本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 題目 汽車外殼支架 A1 級進(jìn)模設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 起訖時間 2014.11. 2015.5. 1 目錄 設(shè)計(jì)總說明 . 1 1緒 論 . 1 1.1級進(jìn)模簡介 . 1 1.1.1級進(jìn)模的含義 . 1 1.1.2級進(jìn)模的特點(diǎn) . 1 1.2級進(jìn)模與模具技術(shù)現(xiàn)狀 . 1 1.3 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 . 2 2 產(chǎn)品工藝性分析及方案的確定 . 3 2.1產(chǎn)品材料分析、工藝性 . 3 2.2工藝方案的確定 . 3 3 排樣圖的設(shè)計(jì)和料帶利用率的計(jì)算 . 4 3.1 排樣的設(shè)計(jì) . 4 3.3材料利用率的計(jì)算 . 9 4 主要工藝的計(jì)算 . 10 4.1沖裁力的計(jì)算 . 10 4.1.1沖裁力的計(jì)算公式 . 10 4.2沖凸包力的計(jì)算 . 13 4.3彎曲力的計(jì)算 . 13 4.3.1 彎曲件工件展開的計(jì)算 . 13 4.3.2 彎曲力的計(jì)算 . 14 4.4拉深力的計(jì)算 . 14 4.4.1 計(jì)算毛坯尺寸 . 14 4.4.2 檢驗(yàn)?zāi)芊褚淮卫畛晒?. 15 4.4.3 拉深力的計(jì)算 . 15 4.5壓力中心計(jì)算 . 15 5 沖壓設(shè)備的選擇 . 18 5.1沖壓設(shè)備類型的選擇 . 18 5.2確定設(shè)備的規(guī)格 . 18 6 級進(jìn)模具工作部分設(shè)計(jì) . 19 6.1沖裁間隙 . 19 6.1.1對工件質(zhì)量的影響 . 19 6.1.2 間隙對沖壓力的影響 . 19 6.2合理間隙的選用 . 20 6.3 模具刃口尺寸的計(jì)算 . 21 6.3.1凸凹模刃口設(shè)計(jì)計(jì)算 。 . 22 7 凸模和凹模設(shè)計(jì) . 26 7.1凸模設(shè)計(jì) . 26 7.1.1凸模形式 . 26 7.1.2凸模的固定方法 . 26 7.1.3凸模的長度 . 26 圖 7-2 凸模的長度計(jì)算 . 27 2 7.2落料凹模設(shè)計(jì) . 28 7.2.1落料凹模的刃口形式 . 28 7.2.2落料凹模的外形和尺寸確定 . 28 7.3凸凹模設(shè)計(jì) . 29 8 模具總體設(shè)計(jì) . 31 8.1三維圖截圖 . 31 8.2模具總裝配圖 . 31 致 謝 . 34 參考文獻(xiàn) . 35 1 設(shè)計(jì)總說明 隨著中國在不斷的發(fā)展，模具工業(yè)方面發(fā)展表現(xiàn)極其突出，近年來，我國建立了不少模具廠。模具工業(yè)技術(shù)水平在世界上也有了一定的影響。隨著汽車行業(yè)不斷的的發(fā)展，它的需求量也增加了，需要生產(chǎn)時間越短，生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)越高。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是汽車外殼支架 A1 級進(jìn)模設(shè)計(jì)，題目來自于瑞鵬飛實(shí)習(xí)單位，因?yàn)樯虡I(yè)的保密性，沒能說明他在汽車外殼是哪一個支架，有什么作用的。只能根據(jù)這個汽車外殼支架設(shè)計(jì)出級進(jìn)模。多工位級進(jìn)模是模具的一種，級進(jìn)模在各個制造業(yè)領(lǐng)域 都有著著極其重要的地位， 本設(shè)計(jì) 是在多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)過程中結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，從汽車覆蓋件支架的工藝性分析開始，根據(jù)工藝性要求進(jìn)行設(shè)計(jì)， 進(jìn)行了沖孔、 落料 、壓彎、切斷 級進(jìn) 模的設(shè)計(jì) 。級進(jìn)模是精密高速的沖模，在一套模具中可以完成很多個工序，如沖裁 、 彎曲 、 成形 、 拉深等多個工序。 文中簡述了 多工位級進(jìn)模 目前的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢。