隔离片多工位级进模设计-冲压模具【含CAD图纸+说明书全套文件】

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摘 要 随着制造业的发展 现在模具设计应满足自动化 精密化等要求 级进模比单工 序模具和复合模更有利于实现冲压件生产的自动化 大大的提高了生产率 而级进模 的好坏依然取决于模具的结构 多工位级进模要求具有高精度 长寿命 模具的主要 工作零件常采用高强度的高合金工具钢 高速钢或硬质合金等材料 模具的精加工常 采用慢走丝线切割加工或成形磨削 在多工位级进模中 常有很精细的小凸模 必须 对这些小凸模进行精确导向和保护 因此要求卸料板能对小凸模提供导向和保护功能 卸料板上相应的孔必须采用高精度加工 其尺寸及相互位置应准确无误 本毕业设计是对隔离片的工艺进行整体分析 在这个基础上设计出一付能生产出合格产品的 设计计算 此级进模工艺主要有压包 冲孔 切弯 落料 模具设计主要包括排样设计 凸凹模刃 尺寸的设计计算 冲压力的计算及模具压力中心的确定 模具非标准件的设计计算 压力机的选择 及其校核 关 键 词 级 进 模 压 包 冲 孔 切 弯 落 料 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 1 前 言 模 具 作 为 特 殊 的 工 艺 装 备 在 现 代 制 造 业 中 越 来 越 重 要 有 了 模 具 企 业 有 可 能 向 社 会 提 供 品 种 繁 多 质 优 价 廉 的 商 品 满 足 人 们 日 益 增 长 的 多 方 面 的 消 费 需 要 有 了 模 具 人 们 的 衣 食 住 行 可 直 接 或 间 接 地 变 得 丰 富 多 彩 说 具 体 一 点 人 们 日 常 接 触 的 发 汽 车 手 表 手 机 电 脑 空 调 器 电 话 传 真 机 等 可 以 说 一 切 用 品 大 到 飞 机 轮 般 火 车 小 到 一 根 缝 衣 针 都 离 不 开 用 模 具 加 工 或 生 产 其 中 某 个 零 件 模 具 的 广 泛 应 用 不 仅 得 到 了 人 们 普 遍 的 认 识 同 时 模 具 水 平 的 高 低 关 系 到 现 代 制 造 业 的 发 展 与 进 步 关 系 到 经 济 建 设 的 速 度 大 力 提 高 制 造 模 水 平 是 提 升 模 具 技 术 档 次 的 关 键 多 工 位 级 进 模 是 冲 压 模 具 中 的 一 种 它 是 在 单 工 序 冲 压 模 具 基 础 上 发 展 起 来 的 多 工 序 集 成 模 具 在 一 副 模 具 中 可 以 完 成 压 包 冲 孔 切 弯 落 料 等 多 种 冲 压 工 序 它 可 以 将 复 杂 的 制 件 外 形 或 型 孔 经 分 解 变 成 简 单 的 冲 压 相 对 而 言 多 工 位 级 进 模 的 单 个 工 位 的 冲 压 难 度 比 单 工 序 模 要 简 单 多 了 因 而 能 够 将 复 杂 的 零 件 用 一 副 级 进 模 冲 压 而 成 并 且 可 以 在 无 人 操 作 的 情 况 下 进 行 高 速 冲 压 模 具 可 以 采 用 优 质 高 强 度 高 耐 磨 材 料 制 造 模 具 的 加 工 采 用 先 进 的 CNC 制 模 设 备 和 合 理 工 艺 因 此 多 工 位 级 进 模 具 有 高 效 高 精 度 长 寿 命 的 特 点 它 已 成 为 实 现 大 生 产 降 低 生 产 成 本 的 最 佳 选 择 因 此 深 受 人 们 重 视 被 指 定 为 我 国 十 一 五 规 划 中 重 点 发 展 的 模 具 之 一 多 工 位 级 进 模 的 结 构 比 较 复 杂 模 具 制 造 精 度 要 求 高 在 进 行 模 具 设 计 时 要 考 虑 的 内 容 比 较 多 要 求 模 具 设 计 师 的 水 平 也 高 能 够 设 计 与 制 造 精 度 高 功 能 长 寿 命 的 多 工 位 级 进 模 一 般 需 要 经 验 丰 富 的 理 论 与 实 践 相 结 合 的 模 具 专 业 人 才 和 较 为 配 套 的 先 进 精 密 制 模 设 备 才 能 有 保 障 当 前 设 计 与 制 造 多 工 位 级 进 模 国 内 已 有 一 定 基 础 个 别 企 业 生 产 的 产 品 已 有 较 高 水 平 但 大 部 分 企 业 仍 有 较 大 差 距 总 量 供 不 应 求 进 口 较 多 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 2 F ig1 Parts diagram F ig1 Parts diagram 2 制 件 分 析 2 1 零 件 图 制 件 名 称 隔 离 片 零 件 简 图 如 图 2 1 所 示 材 料 45 号 钢 制 件 厚 度 t 0 3mm 生 产 批 量 大 批 量 生 产 图 2 1 制 件 图 2 2 工 