材料成型鍛壓畢業(yè)設計說明書

1、<p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　沖壓模具在實際工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。隨著當今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應用到生產(chǎn)中來。沖壓模具的自動送料技術也投入到了實際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負擔，具有重要的技術進步意義和經(jīng)濟價值。</p><p>　　所謂復合模，就是在壓力機

2、的一次行程下,可以同時完成多道工序的沖裁模。可獲得更長的模具壽命，更好的金屬絲圓度，并且高度可預測的模具磨損性能。復合模是一種具有表面光潔度，最小摩擦力的耐磨人工合成材料。模具壽命長，金屬絲表面光潔度較好。它的優(yōu)點是模具壽命長，故障時間短，效率高。可獲得尺寸范圍廣。優(yōu)秀的防裂紋和破損的性能。平滑，可預測的模具磨損性能。主要應用在非鐵的金屬絲，特別是在尺寸較大，磨損較大而表面光潔度無關緊要時。</p><p>　　

3、所謂彎曲，就是將金屬材料沿彎曲線彎成一定的角度和形狀的工藝方法。彎曲模具的結構設計是在彎曲工序確定后的基礎上進行的，設計時應考慮彎曲件的形狀、精度要求、材料性能以及生產(chǎn)批量等因素。</p><p>　　本文設計的是鉸鏈與芯夾的冷沖壓模具設計，經(jīng)過對這個題目的分析與研究，最終確定了以彎曲成形模 一次彎曲成形和四工位復合模，此課題主要詳細介紹了在鉸鏈及芯夾冷沖壓模具設計過程中，對各個工序的設計構想及具體實施方案，并且

4、主要講述模具設計工藝方案及工藝過程。我設計的模具的特點及原則是：首先得保證產(chǎn)品質量節(jié)約原材料，降低勞動強度，降低成本，提高勞動生產(chǎn)率，最后達到產(chǎn)品的要求。</p><p>　　關鍵詞：沖壓 模具 復合模 彎曲</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In actual stamping widely us

5、ed in industrial production. With the development of science and technology, industrial production in the use of mould has attracted people's attention, and are applied to production. The stamping technology and auto

6、matic feeding into the actual production, stamping mould can greatly improve labor productivity, reduce the burden of technological progress, it has important significance and economic value.</p><p>　　So-cal

7、led composite modulus, is in the press trip, may also completed a number of processes to punch die.It can obtain more long life, better wire roundness, and highly predictable mould abrasion performance. Composite modulus

8、 is one kind that has the surface finish, minimum friction resistance synthetic materials. Die life long, the metal surface finish. Its advantages are long life, high efficiency, short time.It can obtain size range,excel

9、lent performance of cracks and prevent damage. Smooth,</p><p>　　So-called bending, metal material is the curved line will turn into a certain Angle and the shape of the technological process. The structure d

10、esign of bending die bending process is determined based on the design of curved, should be considered when thinking about the shape, accuracy requirement, material properties such as production batch.</p><p&g

11、t;　　This is the design of the hinge and core stamping mould design, through the analysis of this topic, and finally determined to study the bending modulus and four stations in once composite modulus,.This topic is intr

12、oduced in detail.In the hinge and the core clip hinge cold stamping mould design process for all processes, it has designed the design idea and the concrete implementation plan, and mainly mold design program and process

13、.The characteristics of the principle I designed the mould is: </p><p>　　Key words: stamping， mould， composite modulus， bend</p><p><b>　　中文摘要I</b></p><p><b>　　第一

14、章 緒論2</b></p><p><b>　　1.1 引言2</b></p><p>　　1.2 模具行業(yè)未來發(fā)展前景2</p><p>　　1.3主要研究內容4</p><p>　　1.3.1 選題意義4</p><p>　　1.3.2 主要研究（設計內容）5<

15、/p><p>　　第二章 彎曲模模具的工藝計算7</p><p>　　第一節(jié) 設計產(chǎn)品圖7</p><p>　　第二節(jié) 零件的工藝分析7</p><p>　　2.2.1 產(chǎn)品的展開計算7</p><p>　　2.2.2 工藝分析9</p><p>　　2.2.3 彎曲時的回彈9</

16、p><p>　　2.2.4 彎曲時的最小相對彎曲半徑11</p><p>　　第三節(jié) 工藝計算12</p><p>　　2.3.1 彎曲凹模的圓角半徑及其工作部分的深度12</p><p>　　2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的確定12</p><p>　　2.3.3 彎曲力的計算14</p><

17、p>　　2.3.4 沖壓設備的選擇15</p><p>　　第三章 芯夾復合模模具的工藝計算16</p><p>　　第一節(jié) 確定工藝方案和排樣設計16</p><p>　　第二節(jié) 模具的工藝計算17</p><p>　　3.2.1 凸、凹模間隙值得確定17</p><p>　　3.2.2 刃口尺寸計算

18、18</p><p>　　3.2.4 模具壓力中心的確定22</p><p>　　3.2.5 沖模的閉合高度24</p><p>　　第四章 模具設計25</p><p>　　第一節(jié) 草圖設計25</p><p>　　第二節(jié) 模具主要零部件的結構設計27</p><p>　　4.