對 汽車外殼支架進(jìn)行了工藝分析，確定了工藝方案 。 對產(chǎn)品排樣分析以及材料的利用率的計(jì)算，步距的確定，沖裁力的計(jì)算，彎曲的計(jì)算， 按照 級進(jìn)模的設(shè)計(jì)方法 ，設(shè)計(jì)了 該級進(jìn)模 模具上的主要零部件，選用了 滿足要求的的 沖壓設(shè)備。設(shè)計(jì) 過程中，有了必要的計(jì)算，對凸凹模 進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。 多工位級進(jìn)模比單工序模和復(fù)合模的勞動效率高，生產(chǎn)出來的工件質(zhì)量高。 設(shè)計(jì)中涉及沖壓分析 、 排樣設(shè)計(jì) 、 間隙分析 、 刃口的計(jì)算 、 模具總體設(shè)計(jì) 、 卸料零件計(jì)算 、 主要零部件設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 等。本次設(shè)計(jì)采用沖孔、落料、拆彎綜合性級進(jìn)模具，減少了使用多副模具的周轉(zhuǎn)使用，可以不用多次定位的，提高了生產(chǎn)效率。由于級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑲塊、定位塊很多，級進(jìn)模的制造產(chǎn)品精度要很高，給級進(jìn)模的制造帶來了一定的難度，因此，要求模具零件具有互換性。 在如今的工業(yè)發(fā)展過程中 ，模具有著無可替代的工業(yè)地位。但是，我國簡單的模具已經(jīng)供過于求，復(fù)雜精密的模具大多還得靠進(jìn)口，所以，對于模具行業(yè)來說，提升技術(shù)行量迫在眉睫。在模具中，多工位級進(jìn)模是模具中精密的模具，生產(chǎn)出的產(chǎn)品精度也比較高，比一般的模具效率也高。 關(guān)鍵詞 ： 級進(jìn) 模；沖壓設(shè)備；沖孔；壓彎；切斷 1 General description of design With Chinas continuous development, mold industry has been extremely outstanding development, in recent years, China has established many mold factory. Die industrial technology has a certain impact in the world. With the development of the auto industry, the amount of demand is also increased, the shorter the production time, the higher the quality of the production. The graduation design topic is car shell bracket A1 level into the mold design, the topic from Yu Rui Pengfei internship units, because of commercial confidentiality, fail to show he is a bracket which in the shell of a car, what role. The only can be designed according to the automobile shell bracket design progressive die. Multi position progressive die is the mold of a progressive die in each manufacturing sector has a very important position, the design is in multi position into the die design process in combined with the actual production, from the car cover support process analysis, according to the process requirements of the design, punching, blanking, bending, cutting off the progressive die design. Progressive die is a precision