艺 性 分 析 零 件 上 的 二 个 半 径 为 1 5mm 的 凸 包 和 和 半 径 为 0 9mm 的 四 个 小 圆 凸 包 为 了 保 证 强 度 分 别 压 出 为 了 便 于 成 型 制 件 上 下 两 端 半 径 为 1 5 的 长 远 凸 包 避 免 材 料 流 动 困 难 应 先 安 排 工 序 在 长 圆 凸 包 外 侧 通 过 凸 模 冲 切 去 一 小 块 废 料 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 3 3 冲 压 工 艺 方 案 的 确 定 冲 裁 件 的 工 艺 性 是 指 从 冲 压 工 艺 方 面 来 衡 量 设 计 是 否 合 理 的 冲 压 件 形 状 应 力 求 简 单 以 便 节 省 原 材 料 提 高 模 具 寿 命 降 低 工 件 成 本 分 析 冲 压 件 对 冲 压 工 艺 的 适 应 性 首 先 要 判 断 该 冲 压 件 需 要 哪 些 冲 压 工 序 包 括 中 间 半 成 品 的 形 状 尺 寸 和 所 需 冲 压 工 序 然 后 按 照 设 计 中 各 工 序 的 冲 压 工 艺 性 要 求 对 该 产 品 的 结 构 形 状 尺 寸 精 度 要 求 表 面 质 量 及 所 用 材 料 的 冲 压 性 能 和 使 用 性 能 等 进 行 分 析 确 定 该 冲 压 件 加 工 的 难 易 程 度 及 是 否 需 要 采 取 热 处 理 工 艺 措 施 产 品 的 冲 压 艺 性 好 可 保 证 材 料 消 耗 少 工 序 数 目 少 模 具 结 果 简 单 产 品 质 量 稳 定 还 能 使 技 术 准 备 工 作 和 生 产 的 组 织 管 理 做 到 经 济 合 理 冲 压 加 工 的 经 济 性 也 好 因 此 工 艺 分 析 也 可 以 说 是 对 产 品 的 冲 压 工 艺 方 案 进 行 技 术 上 和 经 济 上 的 可 行 性 论 证 对 冲 压 工 艺 性 不 好 的 零 件 在 保 证 产 品 使 用 要 求 的 前 提 下 对 产 品 图 或 原 材 料 做 必 要 的 修 改 工 艺 分 析 包 括 技 术 分 析 和 经 济 分 析 两 个 方 面 从 技 术 方 面 来 看 主 要 分 析 冲 压 件 的 形 状 特 点 尺 寸 大 小 精 度 要 求 及 材 料 性 能 等 是 否 适 应 冲 压 加 工 的 要 求 经 济 方 面 看 主 要 根 据 冲 压 件 的 生 产 批 量 分 析 产 品 成 本 阐 明 采 用 冲 压 加 工 能 否 取 得 良 好 的 经 济 效 益 即 分 析 在 技 术 上 的 可 行 性 和 经 济 上 的 合 理 性 综 合 考 虑 冲 裁 件 的 质 量 要 求 和 经 济 效 益 零 件 形 状 较 复 杂 主 要 工 序 有 冲 孔 四 处 切 弯 零 件 的 精 度 要 求 能 够 在 冲 裁 加 工 中 得 到 保 证 其 它 尺 寸 标 注 生 产 批 量 等 情 况 也 均 符 合 冲 裁 的 加 工 要 求 故 采 用 导 正 销 定 位 弹 性 卸 料 装 置 自 然 漏 料 的 冲 孔 落 料 模 进 行 加 工 为 了 保 证 凹 模 卸 料 板 凸 模 固 定 板 有 足 够 的 强 度 确 保 模 具 的 使 用 寿 命 增 设 空 工 位 因 为 有 导 正 销 做 精 确 定 位 的 条 料 排 样 图 因 步 距 积 累 而 减 小 对 产 品 精 度 影 响 不 大 且 步 距 为 16 5 所 以 可 以 增 设 空 工 位 方 案 一 采 用 复 合 模 加 复 合 模 比 单 工 序 模 生 产 率 高 减 少 了 模 具 和 设 备 的 数 量 工 件 精 度 较 高 便 于 操 作 和 实 现 生 产 自 动 化 对 于 特 别 复 杂 或 孔 边 距 较 小 的 冲 压 件 用 简 单 模 或 复 合 模 冲 制 有 困 难 时 可 用 级 进 模 逐 步 冲 出 但 级 进 模 轮 廓 尺 寸 较 大 制 造 较 复 杂 成 本 较 高 一 般 适 用 于 大 批 量 生 产 小 型 冲 压 件 方 案 二 采 用 级 进 模 加 工 级 进 模 比 单 工 序 模 生 产 率 高 减 少 模 具 和 设 备 的 数 量 工 件 精 度 较 高 便 于 操 作 和 实 现 生 产 自 动 化 对 于 特 别 复 杂 或 孔 边 距 较 小 的 冲 压 件 用 简 单 模 或 复 合 模 冲 制 有 困 难 时 可 用 级 进 模 逐 步 冲 出 但 级 进 模 轮 廓 尺 寸 较 大 制 造 较 复 杂 成 本 较 高 一 般 适 用 于 大 批 量 生 产 小 型 冲 压 件 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 4 比 较 方 案 一 与 方 案 二 对 于 