正孔、1個梯形廢料、2個相同的矩形廢料Ⅰ、2個相同的矩形廢料Ⅱ、1個矩形廢料Ⅲ、2個相同矩形廢料Ⅳ、1個方形廢料、2個成形、1個向下彎曲、1個U型彎曲、2處切斷等。在各結構設計中定位都以導正孔為基準，下面將對各結構分別進行計算。</p><p>　　3.5.1 側刃凸、凹模刃口尺寸計算</p><p>

88、;<b>　?。?）計算原則</b></p><p>　　側刃屬于沖孔工序，因此計算原則以側刃為基準，側刃凹模刃口三面大一個最小單面間隙，非刃口不留間隙。由于側刃形狀不圓整，不容易加工，故采用凸、凹模配合加工法來制造，以下設計計算以此進行。</p><p>　?。?）側刃、側刃凹模制造公差及刃口尺寸計算</p><p>　　根據側刃寬度23.0

89、8，標準側刃得側刃寬度為：10，因此基尺寸有2個定形尺寸：25.08、10；定位尺寸兩個，28，0（與導正孔中心對齊），由于側刃要求較高，寬度25.08只能大不能小，因此不需計算直接按制造公差即可，結果分別為：，，，側刃刃口尺寸如下圖所示。</p><p>　　圖3.3 側刃刃口尺寸</p><p>　　側刃凹模尺寸為：以凸模為基準配做，刃口部分大一個最小單面間隙：0.040～0.060m

90、m。</p><p>　　3.5.2 導正孔凸、凹模刃口尺寸計算</p><p><b>　?。?）計算原則</b></p><p>　　沖導正孔屬于沖孔工序，因此計算原則以凸模為基準，凹模刃口大一個最小雙面間隙。由于導正孔是圓形，容易加工，故采用凸、凹模分別加工法來制造，以下設計計算以此進行。</p><p>　?。?

91、）側刃、側刃凹模制造公差及刃口尺寸計算</p><p>　　孔尺寸為φ2，公差等級取高一些為IT10，帶偏尺寸為：，</p><p>　　查參考文獻[3]，P21頁，得計算公式：</p><p>　　凸模尺寸： （3-6）</p><p>　　凹模尺寸：

92、 （3-7）</p><p><b>　　其中工件尺寸為：</b></p><p>　　查表3-5 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時凸、凹模的制造公差（即查參考文獻[3]，P22頁，表2-11），得：</p><p>　　凸模偏差δp=0.020mm</p><p>　

93、　凹模偏差δd=0.020mm</p><p>　　表3-5 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時凸、凹模的制造公差[3]</p><p>　　所以：δp+δd=0.040</p><p>　　Zmax-Zmin=0.060-0.040=0.020<0.040=δp+δd，故不符合要求，需調整凸、凹制造公差。</p><p>　　所以：δp=

94、0.4(Zmax-Zmin)=0.4×0.020=0.008</p><p>　　δd=0.6(Zmax-Zmin)=0.6×0.020=0.012</p><p>　　工件公差Δ=0.04，根據t=0.5mm，圓形件，查表3-6 磨損系數χ，得：χ=0.75</p><p><b>　　所以凸模尺寸：</b></p&

95、gt;<p><b>　　凹模尺寸：</b></p><p>　　表3-6 磨損系數χ[3]</p><p>　　3.5.3 梯形廢料凸、凹模刃口尺寸計算</p><p><b>　　（1）計算原則</b></p><p>　　切梯形廢料相當于沖孔，因此計算原則以凸模為基準，凹模比凸模

96、周邊大一個最小單面間隙。由于梯形刃口形狀復雜，不易加工，故凸、凹模采用配作加工法來制造，下面按此進行設計計算。</p><p>　?。?）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸計算</p><p>　　梯形廢料尺寸有4個定形尺寸4、6、R0.5、70°，查表2-1得各尺寸公差，各尺寸為：、、、；定位尺寸2個：12.54、17，按IT12級確定其公差，得各尺寸為：、，結果如下圖所示。&

97、lt;/p><p>　　圖3.4 梯形廢料尺寸</p><p>　　由于以凸模為基準，所以查參考文獻[3]，P25頁，表2-14，得計算公式：</p><p>　　磨損后凸模尺寸變大（a類），設工件尺寸為，則：</p><p><b>　　（3-8）</b></p><p>　　磨損后凸模尺寸變?。╞