high-speed die, in a set of molds can complete many processes, such as blanking, bending, forming, drawing and other processes. The development status and trend of the multi station progressive die are described in this paper. The technical analysis of the automobile shell bracket is carried out, and the technological plan is determined. The product layout analysis and material utilization rate calculation, step away from the determined, blanking force calculation, calculate the bending, in accordance with the level into the die design method, design the class into die of main parts, used to meet the requirements of stamping equipment. In the design process, with the necessary calculation, to die for the necessary checking calculation. The labor efficiency of the multi station progressive die is higher than that of the single operation mode and the compound die, and the quality of the workpiece is high. The design involves punching analysis, layout design, gap analysis, cutting edge calculation, die design, unloading spare parts, main spare parts design and standard parts selection, etc. The design uses punching, blanking, bending comprehensive progressive die, reduce the use of multi vice mold turnover, can not many times, improve the production efficiency. Due to progressive die structure is complicated, the insert block, a positioning block a lot of progressive die manufacturing precision products to high, to the level in mould manufacturing brings certain difficulty. Therefore, it is required that mold parts interchangeable. 2 In todays industrial development process, the mold has an irreplaceable position in industry. However, Chinas simple mold has over supply, the complexity of the mold is mostly still complicated and sophisticated imports, so for the mold industry, the upgrading of technology is imminent. In the mold, multi station progressive die is the precision mold, the production of the product accuracy is also higher, than the general mold efficiency is also high. Keywords : Progressive dies; Stamping equipment; Punching; Bending; Cut 1 1 緒 論 1.1 級進(jìn)模簡介 1.1.1 級進(jìn)模的含義 模具有一般分為單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模。