所 给 零 件 复 合 模 冲 裁 零 件 时 受 到 壁 厚 的 限 制 模 具 结 构 与 强 度 方 面 相 对 较 难 实 现 和 保 证 所 以 根 据 零 件 性 质 故 采 用 级 进 模 加 工 3 1 排 样 的 设 计 计 算 采 用 裁 搭 边 双 边 排 样 方 式 其 排 样 图 如 图 3 1 所 示 图 3 1 排 样 图 查 表 2 5 2 确 定 工 件 的 搭 边 值 a 1 5 a1 1 2 为 了 保 证 材 料 具 有 一 定 的 刚 度 和 送 料 方 便 以 及 冲 压 件 的 质 量 适 当 扩 大 搭 边 值 则 条 料 料 宽 度 B 28m 材 料 的 利 用 率 N S AB 100 34 3 1 1 式 中 S 工 件 的 面 积 A 步 距 B 条 料 宽 度 3 2 冲 压 工 艺 力 的 计 算 3 2 1 计 算 冲 裁 力 冲 裁 力 公 式 P 1 3Lt Lt b 3 1 2 式 中 P 冲 裁 力 L 冲 裁 轮 廓 线 总 长 t 板 料 厚 度 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 5 板 料 的 抗 剪 强 度 b 板 料 的 抗 拉 强 度 此 模 具 中 有 四 个 冲 孔 落 料 凸 模 区 第 一 区 如 图 3 2 所 示 图 3 2 一 区 凸 模 其 外 开 轮 廓 线 长 度 L 25 6mm P 1 3Lt Lt b 则 P1 5376N 第 二 区 凸 模 形 状 如 图 3 3 所 示 图 3 3 二 区 凸 模 L 弧 2 rn 360 6 2 其 外 形 轮 廓 线 总 长 度 L 24 1mm P 1 3Lt Lt b P2 5061N 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 6 第 三 区 凸 模 形 状 如 图 3 4 所 示 图 3 4 三 区 凸 模 其 外 形 轮 廓 线 总 长 度 L 9 42mm P 1 3Lt Lt b P3 1978 2N 第 四 区 凸 模 形 状 如 图 3 5 所 示 图 3 5 四 区 凸 模 其 外 形 轮 廓 线 总 长 度 L 46 472mm P 1 3Lt Lt b P2 9759 12N 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 7 3 2 3 压 包 力 的 计 算 胀 形 时 的 胀 形 力 F N 为 F PA 3 2 1 P 1 15 z2t d 3 2 2 式 中 A 胀 形 面 积 mm2 p 胀 形 单 位 压 力 MPa z 一 胀 形 变 形 区 真 空 应 力 近 似 计 算 时 取 z b 材 料 抗 拉 强 度 MPa 因 此 F1 682 48N F2 2913 21N 3 2 4 弯 曲 力 的 计 算 影 响 弯 曲 力 的 因 素 很 多 若 要 进 行 精 确 的 计 算 是 复 杂 的 这 里 只 是 进 行 大 略 计 算 不 考 虑 校 平 弯 曲 力 的 公 式 为 F弯 0 7kbt2 b r t 204 75N 3 2 3 式 中 k 弯 曲 系 数 一 般 取 1 3 b 弯 曲 件 宽 度 mm t 材 料 厚 度 mm r 内 弯 曲 半 径 mm 材 料 抗 拉 强 度 MPa 3 2 5 卸 料 力 的 计 算 Fp 25974 76N 卸 料 力 FQ KFP 1558 46N 3 2 4 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 8 查 表 3 17 得 K 卸 0 06 P 总 25974 76 1558 46 27 6KN 3 3 模 具 压 力 中 心 的 计 算 冲 裁 时 合 力 的 作 用 点 或 多 工 序 模 各 工 序 冲 压 力 的 合 力 作 用 点 称 为 模 具 压 力 中 心 如 果 模 具 压 力 中 心 与 压 力 机 滑 快 中 心 不 一 致 冲 压 时 会 产 生 偏 裁 导 致 模 具 及 滑 快 与 导 轨 的 急 剧 磨 损 降 低 模 具 与 压 力 机 的 使 用 寿 命 正 确 计 算 出 冲 裁 时 的 压 力 中 心 并 使 压 力 中 心 与 模 柄 轴 心 线 重 合 对 于 制 件 外 形 尺 寸 大 形 状 复 杂 多 凸 模 的 冲 裁 模 和 连 续 模 正 确 确 定 其 压 力 中 心 就 是 显 得 更 为 重 要 若 因 冲 件 的 形 状 特 殊 从 模 具 结 构 方 面 来 考 虑 不 宜 使 压 力 中 心 与 模 柄 轴 心 线 相 重 合 也 应 注 意 尽 量 使 压 力 中 心 不 偏 离 所 选 压 力 机 模 柄 孔 的 投 影 面 积 范 围 由 于 设 计 的 冲 裁 件 为 是 对 称 图 形 