19、2.1 凸模和凹模的設計原則27</p><p>　　4.2.2 定位裝置的設計28</p><p>　　4.2.3 限位裝置的設計28</p><p>　　4.2.4 頂出裝置設計29</p><p>　　4.2.5 送料機構與出件方式29</p><p>　　4.2.6 模柄29</p>

20、<p>　　4.2.7 緊固件及其安裝要求29</p><p>　　4.2.8 輔助裝置的設計32</p><p>　　第五節(jié) 模具材料的選擇32</p><p><b>　　結 論34</b></p><p><b>　　致 謝35</b></p><p

21、><b>　　參考文獻36</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　金屬板料冷沖壓是一種在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛的加工方法。隨著市場競爭日趨加劇．產(chǎn)品質量不斷提高，對生產(chǎn)的安全性、操作的方便性等要求也日益提高

22、。模具作為沖壓生產(chǎn)的基本要素，其設計制造技術受到普遍重視，模具工業(yè)被認為是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，國際模具協(xié)會認為：模具是進入富裕社會的原動力。</p><p>　　沖壓模具是冷沖壓工藝必不可少的工藝裝備。沖壓模具設計得好壞、水平高低，將直接影剛產(chǎn)品質量、成本、生產(chǎn)效率與操作者的安全。</p><p><b>　　此次的設計目的是：</b></p><

23、p>　　1）掌握冷沖壓模具的設計方法，要求我們將理論與實際密切聯(lián)系起來力求所學知識更完備。</p><p>　　2）培養(yǎng)綜合運用所學知識，獨立解決實際問題的能力，并提高模具的設計與制造水平。</p><p>　　3）熟悉查閱有關資料的手冊的方法，了解成型模具的工藝要求及結構特點。</p><p>　　4）為了使我們?yōu)橐院蟮墓ぷ鞔蛳铝己玫幕A。</p>

24、;<p>　　1.2 模具行業(yè)未來發(fā)展前景</p><p>　　改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具

25、制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。  隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個

26、別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距.例如,精</p><p>　　進入二十一世紀以來，“能源”“環(huán)?！薄暗吞肌薄熬G色”等詞語日益深入人心。環(huán)保節(jié)能已經(jīng)成為各個領域人們所追捧的趨勢之一。模具行業(yè)同樣如此。近幾年來，綠色設

27、計已延伸到機械制造業(yè)當中。而模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備，它的生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，因而在模具行業(yè)中提倡綠色設計應更為重要?！熬G色模具”不僅僅指在使用時對環(huán)境的影響小，還應是從制造到報廢的整個生命周期內對環(huán)境的破壞是最小的。     綠色模具的生命周期與環(huán)境相關的有如下幾個階段：設計、制造、銷售、使用、維護與服務和報廢回收。綠色設計就是要在產(chǎn)品開發(fā)設計時就充分關

28、注在這幾個階段中如何減輕其對環(huán)境的影響。 從原材料的選擇到回收，從模具的可拆性選擇到采用模具先進性技術無一不體現(xiàn)出綠色。綠色設計優(yōu)于傳統(tǒng)的設計方法，雖然在短期內，它的投資略大于傳統(tǒng)的設計，但從長遠看來，如果我們采用綠色設計，那么在節(jié)能、降耗、增效益方面將會得到成倍的收獲?？梢赃@樣說，綠色將是21世紀產(chǎn)品的主要特點之一，誰能向市場提供綠色產(chǎn)品，誰就能在市場競爭中占據(jù)有利位置。因此，企業(yè)無論從自身的長遠發(fā)展角度，還是從人類的可持續(xù)

29、發(fā)展戰(zhàn)略</p><p><b>　　1.3主要研究內容</b></p><p>　　1.3.1 選題意義</p><p>　　冷沖壓是先進的金屬加工方法之一．它主要加工板料，故又稱為板料沖壓、冷沖壓是常溫下，借助于設備提供的壓力，利用模具，使板料金屬發(fā)生塑性變形，因此，它也是金屬塑性加工(壓力加工)的一種方法。有些非金屆材料，也可以采用某些沖

30、壓工藝制造零件。與切削加上相比，冷沖壓靠模具和設備完成加工過程，所以具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品一致性好、操作簡單、便于實現(xiàn)機械化與自動化等一系列優(yōu)點。一臺普通沖壓設備每分鐘可生產(chǎn)零件幾十件，而高速沖床的生產(chǎn)率可達每分鐘數(shù)百件甚至上千件。因此，大批量生產(chǎn)的機械、電子、輕工等產(chǎn)品，都大量使用冷沖壓零件。在國防方面，電機、導彈、各種槍支與炮彈等產(chǎn)品中，冷沖壓加工的零件比例也是相當大的。隨著汽車和家用電器等行業(yè)的飛速發(fā)展，在工

31、業(yè)發(fā)達的國家，對發(fā)展冷沖壓生產(chǎn)給予了高度重視。據(jù)近年來的統(tǒng)計，美、日等國的模具工業(yè)年產(chǎn)值已經(jīng)超過機床工業(yè)年產(chǎn)值的6％一12％。由于冷沖壓不需要加熱，也不像切削加工那樣，將大量金屬切成碎屑而消耗大量能量，所以是一種節(jié)能的加工方法；沖壓制品所用的原材料是冶金廠大量生產(chǎn)的廉價的鋼板和鋼帶，在沖壓加工中材料表面質量不受破壞，故沖壓件的表面質量好，這</p><p>　　隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，沖壓及模

32、具技術也在不斷革新與發(fā)展，必將在以下幾個方面嶄露推新： </p><p>　　首先，在工藝分析計算方法現(xiàn)代化方面，近幾年來，國外開始采用有限變形的彈塑性有限方法，對復雜成型件的成型過程進行應力，應變分析的計算機模擬，只預測某一工藝方案對零件成型的可能性和會發(fā)生的問題，將結果顯示在圖形的終端上，供設計人員進行修改和選擇。其次，模具設計制造現(xiàn)代化已是趨勢。為

33、了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短模具設計周期，工業(yè)發(fā)達國家正在大力開展模具計算機輔助設計和制造的研究，并已在生產(chǎn)中運用。再次，采用冷沖壓生產(chǎn)機械化與自動化。為了大量生產(chǎn)的需要，沖壓設備由低速壓力機發(fā)展到高速自動壓力機。另外，積極發(fā)展新的成型工藝。為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代和小批量生產(chǎn)的需要，發(fā)展了一些新的成型工藝，簡易模具，數(shù)控沖壓設備和沖壓柔性制造技術等。最后，還不斷改進板料的沖壓性能。目前世界各先進工業(yè)國不斷研制出沖壓性能良好的板料，只提高沖壓