在壓力機(jī)的壓力下，將被沖的工件放入凸 、 凹模之間，在壓力機(jī)的作用下使材料成為滿足條件的需要。 1 單工序模：指壓力機(jī)在完成一次行程的壓力過程下，可以完成一個工序的沖壓模具。 2 復(fù)合模 ：指模具在壓力機(jī)的一次壓力下完成一個工位，可以完成兩個或兩個以上沖壓工序的模具。 3 級進(jìn)模 ： 具有至少兩個工位的，并在壓力機(jī)的完成一次行程的沖壓過程中，在多個工位上完成多個沖壓工序的沖模。沖壓工序常見的有沖孔（圓孔 、 異形孔 、 窄縫 、窄槽等） 、 壓彎 、 拉深 、 整形 、 落料。由于工件形態(tài)各異，所以沖壓工序和工位數(shù)都不一樣。 1.1.2 級進(jìn)模的特點(diǎn) 級進(jìn)模是多工序模，可以完成很多道工序，如拉深、沖裁、都可以在同一模具中完成； 級進(jìn)模容易實(shí)現(xiàn)自動化； 級進(jìn)模的工序可以分散，可以不集中在一個工位上，因此，它的壽命比其它的模具壽命長； 級進(jìn)模的工位多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，制造精度要求高，周期太長，所花費(fèi)的成本較高。 1.2 級進(jìn)模與模具技術(shù)現(xiàn)狀 我國的工業(yè)發(fā)展比較晚，對于級進(jìn)模的技術(shù)更為落后。它的精度比較高，它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加上工資的不斷提高，材料的要求較高，因此，它的成本較高。以前工業(yè)發(fā)展的落后，導(dǎo)致了模具行業(yè)的落后?，F(xiàn)在，雖然有了很大的發(fā)展，但是，跟發(fā)達(dá)國家相比，還是落后 。現(xiàn)在的發(fā)展要求模具的精度和自動化要求更高，現(xiàn)在的模具壽命顯然跟不上現(xiàn)在模具發(fā)展的要求。近年來，我國的模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，但是跟美國以及一些發(fā)達(dá)國家相比，依然顯得落后。模具技術(shù)先進(jìn)的標(biāo)志是級進(jìn)模，可以從級進(jìn)模的發(fā) 2 展看到模具行業(yè)的發(fā)展。汽車不斷的發(fā)展，覆蓋件要求的精度更高了，設(shè)計(jì)和制造的難度大大的提升了。 1.3 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 現(xiàn)在的汽車行業(yè)不斷發(fā)展，相應(yīng)的制造汽車零件的工業(yè)也得到了較快的發(fā)展，汽車的加速發(fā)展，促進(jìn)了汽車模具的不斷更新?lián)Q代。要求產(chǎn)品的生產(chǎn)效率更快，精度要求更高，這符合級進(jìn)模的生產(chǎn)特點(diǎn)。未來模具標(biāo)準(zhǔn)件將不斷增多，零件的互換性將更高。模具將自動化 、 智能化的將模具拋光研磨，模具的發(fā)展應(yīng)該向著模具產(chǎn)品的價格低，質(zhì)量好，精度高的方向發(fā)展，模具的自動化要求將更高；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。模具應(yīng)該能沖壓更多的材料，使材料成為合格的產(chǎn)品。在未來，模具產(chǎn)業(yè)應(yīng)該向著更智能的方向的發(fā)展。 隨著軟件的不斷升級，對建模的速度，精度更加完美，這也是促進(jìn)模具的發(fā)展。 3 2 產(chǎn)品工藝性分析及方案的確定 2.1 產(chǎn)品材料分析、工藝性 汽車支架材料為 S420MC，查文獻(xiàn) 1 ： 圖 2-1 零件 其 C 0.12%， Si 0.50%，抗拉強(qiáng)度 b=480-620Mpa，屈服強(qiáng)度 S420Mpa， 延伸率不小于 16。為細(xì)晶粒鋼，它有很好的冷成型性 。 工件厚度為 2.5mm ，形狀較為復(fù)雜，最小圓孔直徑為 6.26mm，倒角半徑為 1mm。彎曲，拉深。要求：大批量生產(chǎn)，有足夠的效率。 2.2 工藝方案的確定 汽車外殼支架 A1 的主要工序有沖孔 、 沖裁 、 成形 、 彎曲 。