98、類），設工件尺寸為，則：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　磨損后凸模尺寸不變（c類），設工件尺寸為c±Δ/2，則，</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　凹模尺寸按凸模實際刃口尺寸配作，保證雙面間隙大Zmin～Zmax。&

99、lt;/p><p>　　因此這6個尺寸可分為：</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸變大的尺寸（a類）：。</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸變小的尺寸（b類）：、、。</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸不變的尺寸（c類）：、。</p><p><b>　　1．尺寸計算</b></p&

100、gt;<p>　　a1max=17+0.09=17.09，Δ=0.18，t=0.5，查表3-6 磨損系數χ，得χ=0.75</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　2．尺寸計算</b></p><p>　　b1min=3.85，Δ=0.30，t=0.5，查表3-6 磨損系數χ，

101、得χ=0.75</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　3．尺寸計算</b></p><p>　　b2min=6，Δ=0.30，t=0.5，查表3-6 磨損系數χ，得χ=0.75</p><p><b>　　所以：</b></p>

102、<p><b>　　4．尺寸計算</b></p><p>　　b3min=0.35，Δ=0.30，t=0.5，查表3-6 磨損系數χ，得χ=0.75</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　5．尺寸計算</b></p><p>　　c1

103、min=70-0.5=69.5，Δ=1</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　6．尺寸計算</b></p><p>　　c2min=12.54-0.09=12.45，Δ=0.18</p><p><b>　　所以：</b></p>

104、<p>　　凹模刃口尺寸為：按凸模實際刃口尺寸配作，保證雙面間隙大0.040～0.056mm。</p><p>　　3.5.4 矩形廢料Ⅰ凸、凹模刃口尺寸計算</p><p><b>　?。?）計算原則</b></p><p>　　切矩形廢料Ⅰ相當于沖孔，因此計算原則以凸模為基準，凹模比凸模周邊大一個最小單面間隙。由于矩形刃口形狀復

105、雜，不易加工，故凸、凹模采用配作加工法來制造，下面按此進行設計計算。</p><p>　?。?）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸計算</p><p>　　此矩形廢料Ⅰ有2個，尺寸有2個定形尺寸2、6，查表2-1得各尺寸公差，各尺寸為：、；定位尺寸2個：2、5，另一個定位尺寸為，2、9，按IT12級確定其公差，得各尺寸為：、、。結果如下圖所示。</p><p>　　

106、(a)第2個 (b) 第1個</p><p>　　圖3.5 矩形廢料Ⅰ尺寸</p><p>　　因此這5個尺寸可分為：</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸變大的尺寸（a類）：、。</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸變小的尺寸（b類）：、、。</p><p>　　屬于凸模

107、磨損后尺寸不變的尺寸（c類）：無。</p><p><b>　　1．尺寸計算</b></p><p>　　a1max=5+0.06=5.06，Δ=0.12，t=0.5，查表3-6 磨損系數χ，得χ=1</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　2．尺寸計算&l

108、t;/b></p><p>　　a2max=9+0.075=9.075，Δ=0.15，t=0.5，查表3-6 磨損系數χ，得χ=1</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　3．尺寸計算</b></p><p>　　b1min=2，Δ=0.25，t=0.5，查表3

109、-6 磨損系數χ，得χ=0.75</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　4．尺寸計算</b></p><p>　　b2min=6，Δ=0.30，t=0.5，查表3-5 磨損系數χ，得χ=0.75</p><p><b>　　所以：</b><

110、;/p><p><b>　　5．尺寸計算</b></p><p>　　b3min=2-0.05=1.95，Δ=0.10，t=0.5，查表3-5 磨損系數χ，得χ=1</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　凹模刃口尺寸為：按凸模實際刃口尺寸配作，保證雙面間隙大0.040～0.05

111、6mm。</p><p>　　3.5.5 矩形廢料Ⅱ凸、凹模刃口尺寸計算</p><p><b>　?。?）計算原則</b></p><p>　　切矩形廢料Ⅱ相當于沖孔，因此計算原則以凸模為基準，凹模比凸模周邊大一個最小單面間隙。由于矩形刃口形狀復雜，不易加工，故凸、凹模采用配作加工法來制造，下面按此進行設計計算。</p><