34、成型能力和使用效果。</p><p>　　1.3.2 主要研究（設計內容）</p><p>　　此次畢業(yè)設計題目是鉸鏈與芯夾的冷沖壓模具設計，經(jīng)過對這個題目的分析與研究，最終確定了以彎曲成形模 一次彎曲成形和四工位復合模 沖孔→沖孔→預彎→彎曲的工序組合來完成這兩副模具的設計。此課題主要詳細介紹了在鉸鏈及芯夾冷沖壓模具設計過程中，對各個工序的設計構想及具體實施方案，并且主要講述模具設計工藝

35、方案及工藝過程。我設計的模具的特點及原則是：首先得保證產(chǎn)品質量節(jié)約原材料，降低勞動強度，降低成本，提高勞動生產(chǎn)率，最后達到產(chǎn)品的要求。</p><p>　　在此次設計中，主要應用到了沖裁及彎曲工藝。所謂彎曲就是將金屬材料沿彎曲線彎成一定的角度和形狀的工藝方法。彎曲是沖壓的基本工序之一，在沖壓生產(chǎn)中占有很大的比重。用彎曲方法沖壓的種類很多，按其截面形狀來分有各種形狀。但最常見的是在壓力機上進行的壓彎，此次設計主要是

36、在壓力機上進行壓彎的工藝和彎曲模具設計。所謂沖裁就是利用沖模在壓力機上使板料分離的一種沖壓工藝，是使材料一部分相對另一部分發(fā)生分離，是沖壓加工方法中的基礎工序。應用極為廣泛，它既可以直接沖壓出所需的零件，又可以為其他沖壓工序制備毛坯。材料經(jīng)過沖裁以后，被分離成兩部分，一般為沖落部分和帶孔部分。若沖裁的目的是為了獲取有一定外形輪廓和大小的沖落部分，則稱為落料工序，剩余的帶孔部分成為廢料。而沖下部分為廢料則是沖孔。沖裁工藝是沖壓生產(chǎn)的主要工

37、藝方法之一。沖裁所得到的工件可以直接作為零件使用或用于裝配部件，也可以作為彎曲，拉深，成形等其他工序的毛坯。</p><p>　　對于簧夾的設計，主要采用了簧夾鉸鏈升降式一次彎曲成形模。這兩副模具在設計中都涉及到彎曲模的設計，尤其是簧夾的設計就是采用一次彎曲成形模。對于需要兩側彎曲，尤其兩側對稱的閉式彎曲的零件，采用鉸鏈升降式一次彎曲成形模，效果不錯。該模具的凹模采用兩塊鉸鏈機構，由驅動的折板構成，其外斜面與模框

38、吻合，彎形合模后自動鎖緊，增加了剛性沖擊的校正力，使彎形工件成形后可獲校正，減少回彈。該沖模用帶兩個直徑為3.2毫米孔的平毛坯，一次彎曲成形，隨著兩側受壓的拉簧伸張，頂著折板模塊向內折，上模下行的過程中，將毛坯進行側向兩對應位置，相同形狀的彎曲，以獲得工件外形。這時由于頂桿的作用，使折板模塊沿?？蛳蛲夥珠_，同時伸張了的拉簧再次縮緊，工件及凸模一并抬起，最后取下工件。這種一次彎曲成形效率高，質量較好。</p><p&g

39、t;　　對于芯夾模具的設計，采用的是芯夾滑動導向導柱模架固定卸料，橫向送料四工位連續(xù)式復合模。這是一模成形沖制小型復雜形狀立體成形零件較為典型的沖模結構。過程為沖孔→沖孔→預彎→彎曲的工序組合。板材毛坯件從模具一側進入，工位1對其進行一次沖孔，沖出大概外形。繼續(xù)向模具內行進，進入工位2，由成型側刀對其進行再一次沖孔，沖出工件外形。工位3對工件進行預彎曲，最后由工位4彎曲成形。成形工件由下部落出。</p><p>

40、　　第二章 彎曲模模具的工藝計算</p><p><b>　　第一節(jié) 設計產(chǎn)品圖</b></p><p>　　圖1-1所示芯夾材料為65Mn彈簧鋼,厚度1mm,該零件屬一次彎曲成形。成形工藝彎曲。設計上,需著重解決芯夾彎曲成形。</p><p><b>　　圖1-1 簧夾</b></p><p>

41、　　第二節(jié) 零件的工藝分析</p><p>　　2.2.1 產(chǎn)品的展開計算</p><p>　　彎曲毛坯尺寸的確定方法，主要有兩種情況[4]：1）有圓角半徑的彎曲(R＞0.5t)；2）無圓角半徑或圓角半徑很小時的彎曲(R＜0.5t)（如圖2-2，圖2-3）。</p><p>　　由上面的工件圖可知，半徑為R2處的彎曲屬于有圓角半徑的彎曲(R＞0.5t)，應該按照下式

42、來計算：</p><p>　　圖2-2 有圓角半徑的彎曲 圖2-3 無圓角半徑或圓角半徑很小時的彎曲</p><p>　　=（R+Kt）=1.57（R+Kt） （1）</p><p>　　式中：R——彎曲件內表面的圓角半徑（mm）；</p><p>　　K——中性層系數(shù)，查表2

43、-1；</p><p>　　t——材料厚度（mm）。</p><p>　　表2-1 應變中性層系數(shù)</p><p>　　經(jīng)查表對應半徑為3，4，3.5得K值分別為0.47，0.475，0.4725，工件厚1mm，將數(shù)值代入上式得=77.8mm。</p><p>　　工件底部屬于無圓角半徑的彎曲，L=19mm

44、 </p><p>　　計算得到毛坯的總體尺寸如下圖：</p><p>　　圖2-1 毛坯尺寸</p><p>　　2.2.2 工藝分析</p><p>　　圖2-1所示簧夾材料為65Mn彈簧鋼,厚度1mm,其外形尺寸的回彈在級進模中較難控制。成形工藝彎曲工序。設計時，應注意以下