如果采用單工序模，工序很多，工件較小，所以采用單工序效率低，而且不利于操作；如果采用復(fù)合模，雖然效率比單工序高，但是沖壓出來的強(qiáng)度得不到保證。如果采用級進(jìn)模，效率高，能夠大批量生產(chǎn)，正確的排樣會解決強(qiáng)度等質(zhì)量問題。因此，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 4 3 排樣圖的設(shè)計(jì)和料帶利用率的計(jì)算 3.1 排樣的設(shè)計(jì) 工件在料帶上正確合理的分布的方法稱為排樣。排樣是否合理，直接影響到材料的成本，有效面積的利用率，還會對生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量受到影響等，因此，排樣對模具來說，是很基本和最重要的工作。 圖 3-1 零件展開圖 模具中花費(fèi)成本最高的是材料的費(fèi)用，而且毛坯的材料費(fèi)要超過成本的一半以上，因此要正確合理的排樣將會使成本降低很多，會將材料的利用率提高很多。材料的利用率就可以用來衡量經(jīng)濟(jì)的是否合理。一般習(xí)慣上有下面三種： （ a）有廢料排樣 （ b）少廢料排樣 （ c）無廢料排樣 5 圖 3-2 排樣方法 排樣的是否合理，應(yīng)該是將廢料是否減到最少?？紤]到該工件的形狀和料帶的利用情況，此采用單邊載體排樣方式： 圖 3-3 工件的排樣 排樣共有 20個工位： 沖導(dǎo)正孔； 切邊、 E區(qū)拉深； 、 、 、 、 、 、 、 沖裁輪廓； 拉深 K區(qū)； 、 整形 B區(qū)折彎 90 F區(qū)向下折彎 16； A區(qū)向下折彎 90， G區(qū)向上折彎 60 C區(qū)折彎 90； 切斷。 3.2 搭邊的選取 （ 1）搭邊 搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差。 搭邊值要合理確定。如果留有太大的搭邊，將會使料帶的利用率降低，增大成本。如果太小的搭邊，將會使材料利用率增加，但是搭邊就起不到作用了，將會使工件在加工的過程中會極有可能被拉斷，成為廢品。 根據(jù)汽車外殼支架 1A 寬度和材料厚度，由文獻(xiàn) 3 P72 得到工件間的搭邊值為a=14mm,在側(cè)面的搭邊為 a1=11mm。 6 （ 2）料帶寬度的確定 料帶寬度的確定原則是：最小料帶寬度一定要保證工件在加工時四周有足夠多的搭邊，最大條料寬度一定要保證工件在加工時不能卡在加工的過程中。所以料帶寬度是否合理時一定要想到模具導(dǎo)料板之間有沒有側(cè)壓裝置。 如圖 3-4，沒有側(cè)壓裝置時，計(jì)算如下 0010 2 ( ) B D a b （ 3-1） 上式引自文獻(xiàn) 2。 公式中 B 料帶的標(biāo)稱寬度（ mm）； D 工件垂直于送料方向的最大尺寸（ mm）； 1a 側(cè)搭邊（ mm）； 料帶寬度的公差（ mm），查表 3.115。 0b 料帶與導(dǎo)料板之間的的間隙（ mm），查表 3.215。 當(dāng)導(dǎo)料板之間有側(cè)壓裝置時，料帶的寬度按下式計(jì)算 001 2 B D a （ 3-2） 式中各符號意義同上。 導(dǎo)料板之間的距離：0A B b 7 圖 3-5 有側(cè)壓裝置料帶寬度的確定 表 3.1 剪切條料寬度的公差 （ mm） 條料寬度 B 材 料 厚 度 t 1 1 2 2 3 3 5 50 50 100 100 150 150 220 220 300 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 表 3.2 料帶與導(dǎo)料板之間的間隙 （ mm） 條 料 厚 度 無 側(cè) 壓 裝 置 有 側(cè) 壓 裝 置 條 料 寬 度 100 100200 200300 100 100 1 1 5 0.5 0.5 0.5 1 1 1 5 5 8 8 表 3.1、表 3.2 引自文獻(xiàn) 2P73表 2-14和表 2-15. 當(dāng)模具有側(cè)刃時，條料寬度按下式計(jì)算（圖 3-6） 001( 2 )B D a n C （ 3-3） 式中 n 側(cè)刃數(shù)； C 側(cè)刃沖切的料邊寬度（ mm），見表 3.2。 其余符號意義同前。 導(dǎo)料板間的距離： 8 0A B b1 112A D a b 式中 1b 沖切后料帶寬度與導(dǎo)料板間的間隙。 圖 3-6 有側(cè)刃時條料寬度的確定 表 3.3 1b和 C 值 (mm) 材料厚度 C b 1.5 1.5 0.10 1.5 2.5 2.0 0.15 2.5 3 2.5 0.20 上表引自文獻(xiàn) 2P74表 2-16. 