112、;p>　　（2）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸計算</p><p>　　此矩形廢料Ⅱ有2個，尺寸歸類后有2個定形尺寸2、8.5，查表2-1得各尺寸公差，各尺寸為：、；定位尺寸2個：1、4.5，按IT12級確定其公差，得各尺寸為：、。結果如下圖所示。</p><p>　　圖3.6 矩形廢料Ⅱ尺寸</p><p>　　因此這4個尺寸可分為：</p>

113、<p>　　屬于凸模磨損后尺寸變大的尺寸（a類）：、。</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸變小的尺寸（b類）：、。</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸不變的尺寸（c類）：無。</p><p><b>　　1．尺寸計算</b></p><p>　　a1max=1+0.05=1.05，Δ=0.10，t=

114、0.5，查表3-6 磨損系數χ，得χ=1</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　2．尺寸計算</b></p><p>　　a2max=4.5+0.06=4.56，Δ=0.12，t=0.5，查表3-6 磨損系數χ，得χ=1</p><p><b>　　所以：

115、</b></p><p><b>　　3．尺寸計算</b></p><p>　　b1min=2，Δ=0.25，t=0.5，查表3-6 磨損系數χ，得χ=0.75</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　4．尺寸計算</b></p

116、><p>　　b2min=8.5，Δ=0.36，t=0.5，查表3-5 磨損系數χ，得χ=0.5</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　凹模刃口尺寸為：按凸模實際刃口尺寸配作，保證雙面間隙大0.040～0.056mm。</p><p>　　3.5.6 矩形廢料Ⅲ凸、凹模刃口尺寸計算</p>

117、;<p><b>　?。?）計算原則</b></p><p>　　切矩形廢料Ⅲ相當于沖孔，因此計算原則以凸模為基準，凹模比凸模周邊大一個最小單面間隙。由于矩形刃口形狀復雜，不易加工，故凸、凹模采用配作加工法來制造，下面按此進行設計計算。</p><p>　?。?）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸計算</p><p>　　此矩形廢

118、料Ⅲ有1個，尺寸歸類后有2個定形尺寸4、5，查表2-1得各尺寸公差，各尺寸為：、；定位尺寸2個：12.54、23，按IT12級確定其公差，得各尺寸為：、。結果如下圖所示。</p><p>　　圖3.7 矩形廢料Ⅲ尺寸</p><p>　　因此這4個尺寸可分為：</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸變大的尺寸（a類）：。</p><p>　　

119、屬于凸模磨損后尺寸變小的尺寸（b類）：、。</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸不變的尺寸（c類）：。</p><p><b>　　1．尺寸計算</b></p><p>　　a1max=23+0.105=23.105，Δ=0.210，t=0.5，查表3-6 磨損系數χ，得χ=0.75</p><p><b>

120、　　所以：</b></p><p><b>　　2．尺寸計算</b></p><p>　　b1min=4，Δ=0.30，t=0.5，查表3-6 磨損系數χ，得χ=0.75</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　3．尺寸計算</b>&

121、lt;/p><p>　　b2min=5，Δ=0.30，t=0.5，查表3-5 磨損系數χ，得χ=0.75</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　4．尺寸計算</b></p><p>　　c1min=12.54-0.09=12.45，Δ=0.18</p>&

122、lt;p><b>　　所以：</b></p><p>　　凹模刃口尺寸為：按凸模實際刃口尺寸配作，保證雙面間隙大0.040～0.056mm。</p><p>　　3.5.7 矩形廢料Ⅳ凸、凹模刃口尺寸計算</p><p><b>　　（1）計算原則</b></p><p>　　切矩形廢料Ⅳ相當

123、于沖孔，因此計算原則以凸模為基準，凹模比凸模周邊大一個最小單面間隙。由于矩形刃口形狀復雜，不易加工，故凸、凹模采用配作加工法來制造，下面按此進行設計計算。</p><p>　?。?）凸、凹模制造公差及凸、凹模刃口尺寸計算</p><p>　　此矩形廢料Ⅳ有2個，尺寸歸類后有2個定形尺寸4、5，查表2-1得各尺寸公差，各尺寸為：、；3個定位尺寸：12.54、10、3，按IT12級確定其公差，

124、得各尺寸為：、、。結果如下圖所示。</p><p>　　圖3.8 矩形廢料Ⅳ尺寸</p><p>　　因此這5個尺寸可分為：</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸變大的尺寸（a類）：、。</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸變小的尺寸（b類）：、。</p><p>　　屬于凸模磨損后尺寸不變的尺寸（c類）：。<