45、幾點[5-7]：</p><p>　　1）著重解決簧夾彎曲成形,經(jīng)計算,材料在垂直于軋制方向和平行于軋制方向最小彎曲半徑均滿足要求。</p><p>　　2）Φ3.2孔的孔壁與周邊距僅為2.9mm，設計模具時應加以注意。</p><p>　　3）工件中多處彎曲，要控制回彈,最后彎曲需經(jīng)過試模調整。</p><p>　　4）應重視模具材料和結構

46、的選擇，保證模具壽命。</p><p>　　5）應保證各工位凸、凹模動作行程的穩(wěn)妥連貫，工件定位準確。</p><p>　　2.2.3 彎曲時的回彈</p><p>　　任何塑性彎曲變形都是由彈性變形過渡到塑性變形的，變形過程中不可避免地殘存著彈性變形，致使彎曲后工件的形狀和尺寸都將發(fā)生與加載時變形方向相反的變化，從而造成彎曲件的彎曲角度和彎曲半徑與模具尺寸不一致。

47、這種現(xiàn)象稱為回彈。</p><p>　　由于彎曲時內外區(qū)切向應力與應變性質不同，因此彈性恢復方向也相反，即外區(qū)縮短，內區(qū)伸長。這種反向的彈性恢復，引起彎曲件形狀和尺寸的變化。 此如何減少和控制回背景數(shù)值，則是研究和擬定彎曲工藝的主要內容之一。</p><p>　　彎曲變形中的回彈，表現(xiàn)為卸載后彎曲件的曲率和彎曲角發(fā)生變化。設卸載前中性層曲率半徑為ρε，彎曲角為α，回彈后的中性層曲率半徑為ρ

48、０，彎曲角為α０，則彎曲件的曲率變化量為：</p><p>　　△Ｋ＝１／ρε－１／ρ０　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　</p><p>　　△Ｋ＝M／（EI ）</p><p>　　M——彎矩 I——板料截面的慣性矩 </p><p>　　角度變化量為:△α=α-α０

49、 (2)</p><p>　　曲率變化量與角度變化量稱為彎曲件的回彈值。</p><p>　　表2-2 自由彎曲時角度回彈量△α</p><p><b>　　影響回彈因素：</b></p><p><b>　　材料的機械性能</b></p>

50、<p>　　角度回彈量△α（回彈角）及曲率回彈量△Ｋ與材料的屈服極限σｓ成正比，與彈性模量Ｅ成反比。</p><p><b>　　相對彎曲半徑ｒ／ｔ</b></p><p>　　當其他條件相同時，回彈角隨ｒ／ｔ值的增大而增大，曲彎回彈量隨ｒ／ｔ值的增大而減小。</p><p><b>　　彎曲角α</b>&l

51、t;/p><p>　　α越大，表面變形區(qū)越大，回彈角越大，但是彎曲半徑ｒ的回彈無影響。</p><p><b>　　彎曲件的形狀</b></p><p>　　一般來講，形狀復雜的彎曲件，一次彎曲成形角的數(shù)量越多，回彈量就越小。</p><p><b>　　模具間隙</b></p><

52、p><b>　　校正彎曲時的校正力</b></p><p>　　當ｒ／ｔ小于5時，彎曲半徑的回彈值不大，因此只考慮角度的回彈，其值可按有關手冊的表格查出經(jīng)驗數(shù)值的修正回彈角。</p><p>　　當ｒ／ｔ大于5時，不僅角度有回彈，彎曲半徑也有較大變化。此時，</p><p>　　R凸=1／（1／r+3σs／Et）

53、 （3）</p><p>　　α凸=α-（180-α）（r／r凸-1） （4）</p><p><b>　　控制回彈的措施：</b></p><p>　　控制彎曲回彈的方法常用補償法及鐓壓法。補償法是在模具相應位置開出一定斜度,使工件出模后正好

54、符合規(guī)定的角度。鐓壓法是鐓壓工件彎曲帶,改變其應力、應變狀態(tài),達到控制彎曲回彈的目的。在該工件上, 90°直角彎曲利用鐓壓法可達到控制彎曲回彈的目的, 45°彎曲應進行先補償再鐓壓,效果更好。</p><p><b>　　改進零件的設計</b></p><p>　　在變形區(qū)壓加強肋或壓成形邊翼。</p><p><b&

55、gt;　　從工藝上采取措施</b></p><p>　　用校正性彎曲代替自由彎曲，對冷作硬化的硬材料須先退火，降低屈服點，減小回彈，彎曲后再淬硬。</p><p>　　從模具結構上采取措施</p><p>　　2.2.4 彎曲時的最小相對彎曲半徑</p><p>　　對于一定厚度的材料，彎曲半徑越小，外層材料的伸長率越大。當外邊緣

56、材料的伸長率達到并超過材料的伸長率后，就會導致彎裂。在保證毛坯最外層纖維不發(fā)生破裂的前提下，所能獲得的彎曲零件內表面最小圓角半徑與彎曲材料厚度的比值Rmin／t稱為最小相對彎曲半徑。</p><p>　　影響最小相對彎曲半徑的因素有：</p><p><b>　　材料的力學性能</b></p><p><b>　　彎曲件角度α<

57、/b></p><p><b>　　板材寬度的影響</b></p><p><b>　　板料的熱處理狀態(tài)</b></p><p>　　板料的邊緣及表面狀態(tài)</p><p><b>　　折彎方向</b></p><p>　　表2-3 最小彎曲半徑

58、的數(shù)值</p><p><b>　　第三節(jié) 工藝計算</b></p><p>　　2.3.1 彎曲凹模的圓角半徑及其工作部分的深度</p><p>　　凸、凹模間隙對沖裁剪斷面質量、尺寸精度、模具壽命以及彎曲件回彈，表面質量，彎曲力等有較大的影響，所以必須選擇合理的間隙。沖裁間隙數(shù)值的選用主要是按照工件的質量要求，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值來選用。經(jīng)查表[1