進(jìn)距是指工件在模具上每次前進(jìn)的距離，每個進(jìn)距都可以完成一個零件，也可以完成幾個零件。進(jìn)距是擋料銷位置的重要參數(shù)。 每次完成一個零件的進(jìn)距的計(jì)算公式為 A B a （ 3-4） B 平行于送料方向工件的寬度； a 沖件之間的搭邊值。 因?yàn)檫@個工件形狀的特殊性，所以該工件在加工生產(chǎn)的過程中，送料要使用導(dǎo)料板，如圖 3-4： 條料寬度 B=D+2（ a1+） +C1 0 =193+2(2+0.6)+1.5 0 -0.6 =199.7 0 -0.6 mm 9 料帶與導(dǎo)料板之間的間隙 ，查表 3.1 得 =1mm, 料帶與導(dǎo)板間的間隙 查表 3.3 得 C1=2.5mm。 3.3 材料利用率的計(jì)算 一個步距的材料利用率 為 = nA/Bh 100% (3-5) 上式引自文獻(xiàn) 2P67式 2-21. 式中 A 沖裁件的有效面積（ mm2）； n 一個步距內(nèi)沖裁件數(shù)目； B 條料寬度（ mm）； h 進(jìn)距（ mm）； 沖裁件的面積 A=62.18 8+（ 21.8-8） 12+3.14 62-3.14 1.52=769.015mm2 進(jìn)距 S=B+a=199+1.5=200.5mm 故一個進(jìn)距內(nèi)的材料利用率為 : =nA/Bh 100%=2 769.015/194.5.5 34.5 100%=31.4.5% 如果按照下面二種方案的排列，分別計(jì)算料帶的利用率為 方案 1(B=43.3)： 總 1=1 769.015/43.3 34.5 100%=26.8% 方案 2(B=61.5)： 總 2=1 769.015/61.5 34.5 100%=23.6% 經(jīng)過對比， B=200mm 及內(nèi)沖件數(shù)目為 1的方案將料帶的利用率提高到 31.4%。 10 4 主要工藝的計(jì)算 4.1 沖裁力的計(jì)算 沖裁力是模具加工工件過程中工件和料帶分離的力，沖裁力一般有下面四個力：沖裁力、卸料力、推件力、頂件力。沖裁力的計(jì)算非常重要，利用沖裁力，可以用它來選擇合適的沖壓設(shè)備，才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。 4.1.1 沖裁力的計(jì)算公式 沖裁力的大小主要與工件的材料、厚度及工件的形狀大小有關(guān)。因?yàn)橐氲焦ぜ募庸こ杀竞凸ぜ|(zhì)量精度的要求，所以該模具決定采用平刃口的方式?jīng)_裁，沖裁力計(jì)算公式如下 F（ N）： F KLt （ 4-1） 上式引自文獻(xiàn) 2P50式。 式中 L 被沖件的周長（ mm）； t 材料厚度（ mm）； 材料抗剪強(qiáng)度（ MPa）； K 系數(shù)。由經(jīng)驗(yàn)一般取 K=1.3。 材料的抗剪強(qiáng)度（ MPa）查文獻(xiàn) 1P3-196 表 3-2-14：取 b=420 MPa 式中， b為材料的抗拉強(qiáng)度 。 一般情況下，材料的 b=1.3，故 F =L t b 工位 1：沖兩個導(dǎo)正孔 R=6.55mm 2LR (4-2) 1 2F KLt =863N 工位 3：沖外形 測得 L=264mm 2F KLt =360N 工位 4：沖外形 1L 419mm 沖圓孔 R=3.13mm 2 2LR =20mm 3F KLt =599N 11 工位 5：沖外形 測得 L =137mm 4F KLt =187N 工位 7：沖外形 測得 L =43mm 5F KLt =58.6N 工位 8: 沖外形 測得 L =129mm 6F KLt =176N 工位 9：沖外形 測得 L =220mm 7F KLt =300N 工位 10：沖外形 測得 L =243mm 8F KLt =331N 工位 12：沖外形 測得 L =92mm 9F KLt =125N 工位 13：沖外形 測得 L =242mm 10F KLt =330N 工位 14：沖外形 測得 L =180mm 11F KLt =245N 卸料力 XXF K F 推件力 TTF nK F 頂件力 DDF K F 式中 F 沖裁力（ N） ; XK TK DK ，見表 4.1 12 表 4.1 卸料力、推件力和頂件力的系數(shù) 料厚（ mm） xK TK DK 鋼 0.1 0.1 0.5 0.5 2.5 2.5 6.5 6.5 0.0650.075 0.0450.055 0.04 0.05 0.03 0.04 0.02 0.06 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 鋁 鋁合金 紫銅 黃銅 0.0250.08 0.02 0.06 0.03 0.07 0.03 0.09 注：表 4-1 引自文獻(xiàn) 2。 