其 压 力 中 心 位 于 轮 廓 图 形 的 几 何 中 心 上 3 4 弯 曲 回 弹 的 计 算 板 料 在 常 温 下 的 弯 曲 总 是 由 塑 性 变 形 和 弹 性 变 形 两 部 分 组 成 所 以 在 卸 载 以 后 弹 性 变 形 完 全 消 失 使 弯 曲 件 的 弯 曲 半 径 与 弯 曲 角 发 生 改 变 弯 曲 回 弹 是 弯 曲 成 形 不 可 避 免 的 现 象 它 将 直 接 影 响 弯 曲 件 的 精 度 必 须 加 以 控 制 影 响 回 弹 值 的 因 素 有 很 多 而 且 各 因 素 之 间 往 往 又 相 互 影 响 故 难 以 进 行 精 确 的 计 算 和 分 析 设 计 模 具 时 对 回 弹 值 的 确 定 大 多 按 经 验 数 值 或 计 算 后 在 实 际 试 模 中 进 行 修 正 本 制 件 的 弯 曲 变 形 属 于 大 变 形 自 由 弯 曲 即 当 弯 曲 件 的 相 对 弯 曲 半 径 r t 5 8 时 弯 曲 半 径 变 化 的 很 小 可 以 不 予 考 虑 在 实 际 中 只 考 虑 角 度 的 回 弹 弯 曲 角 度 900 则 弯 曲 回 弹 角 由 表 3 2 1 可 查 得 9 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 9 4 模 具 设 计 计 算 冲 裁 件 的 尺 寸 精 度 主 要 取 决 于 凸 凹 的 刃 口 尺 寸 及 其 公 差 模 具 的 合 理 间 隙 也 是 靠 凸 凹 模 的 刃 口 尺 寸 及 其 公 差 来 保 证 的 所 以 正 确 确 定 凸 凹 模 刃 口 尺 寸 及 其 公 差 是 冲 裁 设 计 中 的 一 项 重 要 工 作 由 冲 裁 过 程 所 知 落 料 件 的 光 面 是 因 凹 模 刃 口 挤 切 材 料 产 生 的 而 孔 的 光 面 是 凸 模 刃 口 挤 切 材 料 产 生 的 落 料 件 的 大 端 尺 寸 等 于 或 接 近 于 凹 模 刃 尺 寸 冲 孔 件 的 小 端 尺 寸 等 于 或 接 近 凸 模 的 刃 口 尺 寸 考 虑 到 模 具 的 寿 命 及 磨 损 情 况 在 确 定 模 具 刃 口 及 其 公 差 时 应 考 虑 落 料 时 应 先 确 定 凹 模 的 刃 口 尺 寸 凹 模 刃 口 的 基 本 尺 寸 取 接 近 或 等 于 制 件 的 最 小 极 限 尺 寸 用 以 保 凹 模 磨 损 在 一 定 范 围 内 仍 然 能 冲 出 合 格 的 制 件 凸 模 的 刃 口 尺 寸 则 按 凹 模 的 刃 口 尺 寸 减 去 一 个 最 小 的 合 理 间 隙 值 来 确 定 冲 孔 时 应 先 确 定 凸 模 刃 口 尺 寸 凸 模 刃 口 的 基 本 尺 寸 取 接 近 或 等 于 孔 的 最 大 极 限 尺 寸 用 以 保 证 凸 模 在 一 定 磨 损 范 围 内 仍 能 使 用 而 凹 模 刃 口 的 基 本 尺 寸 按 凸 模 刃 口 的 基 本 尺 寸 加 上 一 个 最 小 合 理 间 隙 值 来 确 定 凸 模 和 凹 模 的 制 造 公 差 主 要 取 决 与 冲 裁 件 的 精 度 和 形 状 一 般 默 放 的 制 造 精 度 比 冲 裁 件 的 精 度 要 高 1 2 级 凸 凹 模 的 刃 口 计 算 与 加 工 方 法 有 关 基 本 上 可 分 为 两 类 凹 模 与 凸 模 分 开 加 工 1 凹 模 与 凸 模 配 作 加 工 2 方 法 一 主 要 使 用 与 圆 形 或 形 状 简 单 的 冲 裁 件 采 用 这 种 方 法 时 要 分 别 标 注 凹 模 和 凸 模 的 刃 口 尺 寸 与 制 造 公 差 方 法 二 指 选 按 图 样 设 计 的 尺 寸 加 工 好 凸 模 或 凹 模 的 一 件 作 为 基 准 件 一 般 落 料 时 以 凹 模 为 基 准 冲 孔 时 以 凸 模 为 基 准 然 后 根 据 基 准 年 的 实 际 尺 寸 按 间 隙 要 求 配 作 另 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 10 一 件 这 种 加 工 方 法 的 特 点 是 模 具 的 间 隙 由 配 作 保 证 工 艺 比 较 简 单 不 需 要 用 公 式 来 进 行 校 核 还 可 以 放 大 基 准 件 的 制 造 公 差 一 般 可 以 取 冲 裁 件 公 差 的 1 4 使 制 造 容 易 用 配 作 加 工 的 方 法 制 造 模 具 常 用 以 复 杂 形 状 及 薄 料 的 冲 裁 件 图 样 上 只 需 标 注 基 准 件 的 尺 寸 及 其 公 差 配 作 件 公 注 基 本 尺 寸 并 注 明 与 基 准 件 配 作 及 应 保 证 的 间 隙 值 4 1 凸 模 凹 模 刃 口 尺 寸 的 确 定 4 1 1 一 区 