59、5]知，對于厚1mm的65Mn彈簧鋼來說，z=1mm</p><p>　　生產(chǎn)中，按材料的厚度決定凹模圓角半徑：</p><p>　　T≤2mm r凹=（3~6）T</p><p>　　彎曲V形件時，凹模深度及底部最小厚度經(jīng)查表[15]知，對邊長在75~100，厚度1mm的件來說，最小厚度32mm，深度為25~30mm.</p><p>

60、　　2.3.2 凸、凹模刃口尺寸的確定 </p><p>　　2.3.2.1 刃口尺寸計算</p><p>　　對于凸、凹模刃口尺寸的計算有兩種方法[15]：a、凸模與凹模分開加工和b、凸模與凹模配合加工。</p><p>　　對于這個簧夾的加工，涉及到的尺寸比較多，因此凸、凹模刃口尺寸的計算采用凸模與凹模配合加工來計算。</p><p&g

61、t;　　如圖2-4中，R1,R3,R4三處ｒ／ｔ均小于5，故彎曲半徑回彈值不大，只需從有關手冊中查出彎曲角度回彈即可。查表2-2</p><p>　　而R2處ｒ／ｔ大小5，所以R凸=1／（1／r+3σs／Et）=11.3mm</p><p>　　α凸=α-（180°-α）（r／r凸-1）=84.4°</p><p>　　2.3.2.2 彎曲凸凹模

62、寬度尺寸的計算</p><p>　　彎曲凸、凹模寬度尺寸的計算與工件尺寸的標注有關。一般原則是：工件標注外形尺寸，則模具以凹模為基準件，間隙取在凸模上，反之，工件標注內形尺寸，則模具以凸模為基準件，間隙取在凹模上。如圖2-4。將工件上的尺寸分為二類：</p><p>　　第一類是工件標注外形</p><p>　　第二類是工件標注內形</p><p

63、>　　圖2-4 零件尺寸分類圖</p><p>　　對于這二類尺寸，分別按照下面二式計算：</p><p>　　第一類：L 凹 =（Lmax-0.75Δ）</p><p>　　L凸=（L凹-2Z） （5） </p><p>　　第二類：L凸=（Lmin+0.75Δ）

64、</p><p>　　L 凹 =（L凸+2Z）</p><p>　　式中 L 凹，L凸——基準件寬度尺寸（mm）；</p><p>　　Lmax ，Lmin——相應的工件極限尺寸（mm）；</p><p>　　Δ——工件公差（mm）；</p><p>　　Z——間隙1.3mm</p><p>　

65、　δ——基準件制造偏差（mm），當刃口尺寸標注形式為+δ（或-δ）時，δ=，當標注形式為δ時，δ=Δ。</p><p>　　本設題要求為第一類由于工件精度等級為IT9級，各尺寸的公差值Δ查表可得。將各尺寸及查得的工件公差Δ值代入上述公式進行計算：</p><p>　　L 凹 =17.97 L凸=15.4</p><p>　　2.3.3 彎曲力的計算&l

66、t;/p><p>　　由于模具中有彎曲工位，因此還應該進行彎曲力的計算。彎曲力的計算主要分為自由彎曲力和校正彎曲力。校正彎曲力的計算公式為：</p><p>　　F=pA （6）</p><p>　　式中 F——校正彎曲力（N）；</p><p>　　A——校正部分投影面積（mm）；

67、</p><p>　　P——單位校正力（Mpa），其值見表2-4.</p><p>　　表2-4 單位校正力P值 （Mpa）</p><p>　　經(jīng)計算，可得到每個彎曲工位工件校正部分投影面積：</p><p>　　A1=108 mm； A2=216 mm； A3=144 mm；A4=126 mm。 查表得

68、P=60～70（Mpa），不妨取中間值P=65 Mpa，代入公式（6）：</p><p>　　F=pA=p（A1+ A2+ A3）=65×（108+216+144+126）=38610（N）</p><p><b>　　自由彎曲的公式為：</b></p><p>　　F自=0.6Kbt2σb／（r+t）

69、 （7）</p><p>　　最大F自=2527.2N</p><p>　　壓彎時的頂件力和卸料力</p><p>　　FQ=（0.3~0.8）F自=631.8N （8）</p><p>　　2.3.4 沖壓設備的選擇</p><p>　　壓力機的選擇有以下原則[15-18]：</

70、p><p>　?、賶毫C的噸位應當?shù)扔诨虼笥谛Ｕ龝r的彎曲力。</p><p>　　F機≥F彎 （9）</p><p>　　式中 F機——所選壓力機的噸位；</p><p><b>　　F彎——總的工藝力</b></p><p>　?、诟?/p>

71、據(jù)模具結構選擇壓力機類型和行程(沖程)次數(shù)，如復合模工件需從模具中間出件，最好選用可傾式壓力機。</p><p>　?、鄹鶕?jù)模具尺寸大小、安裝和進出料等情況選擇壓力機臺面尺寸，如有推件時應考慮臺面孔的大小，使沖后有關零件能自由通過。</p><p>　?、苓x擇壓力機的閉合高度與模具是否匹配。</p><p>　?、菽１睆健㈤L度尺寸是否與壓力機滑塊模柄孔直徑、深度尺

72、寸相當。</p><p>　?、迚毫C滑塊行程應該是拉深深度的2—2．5倍。</p><p>　?、邏毫C的行程次數(shù)應當保證有最高的生產(chǎn)效率。</p><p>　?、鄩毫C應該使用方便和安全。</p><p>　　根據(jù)這些原則，初步選定壓力機。開式固定臺壓力機初選J22—4型壓力機，規(guī)格如表2-5：</p><p>　