如果采用剛性的卸料裝置和模具下面出料的方式 模具的總壓力為 ZTF F F （ 4-5） 如果采用彈性的卸料裝置和模具下面出料的方式 模具的總壓力為 ZXTF F F F （ 4-6） 如果采用彈性的卸料裝置和模具上面出料方式 模具的總壓力為 ZXDF F F F （ 4-7） 式（ 4-5）、（ 4-6）、（ 4-7）引自文獻(xiàn) 2P52。 因?yàn)楣ぜ?2.5mm，工件比較厚，所以采用彈性卸料裝置下面出料方式，模具總沖壓力 ZF ： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 10 . 0 5 0 . 0 6 1 . 1 1ZF F F F F F F F F F F F F F F =393KN 13 4.2 沖凸包力的計(jì)算 由下式計(jì)算 SF L K （ 4-8） 式中 L 上凸包的周長 2Lr ， K=1.3， s =420MPa 由上式計(jì)算凸包沖壓力為900kN 4.3 彎曲力的計(jì)算 4.3.1 彎曲件工件展開的計(jì)算 R 0.5t的工件彎曲部分展開長度的計(jì)算 12L l l A （ 4-9 ） 180A R x t （ 4-10） 式中 L 彎曲部分工件展開長度（ mm） A 彎曲部分圓弧中性層部分長度（ mm） 1l 、 2l -彎曲部分直線部分長度（ mm） R 彎曲部分內(nèi)圓半徑 (mm) t 材料厚度（ mm） - 彎曲件的中心角（） x -中性層系數(shù)，見下表 表 4-2 中性層系數(shù) x 的值 Rt 0.5 0.6 0.6 0.8 0.8 1.0 1 1.2 1.2 1.5 x 0.76 0.73 0.70 0.67 0.64 Rt 1.5 1.8 1.8 2 2 2.2 2.2 2.5 2.5 x 0.61 0.58 0.54 0.5 0.48 14 R 0.5t的彎曲毛坯展開長度的計(jì)算 一般將 R 0.5t 的彎曲部分稱為直角彎曲。 4.3.2 彎曲力的計(jì)算 ABCDFG 都屬于自由彎曲，有計(jì)算公式： 20 .6 bK B tFRt （ K=1.3） （ 4-11） 圓角半徑 R=0.4t=1.00mm，屈服強(qiáng)度 420baMP ，只有板料寬度 B 不同，六個部位的寬度分別為 24mm、 20mm、 21mm、 23mm、 19mm、 28mm。 第八工位： 20 . 6 bB K B tF Rt =800N 第十一工位： 20 . 6 bF K B tF Rt =170N 第十二工位： 20 . 6 bA K B tF Rt =204N 20 . 6 bG K B tF Rt =680N 第十七工位： 20 . 6 bC K B tF Rt =900N 彎曲力總和 F=2754N 4.4 拉深力的計(jì)算 4.4.1 計(jì)算毛坯尺寸 拉深形狀如圖 4-2 所示 15 圖 4-2 拉深形狀 測得 r =3.5mm 1d =38mm 2d =45mm 拉深高度 h=4.9mm 查文獻(xiàn) 14 采用下列公式計(jì)算 2112 ( 4 )D d r d r = 23 8 2 3 . 5 3 8 4 3 . 5 =46.44mm （ 4-12） 4.4.2 檢驗(yàn)?zāi)芊褚淮卫畛晒?先要計(jì)算相對厚度 100tD = 2.5 10046.44 =5.3 (4-13) 計(jì)算相對高度 hd =4.97 =0.7 （ 4-14） 查文獻(xiàn) 14 可知一次拉深的最大高度為 0.35，所以可以采用多次拉深 計(jì)算拉深系數(shù) dm D = 746.44 0.15 （ 4-15） 查文獻(xiàn) 2 可知拉深 2 次。 1m =0.65 2m =0.80 4.4.3 拉深力的計(jì)算 bF K dt =1 . 3 7 2 . 5 4 2 0 =30 KN （ 4-16） 4.5 壓力中心計(jì)算 模具的沖壓壓力中心是沖壓各個力在空間合力的作用點(diǎn)。確定壓力中心主要針對對 16 有復(fù)雜形狀的工件，特別是對多工序級進(jìn)模加工的工件。如圖 4-3 所示。 圖 4-3 壓力中心的確定 其計(jì)算公式如下： 11F KL t 22F KL t . nnF KL t 12 . nF F F F 1 1 2 2 1 2 0(). . . . . .n n nF x F x F x F F F x 1 1 2 2 1 2 0(). . . . . .n n nF y F y F y F F F y 01 1 2 2 n 11 2 n1niininiilxl x l x l xxl l l l =31.090 （ 4-17） 17 01 1 2 2 n 11 2 n1niininiilyl y l y l yyl l l l =7.972 （ 4-18） 式（ 4-1）、（ 4-12）引自文獻(xiàn) 2P248。 