凸 模 凹 模 的 刃 口 尺 寸 确 定 如 图 4 1 图 4 1 一 区 凸 模 刃 口 简 图 刃 口 尺 寸 计 算 公 式 Ap Amin x 0 0 25 4 1 1 式 中 Ap 凸 模 刃 口 尺 寸 凸 模 的 制 造 公 差 x 因 数 由 表 2 3 1 得 0 75 0 1 A1 10 8 0 75x0 1 0 0 25x0 4 10 8750 0 025 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 11 A2 2 0 75x0 08 0 0 25x0 4 2 060 0 02 配 作 加 工 凹 模 的 尺 寸 其 双 面 间 隙 为 2Cmax 2Cmin 查 表 2 2 4 则 可 得 2Cmax 0 06 Cmin 0 04 在 配 作 凹 模 尺 寸 时 取 双 面 最 小 间 隙 2C 0 04 那 么 凹 模 刃 口 A1 10 915 A2 2 1 4 1 2 二 区 凸 模 凹 模 的 刃 口 尺 寸 确 定 如 图 4 2 图 4 2 二 区 凸 模 刃 口 简 图 查 表 得 0 75 查 表 3 16 得 p 0 08 R1 1 9 0 75x0 08 0 0 25x0 4 1 960 0 02 R2 7 4 0 75x0 08 0 0 25x0 4 7 460 0 02 A1 5 9 0 5x0 2 0 0 25x0 4 6 0 025 配 作 加 工 凹 模 的 尺 寸 其 双 面 间 隙 为 Zmax Zmin 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 12 则 可 得 Zmax 0 06 Zmin 0 04 取 双 面 间 隙 0 04 那 么 凹 模 刃 口 R1 2 R2 7 5 4 1 3 三 区 凸 凹 模 的 刃 口 尺 寸 确 定 如 图 4 3 图 4 3 三 区 凸 模 刃 口 简 图 因 为 是 圆 形 所 以 采 用 分 开 加 工 法 Dp dmin x 0 p 3 0 08 0 75 0 0 006 3 060 0 006 4 1 2 Dd Dp 2cmin p0 3 06 0 04 0 010 3 1 0 01 4 1 3 校 核 4 1 4 4 1 4 四 区 凸 模 凹 模 的 刃 口 尺 寸 确 定 如 图 4 4 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 13 图 4 4 四 区 凸 模 刃 口 简 图 DD Dmax x 0 p 14 8 0 08 0 75 0 0180 14 740 0 018 4 1 5 Dp Dd 2cmin 0 p 14 74 0 04 0 0 011 14 70 0 011 4 1 6 校 核 不 符 合 4 1 7 由 此 可 知 只 有 缩 小 p d提 高 制 造 精 度 才 能 保 证 间 隙 在 合 理 范 围 内 p 0 4x0 02 0 08 d 0 6x0 02 0 012 4 2 弯 曲 凸 模 工 作 部 分 的 尺 寸 计 算 弯 曲 模 的 工 作 部 分 的 尺 寸 主 要 是 指 凸 凹 模 间 隙 圆 角 半 径 凹 模 深 度 及 凸 凹 模 横 向 宽 度 尺 寸 等 U 形 件 的 弯 曲 必 须 选 择 适 当 的 间 隙 间 隙 的 大 小 对 于 工 作 质 量 和 弯 曲 力 有 很 在 的 影 响 间 隙 越 小 弯 曲 力 越 大 间 隙 过 小 又 会 使 工 件 变 薄 并 降 低 凹 模 寿 命 间 隙 过 大 则 会 回 弹 较 大 影 响 制 件 精 度 U 形 工 件 弯 曲 的 凹 凸 模 间 隙 根 据 材 料 的 厚 度 弯 曲 件 的 高 度 和 宽 度 弯 曲 线 的 长 度 而 定 单 边 间 隙 按 如 下 公 式 确 定 c t nt 式 中 c 弯 曲 时 凹 凸 模 制 件 的 间 隙 t 材 料 的 公 称 厚 度 当 工 件 精 度 要 求 高 时 凹 凸 模 之 间 的 间 隙 应 取 小 些 查 表 5 10 得 间 隙 系 数 值 k 0 05 则 可 得 c 0 315mm 凹 模 与 凸 模 的 宽 度 尺 寸 与 工 件 的 尺 寸 相 关 根 据 工 件 的 尺 寸 标 注 方 式 不 同 凹 模 与 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 14 凸 模 的 宽 度 尺 寸 按 如 下 公 式 计 算 本 制 件 U 形 弯 曲 按 内 形 尺 寸 标 注 在 实 际 生 产 中 通 常 以 凸 模 尺 寸 为 基 准 配 作 凹 模 尺 寸 则 其 凸 凹 模 计 算 公 式 为 式 中 Lp 弯 曲 凸 凹 模 宽 度 尺 寸 L 弯 曲 件 内 形 公 称 尺 寸 弯 曲 件 的 尺 寸 公 差 p 