73、　表2-5 選定的壓力機參數(shù)</p><p>　　第三章 芯夾復合模模具的工藝計算</p><p>　　第一節(jié) 確定工藝方案和排樣設計</p><p>　　排樣設計是復合模設計的關鍵之一。排樣圖的優(yōu)化與否，不僅關系到材料的利用率，工件的精度，模具制造的難易程度和使用壽命等，而且關系到模具各工位的協(xié)調與穩(wěn)定。</p><p>　　沖壓件在帶料上

74、的排樣必須保證完成各沖壓工序，準確送進，同時還應便于模具的加工、裝配和維修。</p><p>　　根據(jù)工件的工藝分析，其基本工序有沖裁、彎曲、切斷三種。按各工序先后順組合，可得到多種組合方式。為了簡化結構,降低制造成本,保證條料送進剛性和穩(wěn)定性,減小工作面積,減少發(fā)生故障及返修幾率,初選方案如下：沖孔→沖孔→預彎→彎曲的工序組合。板材毛坯件從模具一側進入，工位1對其進行一次沖孔，沖出大概外形。繼續(xù)向模具內行進，進

75、入工位2，由成型側刀對其進行再一次沖孔，沖出工件外形。工位3對工件進行預彎曲，最后由工位4彎曲成形。成形工件由下部落出。</p><p>　　針對方案對工件進行排樣設計，有以下排樣方案,如圖3-1：</p><p>　　圖3-1 芯夾排樣圖</p><p>　　排樣不合理就會浪費材料,衡量排樣經(jīng)濟性的標準是材料利用率,也就是工件的實際面積與板料面積的比值,即<

76、/p><p><b>　　(10)</b></p><p>　　式中 ——材料利用率；</p><p>　　——工件的實際面積，〔〕為；</p><p><b>　　——所用材料面積。</b></p><p><b>　　本次設計的=16%</b><

77、/p><p>　　第二節(jié) 模具的工藝計算</p><p>　　3.2.1 凸、凹模間隙值得確定</p><p>　　凸、凹模間隙對沖裁剪斷面質量、尺寸精度、模具壽命以及沖裁力、卸料力、推件力等有較大的影響，所以必須選擇合理的間隙。沖裁間隙數(shù)值的選用主要是按照工件的質量要求，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值來選用。經(jīng)查表[15]知，對于厚0.6mm的H62黃銅來說，沖裁模初始雙邊間隙Z分別取

78、之為：</p><p>　　=0.21mm,=0.27mm。</p><p>　　3.2.2 刃口尺寸計算</p><p>　　工件上的尺寸分為三類：</p><p>　　第一類是凹模磨損后增大尺寸；</p><p>　　第二類是凹模磨損后變小尺寸；</p><p>　　第三類是凹模磨損后沒有增

79、減的尺寸。</p><p>　　對于這三類尺寸，分別按照下面三式計算：</p><p>　　A類： =（-x·Δ） （11）</p><p>　　B類： =（+x·Δ） （12）</p><p>　

80、　C類： =（+0.5·Δ） （13）</p><p>　　式中 、、——基準件尺寸（mm）；</p><p>　　、、——相應的工件極限尺寸（mm）；</p><p>　　Δ——工件公差（mm）；</p><p>　　δ——基準件制造偏差（mm），當刃口尺寸標注形式為+

81、δ（或-δ）時，δ=，當標注形式為δ時，δ=Δ。</p><p>　　由于工件精度等級為IT14級，則式中x取值x=0.5。又由上面確定的沖裁模初始雙邊間隙值：=0.21mm, =0.27mm。各尺寸的公差值Δ查表可得。將各尺寸及查得的工件公差Δ值代入公式（11）、（12）、（13）進行計算：</p><p><b>　　則工位一上</b></p>&l

82、t;p><b>　　第一類尺寸：</b></p><p>　　=（2-0.5×0.02）0+0.005mm=1.990+0.005mm；</p><p>　　=（6-0.5×0.02）0+0.005mm=5.990+0.005mm；</p><p><b>　　第二類尺寸：</b></p&g

83、t;<p>　　=（18+1×0.02）0-0.005mm=18.010-0.005mm；</p><p>　　=（12+1×0.02）0-0.005mm=12. 010-0.005mm；</p><p>　　=（19+1×0.02）0-0.005mm=19.01 0-0.005mm</p><p>　　=（7+1

84、5;0.02）0-0.005mm=7.01m0-0.005m。</p><p>　　該工件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的尺寸配制，保證雙面間隙～＝0.21～0.27mm。</p><p><b>　　工位二上</b></p><p>　　=（2-0.5×0.02）0+0.005mm=1.990+0.005mm；</p>

85、<p>　　=（6-0.5×0.02）0+0.005mm=5.990+0.005mm；</p><p>　　=（7+1×0.02）0-0.005mm=7.01m0-0.005m。</p><p>　　C=19.5±0.0025mm</p><p>　　3.2.3.1 沖裁力</p><p>　　沖模設計

86、時，為了選用合適的壓力機、合理的設計模具。必須計算沖裁力，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力以適應沖裁的要求。</p><p>　　一般刃口模具沖裁時，其理論沖裁力（N）可按下式計算：</p><p>　　F=Ltτ （14）</p><p>　　式中 L——沖裁件周長（mm）。</p&

87、gt;<p>　　t——材料厚度（mm）；</p><p>　　τ——材料抗剪強度（Mpa）。</p><p>　　選擇設備噸位時，考慮刃口磨損和材料厚度及力學性能波動等因素，實際沖裁力可能增大，所以應取</p><p>　　F=1.3F=1.3Ltτ≈Ltσ （15）</p><

88、p>　　式中F——最大可能沖裁力（稱沖裁力）（N）；</p><p>　　σ——材料抗拉強度（Mpa）。</p><p>　　根據(jù)排樣圖和零件圖所給定的各種尺寸，可以進行沖裁件周長的計算。由于本模具并不是將工件直接沖出，而是采取每個工位沖掉一部分廢料，最后剩下的料即為工件的方法，所以，我們應該計算每個工位沖掉的廢料的周長（只計算廢料被沖裁的邊，沒參加沖裁的邊不計）。經(jīng)計算，得到?jīng)_掉廢