式中 x1、 x2 xn 各個工位模具凸模壓力的 x軸坐標(biāo)（ mm）； y1、 y2 yn 各個工位模具凸模壓力的 y軸坐標(biāo)（ mm）； 1l、2lnl 各個工位工件沖裁的四周長度（ mm）。 18 5 沖壓設(shè)備的選擇 5.1 沖壓設(shè)備類型的選擇 多工位級進(jìn)模要剛性好，精度高的壓力機(jī)，滑塊要長期承受大的側(cè)壓力，而且壓力機(jī)要有急停功能。本模具的工位很多、沖壓力大和沖壓次數(shù)高，因此使用閉式壓力機(jī)比較合適。 5.2 確定設(shè)備的規(guī)格 壓力機(jī)的選用原則： 壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)該要比工件沖壓的壓力力要大； 400t 壓力機(jī)的行程應(yīng)該要滿足工件高度； 最小裝模高度 5mm模具閉合高度最大裝模高度 5mm 行程 800mm 滑塊工作行程應(yīng)該滿足工廠生產(chǎn)的效率 型號 單位 Y27-315 Y27-500 Y27-630 Y27-800 Y27-1000 Y27-1600 公稱力 KN 3150 5000 6300 8000 10000 16000 滑塊行程 mm 600 800 1000 1300 1300 1400 回程力 KN 300 400 600 1000 1300 1600 工作臺面積 mm 1260 1100 1660 1400 2480 1800 3500 2400 4280 2600 4780 2800 滑塊工作行程 mm/s 4 12 8 12 10 15 8 12 8 12 10 15 滑塊有效面積 mm 1200 1100 1600 1400 2400 1800 3500 2400 4000 2600 4500 2800 頂出力 KN 800 800 700 1000 1250 2000 最大開口 mm 1000 1200 1500 1800 1900 2200 工作臺平面距地面高度 mm 500 350 350 350 200 710 總功率 KW 49.2 50 100 100 146.68 146.68 因此選擇 Y27-500 19 6 級進(jìn)模具工作部分設(shè)計(jì) 6.1 沖裁間隙 沖裁間隙是沖裁模的模刃口之間的間隙。選擇刃口間隙的大小對工件精度、模具有效使用壽命、模具的沖壓力的影響是非常大的，因此間隙在級進(jìn)模具設(shè)計(jì)中不容忽視。 6.1.1 對工件質(zhì)量的影響 當(dāng)凸凹模間隙合適時，沖裁出的工件比較平坦光潔，塌腳和毛刺較??； 當(dāng)凸凹模間隙過小時，沖裁出的工件毛刺較多； 當(dāng)凸凹模間隙過大時，塌角和斜度過大，毛刺大而且難以去除。 表 6-1 沖裁件精度 沖模制造精度 材 料 厚 度 t (mm) 0.5 0.8 1.0 1.5 2 3 4 5 6 8 10 12 IT6 IT7 IT7 IT9 IT9 IT8 - - IT8 IT9 - IT9 IT10 - IT10 IT10 IT12 IT10 IT12 IT12 - IT12 IT12 - IT12 IT12 - - IT12 - - IT14 - - IT14 - - IT14 - - IT14 6.1.2 間隙對沖壓力的影響 間隙的加大，工件受到的拉力增大，容易拉斷。加大間隙，會使沖裁力降低 5%10%，間隙對卸料力、推件力和頂件力的影響明顯。間隙如果太大，卸料力、推件力和頂件力起不到作用了，因?yàn)樗麄儙缀鹾芙咏懔恕?20 6.2 合理間隙的選用 根據(jù)上面的資料表明，凹凸模間隙在級進(jìn)模沖裁過程中顯得非常重要，它對毛坯件質(zhì)量、模具有效使用壽命、沖裁力和卸料力等都占有很重要的地位。 確定理想的間隙大小主要有下面兩種方法。 （一）理論計(jì)算法 確定正確間隙的理論計(jì)算公式。從圖 6-4 通過數(shù)學(xué)幾何計(jì)算可以得到理想的間隙的公式： 002 ( ) 2 ( 1 / )Z t h t g t h t t g （ 6-1） 式（ 6-1）引自文獻(xiàn) 2P56 式（ 2-5）。 式中 0h 產(chǎn)生裂紋時的凸模的工作深度（ mm）； t 料厚 （ mm）； 最大切應(yīng)力方向與垂線間夾角（即裂紋方向角） 2。 因此可知，間隙 Z和 、0h、 t 、 有關(guān)。而0