弯 曲 凸 模 制 造 公 差 则 可 求 得 LP 2 80 0 006 LD 3 43 0 010 LP1 2 30 0 006 LD1 2 93 0 010 确 定 凸 模 圆 角 半 径 rp 如 工 件 内 侧 的 圆 角 半 径 为 r 通 常 取 rp r 但 不 能 小 于 材 料 允 许 的 最 小 弯 曲 半 径 rmin 当 工 件 弯 曲 直 径 小 于 rmin时 则 应 取 rp rmin 然 后 的 整 形 工 具 来 满 足 制 件 的 要 求 此 时 整 形 圆 角 半 径 rp r 确 定 凹 模 圆 角 rd 工 件 在 压 弯 过 程 中 凸 模 讲 工 件 压 入 凹 模 而 形 成 凹 模 口 部 的 圆 角 半 径 rd对 于 零 件 质 量 有 明 显 的 影 响 小 弯 曲 板 料 如 果 表 面 出 现 划 痕 如 凹 模 两 边 圆 角 半 径 不 一 致 则 毛 坯 会 产 生 偏 移 凹 模 圆 角 半 径 凹 模 圆 角 半 径 rd的 大 小 与 弯 边 厚 度 有 关 凹 模 深 度 凹 模 深 度 尺 寸 要 适 中 若 过 小 毛 坯 两 边 自 由 部 分 太 多 弯 曲 件 弹 量 大 又 不 平 直 弯 曲 件 的 质 量 下 降 若 过 大 凹 模 增 大 则 模 具 耗 材 也 增 多 且 压 力 机 需 要 有 较 大 的 工 作 行 程 查 表 5 12 确 定 凹 模 圆 角 半 径 rd及 凹 模 的 深 度 l 值 rd 3 6 t 0 9mm l 3mm 4 3 压 包 凸 模 凹 模 的 工 作 尺 寸 计 算 已 知 零 件 的 外 形 尺 寸 则 外 形 尺 寸 为 凹 模 尺 寸 凸 模 按 和 凹 模 单 边 间 隙 相 差 0 75 倍 料 厚 计 算 4 4 模 具 主 要 零 件 的 设 计 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 15 4 4 1 凸 模 结 构 设 计 与 校 核 凸 模 又 称 冲 头 是 冲 模 的 关 键 零 件 之 一 凸 模 本 身 按 其 2 作 用 可 分 为 工 作 部 分 刃 口 和 固 定 部 分 凸 模 的 长 充 尺 寸 应 按 模 具 的 具 体 结 构 确 定 同 时 要 考 虑 凸 模 的 修 磨 量 及 固 定 板 与 卸 料 板 之 间 的 安 全 距 离 等 因 素 凸 模 的 长 度 过 短 则 不 能 插 入 凹 模 刃 口 内 对 板 料 进 行 冲 切 但 若 凸 模 过 长 又 降 低 其 工 作 的 稳 定 性 其 长 度 可 以 如 下 确 定 L h1 h2 h 式 中 L 凸 模 长 度 mm h1 凸 模 固 定 板 厚 度 mm h2 卸 料 板 或 导 板 厚 度 mm h 附 加 长 度 包 括 凸 模 的 修 磨 量 凸 模 进 入 凹 模 的 深 度 凸 模 固 定 板 与 卸 料 板 的 安 全 距 离 一 般 取 h 15mm 20mm 卸 料 板 厚 h2 18mm 凸 模 固 定 板 厚 h1 16mm 凸 模 修 磨 量 h 19mm 则 L h1 h2 h 53mm 材 料 选 择 Cr12Mov 热 处 理 后 硬 度 为 58 62 校 核 公 式 dmin 4t 1 6x103 dmin 凸 模 最 小 直 径 mm t 料 厚 mm 3 06 0 525 故 设 计 合 理 14 7 0 525 故 设 计 合 理 2 0 525 故 设 计 合 理 弯 曲 应 力 校 核 有 导 向 装 置 的 圆 形 凸 模 的 校 核 公 式 Lmax 85d2 Fp 式 中 Lmax 允 许 的 凸 模 最 大 自 由 长 度 mm d 凸 模 的 最 小 直 径 mm FP 冲 裁 力 N 经 校 核 均 符 合 要 求 故 设 计 合 理 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 16 4 4 2 凹 模 结 构 设 计 凹 模 的 结 构 形 式 也 较 多 按 外 形 可 分 为 标 准 圆 凹 模 和 板 状 凹 模 按 结 构 分 为 整 体 式 和 镶 拼 式 按 刃 口 形 式 也 有 平 刃 和 斜 刃 冲 裁 是 凹 模 承 受 的 站 裁 力 和 侧 向 力 的 作 用 由 于 凹 模 的 结 构 形 式 不 一 受 力 状 态 又 比 较 复 杂 在 生 产 中 大 多 用 经 验 公 式 概 略 的 计 算 凹 模 尺 寸 凹 模 厚 度 Hd Kb 凹 模 壁 厚 c 1 5 2 Hd 式 中 K 系 数 B 冲 裁 件 最 大 外 形 尺 寸 mm 查 表 3 19 确 定 系 数 K 值 K 0 35 Hd Kb 20 考 虑 到 级 进 模 的 结 构 大 取 Hd 20mm C 1 5 2 Hd 30mm 凹 模 