89、料的周長之和約為70.5mm，33.5mm。</p><p>　　經(jīng)查閱資料（模具設計指導），性能參數(shù)如下：</p><p>　　取 σ=294Mpa，將各數(shù)值代入上式進行計算：</p><p>　　工位一：F=Ltσ=70.5×0.6×294（N）=12436（N）</p><p>　　工位二：F=Ltσ=33.5&#

90、215;0.6×294（N）=5905（N）</p><p>　　3.2.3.2 卸料力、推件力和頂件力</p><p>　　卸料力、推件力和頂件力一般采用經(jīng)驗公式進行計算 ①卸料力：F=KF （16）</p><p>　　式中 F——卸料力（N）； &

91、lt;/p><p><b>　　K——卸料力系數(shù)</b></p><p>　　F——沖裁力（N）。</p><p>　?、陧敿Γ篎=KF （17）</p><p>　　式中 F——頂件力（N）；</p><p><

92、b>　　K——頂件力系數(shù)</b></p><p>　　F——沖裁力（N）。</p><p>　?、弁萍Γ篎=nKF （18）</p><p>　　表3-1 卸料力、推件力及頂件力系數(shù)</p><p>　　式中 F——推件力（N）；</p>

93、<p><b>　　K——推件力系數(shù)</b></p><p>　　F——沖裁力（N）。</p><p>　　n——梗塞在凹模內料的個數(shù)，n=h/t，h為凹模刃壁垂直部分高度（mm），t為料厚（mm）。</p><p>　　由于工件的厚度為0.6mm，由上表可查得：</p><p>　　K=0.045～0.055

94、（這里取中間值0.050）； K=0.05； K=0.05。由于料厚0.6mm，查表得凹模刃壁垂直部分高度取h=3mm，則n=h/t=3/0.6=5.</p><p>　　前面計算得到?jīng)_裁力F代入上面的公式，可得：</p><p>　　F分別為621.8N，295.5N；</p><p>　　F分別為621.8N，295.5N；</p><p

95、>　　F分別為3109N, 1477.5N.</p><p>　　則工位一上總沖裁力F= F+ F+ F+ F=16788.8N</p><p>　　工位二上總沖裁力F= F+ F+ F+ F=7972.8N。</p><p>　　注意，有的時候F、F、F并不是與F同時出現(xiàn)的，計算總力F時只加與F同一瞬間出現(xiàn)的力即可。</p><p>

96、;　　3.2.3.3 彎曲力的計算</p><p>　　由公式（6）及表2-4得 A=19.5x15.5+12x3=338.25mm2</p><p>　　F=25x338.25=8456.25N</p><p>　　3. 2.3.4 總的工藝力</p><p>　　將計算所得到的總沖裁力F和彎曲力F相加，得到總的工藝力F，即：</p&

97、gt;<p>　　F= F+ F=16788.8+7972.8+8456.25=33217.85（N）</p><p>　　3.2.3.5 沖壓設備的選擇</p><p>　　壓力機的選擇有以下原則[15-18]：</p><p>　?、賶毫C的噸位應當?shù)扔诨虼笥跊_裁時的總力。</p><p>　　F≥F

98、 （19）</p><p>　　式中 F——所選壓力機的噸位；</p><p><b>　　F——總的工藝力</b></p><p>　?、诟鶕?jù)模具結構選擇壓力機類型和行程(沖程)次數(shù)，如復合模工件需從模具中間出件，最好選用可傾式壓力機。</p><p>　?、鄹鶕?jù)模具尺寸大小、

99、安裝和進出料等情況選擇壓力機臺面尺寸，如有推件時應考慮臺面孔的大小，使沖后有關零件能自由通過。</p><p>　?、苓x擇壓力機的閉合高度與模具是否匹配。</p><p>　　⑤模柄直徑、長度尺寸是否與壓力機滑塊模柄孔直徑、深度尺寸相當。</p><p>　　⑥壓力機滑塊行程應該是拉深深度的2—2．5倍。</p><p>　　⑦壓力機的行程次

100、數(shù)應當保證有最高的生產(chǎn)效率。</p><p>　?、鄩毫C應該使用方便和安全。</p><p>　　根據(jù)這些原則，初步選定壓力機。開式固定臺壓力機初選J22—4型壓力機，規(guī)格如表3-2：</p><p>　　表3-2 選定的壓力機參數(shù)</p><p>　　3.2.4 模具壓力中心的確定</p><p>　　沖裁力合力的

101、作用點稱為沖模壓力中心。沖模壓力中心應盡可能和模柄軸線以及壓力機滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導向件的磨損，提高模具及壓力機壽命。</p><p>　　沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力作用點的方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓各部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力作用點可轉化為求輪廓線的重心。具體方法如下[5,15]： </p><p>　　1)

102、按比例畫出沖裁輪廓線．選定直角坐標x—y；</p><p>　　2)把圖形的輪廓線分成幾部分，計算各部分長度L1、L2、…、Ln，并求出各部分中心位置的坐標值(x1，y1)、(x2，y2)、…、(xn，yn)；</p><p>　　3)按下列公式求沖摸壓力中心的坐標值(x0，y0)(參看圖3-2)</p><p>　　x0=

103、 （20）</p><p>　　y0= （21）</p><p>　　圖3-2 沖模壓力中心</p><p>　　沖裁件輪廓大多是由線段和圓弧構成，線段的重心就是線段的中心。圓弧的重心可按下式求出：</p><p>　　yr=R （22）<

104、/p><p>　　式中 R——圓弧半徑（mm）；</p><p>　　α——圓弧中心角(°)；</p><p>　　yr——圓弧重心與圓心的距離(mm)。</p><p>　　對于多凸模的模具，可以先確定凸模的壓力中心，然后按上述原理求出模具的壓力中心。</p><p>　　如圖3-3為本次設計的壓力中心點：&