板 尺 寸 为 160 x125x20 本 模 具 凹 模 使 用 镶 拼 结 构 使 用 压 入 固 定 的 方 法 材 料 选 择 Cr12Mov 热 处 理 后 硬 度 为 58 62 4 4 2 凸 模 固 定 板 的 设 计 凸 模 固 定 板 采 用 45 号 钢 在 本 套 模 具 中 凸 模 的 数 量 为 14 个 因 此 固 定 板 承 受 的 载 荷 较 大 故 取 固 定 板 的 厚 度 为 16mm 其 外 形 尺 寸 为 160 x125x16mm 4 5 定 位 导 向 卸 料 装 置 的 设 计 模 具 上 的 定 位 零 件 的 作 用 是 使 毛 坯 或 装 成 品 在 模 具 上 能 够 准 确 的 定 位 根 据 毛 坯 的 形 状 尺 寸 及 模 具 的 结 构 形 式 可 以 选 用 不 同 的 定 位 方 式 采 用 导 正 销 定 位 托 料 导 料 销 导 向 弹 压 卸 料 的 装 置 4 5 1 导 正 销 导 正 销 在 站 裁 时 和 其 它 定 距 组 件 配 合 插 入 前 工 位 已 经 冲 好 的 空 中 进 行 精 确 定 位 以 减 小 定 位 误 差 保 证 空 与 外 形 的 相 对 位 置 的 冲 裁 要 求 导 正 销 装 配 在 第 二 工 位 以 后 的 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 17 落 料 凸 模 或 弹 压 卸 料 板 上 当 零 件 上 没 有 适 宜 与 导 正 销 导 正 的 孔 时 对 于 工 步 较 多 零 件 精 度 要 求 高 的 级 进 模 应 在 条 料 两 侧 的 空 位 上 设 置 工 艺 孔 在 第 一 工 位 冲 出 以 供 导 正 销 导 正 条 料 用 导 正 销 的 突 出 量 X 0 6t X 1 5t 薄 料 取 大 值 择 X 0 45 R 2 3 6 9 r 1 4D 0 75 4 5 2 托 料 导 料 销 托 料 导 料 装 置 是 具 有 托 料 和 导 料 双 重 作 用 的 模 具 部 件 在 级 进 模 中 应 用 广 泛 当 上 模 下 行 时 卸 料 板 凹 坑 底 面 首 先 压 缩 导 向 钉 使 得 凹 模 与 条 料 齐 平 并 开 始 冲 压 当 上 模 回 升 时 弹 簧 将 托 料 导 料 钉 推 至 最 高 位 置 进 行 下 一 步 的 送 料 导 向 4 5 3 导 向 零 件 在 大 批 量 生 产 的 情 况 下 为 了 便 用 于 装 模 或 在 精 度 要 求 较 高 的 情 况 下 模 具 采 用 导 向 装 置 以 保 证 精 确 定 位 提 高 冲 件 质 量 及 模 具 寿 命 导 柱 导 套 都 是 圆 柱 形 的 方 便 加 工 容 易 装 配 在 上 下 模 座 上 分 别 设 置 四 对 导 柱 导 套 对 凸 凹 模 进 行 导 向 后 置 导 柱 的 两 导 柱 直 径 相 同 中 间 配 置 和 对 角 配 置 的 导 柱 的 导 向 直 径 不 相 同 避 免 合 模 时 的 错 位 导 柱 导 套 可 直 接 从 国 家 标 准 里 面 选 用 导 柱 的 长 度 应 在 模 具 闭 合 后 导 柱 上 端 面 与 上 模 座 顶 面 的 距 离 不 小 于 10mm 15mm 而 下 模 座 底 免 与 导 柱 底 面 的 距 离 应 为 0 5mm 1mm 4 5 4 卸 料 推 件 装 置 本 模 具 采 用 弹 性 卸 料 装 置 由 卸 料 板 弹 簧 卸 料 螺 钉 组 成 弹 压 卸 料 装 置 装 在 模 具 上 模 座 卸 料 板 的 平 面 外 形 尺 寸 等 凹 模 板 的 外 形 尺 寸 整 副 模 具 采 用 弹 性 装 置 采 用 弹 性 推 件 装 置 时 可 使 板 料 处 于 受 压 状 态 下 分 离 因 而 冲 件 的 平 直 高 度 较 高 出 件 平 稳 无 撞 击 因 为 卸 料 板 有 保 护 精 密 凸 模 的 作 用 所 以 要 在 卸 料 板 与 上 模 座 之 间 增 设 辅 助 导 向 机 构 小 导 柱 和 小 导 套 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 18 5 模 具 闭 合 高 度 的 计 算 和 校 核 压 力 机 的 选 择 5 1 模 具 闭 合 高 度 的 计 算 选 取 上 模 座 厚 度 H1 40mm 选 取 下 模 座 厚 度 H2 40mm 凸 模 固 定 板 厚 度 H3 16mm 选 取 凹 模 板 厚 度 H4 20mm 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 19 选 取 卸 料 板 厚 度 H5 16mm 选 取 上 下 垫 板 厚 度 H6 8mm 模 具 闭 合 高 度 为 H 175 3mm 5 2 压 力 机 的 选 择 及 校 核 整 副 模 具 的 总 压 力 F 41KN 故 选 择 压 力 机 的 公 称 压 力 应 大 于 41KN 选 取 J23 16 型 开 式 可 倾 斜 式 压 力 机 其 技 术 参 数 如 下 初 选 公 称 压 力 为 160KN 的 压 力 机 最 大 闭 合 高 度 为 220mm 最 大 装 模 高 度 180 而 模 具 的 闭 合 高 度 必 须 与 压 力 机 的 闭 合 高 度 相 适 应 应 介 于 压 力 机 最 大 和 最 小 闭 合 高 度 以 之 间 一 般 是 可 以 按 如 下 关 系 式 确 定 H 最 大 5 H 模 H 最 小 10 180 5 174 8 180 45 10 所 选 压 力 机 适 合 要 求 6 结 论 本 次 多 工 位 级 进 模 具 的 设 计 由 于 以 前 接 触 的 知 识 不 多 所 以 借 了 许 多 这 方 面 的 书 吸 取 了 以 前 的 盲 目 计 算 的 经 验 在 做 整 个 的 设 计 前 我 先 对 设 计 题 目 进 行 了 分 析 了 解 大 致 确 定 了 设 计 方 案 在 充 计 计 算 过 程 中 我 的 思 想 认 识 也 得 到 了 一 定 的 提 高 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 20 参 考 文 献 1 王 树 勋 典 型 模 具 结 构 图 册 M 华 南 理 式 大 学 出 版 社 2005 4 2 周 继 强 模 具 制 造 工 艺 M 北 京 机 械 工 业 出 版 社 2007 7 3 肖 祥 芷 王 孝 培 中 国 模 具 工 程 大 典 M 北 京 电 子 工 业 出 版 社 2007 3 4 牟 林 胡 建 华 冲 压 工 艺 与 模 具 设 计 M 北 京 中 国 林 业 出 版 北 就 大 学 出 版 社 2008 8 5 陈 炎 嗣 多 工 位 级 进 模 设 计 与 制 造 M 北 京 机 械 工 业 出 版 社 2009 6 高 军 李 熹 平 修 大 鹏 冲 压 模 具 标 准 件 的 选 用 与 设 计 指 南 M 北 京 化 学 工 业 出 版 社 2009 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 21 7 鄂 大 辛 成 形 工 艺 与 模 具 设 计 M 北 京 化 工 出 版 社 2009 1 8 马 朝 兴 冲 压 工 艺 与 模 具 设 计 M 北 京 化 学 工 业 出 版 社 2008 9 刘 化 刚 冲 压 工 艺 与 模 具 M 北 京 化 学 工 业 出 版 社 2007 2 10 成 大 先 机 械 设 计 手 册 M 北 京 化 学 工 业 出 版 社 2004 1 11 赵 孟 栋 冷 冲 模 设 计 M 北 京 机 械 工 业 出 版 社 2005 4 12 杨 玉 英 实 用 冲 压 工 艺 及 模 具 设 计 手 册 M 北 京 机 械 工 业 出 版 社 2005 9 13 彭 建 声 秦 晓 港 目 送 技 术 问 答 M 机 械 工 业 出 版 社 2003 14 陈 克 飞 支 架 簧 多 工 位 级 进 模 设 计 J 模 具 工 业 2007 33 12 29 33 15 马 正 元 冲 压 工 艺 与 模 具 设 计 M 北 京 机 械 工 业 出 版 社 2003 16 陈 永 滨 冲 压 模 具 设 计 基 础 M 电 子 工 业 出 版 社 2005 8 1 16 17 朱 张 校 工 程 材 料 M 第 三 版 清 华 大 学 出 版 社 2001 1 18 章 跃 机 械 制 造 专 业 英 语 M 机 械 工 业 出 版 社 1993 11 257 19 施 平 机 械 工 程 专 业 英 语 M 哈 尔 滨 哈 尔 滨 工 业 大 学 出 版 社 2003 10 20 徐 学 林 互 换 性 与 测 量 技 术 基 础 M 湖 南 大 学 出 版 社 2004 11 9 53 致 谢 本 论 文 是 在 老 师 的 悉 心 指 导 和 热 情 关 怀 下 完 成 的 从 选 题 撰 写 到 定 稿 陈 老 师 给 予 了 我 很 多 及 时 且 建 设 性 的 指 导 意 见 我 在 论 文 中 的 每 一 点 进 步 无 不 凝 聚 着 恩 师 的 心 血 值 此 论 文 完 成 之 际 谨 向 陈 老 师 致 以 深 深 的 感 谢 和 崇 高 的 敬 意 这 段 时 间 让 我 体 会 到 设 计 人 员 一 定 要 认 真 仔 细 做 事 要 考 虑 周 全 不 能 偷 懒 更 不 照 搬 照 抄 要 脚 踏 实 地 才 会 有 收 获 沈 阳 工 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 22