105、lt;/p><p>　　圖3-3 壓力中心點</p><p>　　3.2.5 沖模的閉合高度</p><p>　　對于我所選擇的壓力機，根據(jù)上面提供的參數(shù)，可以算出其閉合高度范圍為：</p><p>　　140mm≤H≤170mm</p><p><b>　　第四章 模具設計</b></p&g

106、t;<p><b>　　第一節(jié) 草圖設計</b></p><p>　　對于該簧夾，采用鉸鏈升降式一次彎曲模進行生產(chǎn)。</p><p>　　結合前面確定的工藝方案：對于需要兩側彎曲，尤其兩側對稱的閉式彎曲的零件，采用鉸鏈升降式一次彎曲成形模，效果不錯。該模具的凹模采用兩塊鉸鏈機構，由驅動的折板構成，其外斜面與模框吻合，彎形合模后自動鎖緊，增加了剛性沖擊的

107、校正力，使彎形工件成形后可獲校正，減少回彈。該沖模用帶兩個直徑為3.2毫米孔的平毛坯，一次彎曲成形，隨著兩側受壓的拉簧伸張，頂著折板模塊向內折，上模下行的過程中，將毛坯進行側向兩對應位置，相同形狀的彎曲，以獲得工件外形。這時由于頂桿的作用，使折板模塊沿?？蛳蛲夥珠_，同時伸張了的拉簧再次縮緊，工件及凸模一并抬起，最后取下工件。這種一次彎曲成形效率高，質量較好。</p><p>　　根據(jù)以上分析進行模具總體草圖設計：

108、</p><p>　　(1)基本結構形式；</p><p>　　1)正裝結構：根據(jù)上述分析，確定為采用彎曲模沖壓。</p><p>　　2)導向方式：由于本零件的生產(chǎn)是大量生產(chǎn)，為了確保零件質量及穩(wěn)定性，選用中間導向模架。本零件的沖壓精度要求一般，所以僅選中間導向。由于已選定采用手工送料。</p><p>　　3)卸料方式：手持工具取下。&l

109、t;/p><p><b>　　(2)基本尺寸：</b></p><p>　　1)模板尺寸：該模具的凹模采用兩塊鉸鏈機構，由驅動的折板構成，</p><p><b>　　如圖4-1</b></p><p>　　圖4-1 折板模塊</p><p>　　2)確定各模塊尺寸：</

110、p><p>　　依據(jù)折板模塊，確定?？虺叽纭?lt;/p><p>　　設計草圖結構如圖4-2：</p><p>　　圖4-2 簧夾鉸鏈升降一次彎曲成形模</p><p>　　對于芯夾模具的設計，采用的是芯夾滑動導向導柱模架固定卸料，橫向送料四工位連續(xù)式復合模。這是一模成形沖制小型復雜形狀立體成形零件較為典型的沖模結構。過程為沖孔→沖孔→預彎→彎曲的

111、工序組合。板材毛坯件從模具一側進入，工位1對其進行一次沖孔，沖出大概外形。繼續(xù)向模具內行進，進入工位2，由成型側刀對其進行再一次沖孔，沖出工件外形。工位3對工件進行預彎曲，最后由工位4彎曲成形。成形工件由下部落出。</p><p>　　設計草圖結構如圖4-3</p><p>　　圖4-3 芯夾四工位連續(xù)復合模</p><p>　　第二節(jié) 模具主要零部件的結構設計&

112、lt;/p><p>　　4.2.1 凸模和凹模的設計原則</p><p>　　對凸模和凹模進行設計是應該遵循以下設計原則：</p><p>　　1．凸模和凹模要有足夠的剛性與強度</p><p>　　由于在高速連續(xù)作業(yè)的條件下，振動極大，就是在普通沖床上沖制，由于連續(xù)作業(yè)，凸模、凹模的磨損也比一般模具大得多；在多工位級進模中的許多凸模、凹模的受力

113、狀態(tài)是不均勻、不對稱、不垂直的，模具的損壞可能性也較大。所以在允許的條件下，應適當增加其強度。在多工位級進模設計中，一般采用強度較好的合金工具鋼制造，并要選擇合適的硬度，合理地安排熱處理(如局部淬火)。在條件允許的情況下，適當?shù)亟档屯鼓８叨?，增加凹模厚度。另外，凸、凹模的結構設計合理性對于增加模具的剛性和強度也是十分重要的途徑。</p><p>　　2．凸模和凹模必須便于穩(wěn)定安裝和更換</p>&l

114、t;p>　　3．模的凸模、凹模要有統(tǒng)一的基準，各種不同沖壓性質的凸模、凹模必須諧調一致。</p><p>　　4．余料排除方便及時</p><p>　　5．便于制造、測量和組裝</p><p>　　4.2.2 定位裝置的設計</p><p>　　模具的定位裝置用以保證材料的正確送進及在沖模中的正確位置。使用條料時．除要有保證條料送進導向

115、導料板外，還要有保證條料進距的零件擋料銷、定距側刃以及保證坯料準確定位的導正銷等。</p><p><b>　　1.側擋銷</b></p><p>　　側擋銷主要用于定位，以獲得坯料的準確定位。它裝在折板模塊上，在彎曲前先插入已沖好的孔中，使孔與外緣相對位置對準，然后擠壓，消除了送料和導向造成的誤差，起精確定位作用。</p><p><b

116、>　　2.側刃</b></p><p>　　側刃用于級進模中限定條料的送進步距。這種定位形式準確可靠，保證有較高的送料精度和生產(chǎn)率，其缺點是增加了材料消耗和沖裁力。所以，一般用于下述情況[11]；不可能采用擋料銷進行擋料時；沖裁薄料(t＜0.5mm)，采用導正銷會壓彎孔邊而達不到精確定位的目的時；工件側邊需沖出一定形狀，由側刃定距同時完成時。</p><p>　　側刃凸棋