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电阻 成形 自动机 设计

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湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）任务书 学生姓名黄艳滔学 号200841914323年级专业及班级2008级机械设计制造及其自动化(3)班指导教师及职称陈文凯 副教授学 部理工学部 20 年 月 日 填 写 说 明 一、毕业论文（设计）任务书是学院根据已经确定的毕业论文（设计）题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文（设计）工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必须针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求。（一）主要内容和要求：1工程设计类选题明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。2实验研究类选题明确选题的来源，具体任务与目标，国内外相关的研究现状及其评述；该生的研究重点，研究的实验内容、实验原理及实验方案；计算机应用及工作量要求，如论文、文献综述报告、译文等。3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标；对相关的研究历史和研究现状简要介绍，明确该生的研究重点；要求完成的工作量，如论文、文献综述报告、译文等。（二）主要参考文献与外文资料：在确定了毕业论文（设计）题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（三）毕业论文（设计）的进度安排：1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50%；撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30%。2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的60%；撰写论文初稿，修改、定稿约占总时间的40%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。 毕业论文（设计）题目电阻成形自动机设计 主要内容和要求（宋体五号，行间距单倍行距）电阻成形自动机就是将电阻以完全自动化方式进行成形加工，而且加工速度很高，每件只需12S，非常适用于大批量生产，要求气动控制。一、确定机械手总体传动方案，查阅相关资料二、对主要零件进行设计计算,选定各标准件三、绘制机械总装图四、绘制部分自制零件的工程图五、编写设计说明书设计说明书的内容就包括传动方案的拟定及各自行设计零件的设计计算过程,必要时应用图表说明.说明：设计工作量应至少完成折合A0号图纸三张和一份12000字以上的设计计算说明书。注：此表如不够填写，可另加附页。主要参考资料（具体格式以规范化要求规定为准）1濮良贵，纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社，2004.022孙桓，陈作模.机械原理M.北京：高等教育出版社，19993陆震。高等机械原理M.北京：北京航空大学出版社，20014何小柏。机械设计课程M.北京：高等教育出版社，19995顾崇衔。机械制造工艺学M.陕西：陕西科学技术出版社，19986机械工程手册编委会.机械工程手册M.北京：机械工业出版社，19977洪如瑾.UG CAD快速入门指导M.清华大学出版社，20028朱世强，王宣银.机器人技术及其应用M.浙江：浙江大学出版社，2001.079王天然.机器人M.北京：化学工业出版社，2002.0110冯辛安.机械制造装备设计M.北京：机械工业出版社，2005.0611杜来林.液压与气动技术M.北京:北京大学出版社.1996 工作进度安排（宋体五号，行间距固定值22磅）起止日期主要工作内容2011.09.152011.09.19选题2011.09.202011.09.24下达任务书2011.09.252011.09.30开题2011.10.012012.03.30设计2012.04.012012.04.05中期考核2012.04.062012.05.04完善与总结课题2012.05.052012.05.06提交正稿与指导老师评阅2012.05.072012.05.20专业委员会评阅，答辩与修改定稿要求完成日期：20 年 月 日 指导教师签名： 接受任务日期：20 年 月 日； 学生本人签名： 注：签名栏必须由相应责任人亲笔签名。湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科毕业设计电阻成形自动机设计 THE DESIGN OF RESISTANCE FORMING AUTOMATIC MACHINE 学生姓名：黄艳滔 学 号：200841914323 年级专业及班级：2008级机械设计制造及其自动 化（3）班 指导老师及职称：陈文凯 副教授 学 部：理工学部湖南长沙 提交日期：2012年05月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业论文作者签名： 年 月 日 目 录摘要.1关键词.1 1 前言.2 1.1 冲压成形概述.2 1.2 冲压成形的现状分析和特点.3 1.3 冲压成形的发展前景.32 零件加工工艺分析.4 2.1 零件尺寸材料分析.4 2.2 电阻引脚长度计算.4 2.3 电阻排样与材料利用率的确定.53 剪切落料凸凹模设计.6 3.1 引脚剪切力的计算.6 3.2 卸料力Fx的计算.7 3.3 推料力的计算.7 3.4 成型机压力中心的确定.7 3.5 冲裁模间隙值确定.8 3.6 刃口尺寸计算的基本原则.8 3.7 刃口尺寸的计算方法的确定.9 3.8 计算凸，凹模的刃口的尺寸.10 3.9 剪切落料凹模的设计.10 3.10 剪切落料凸模的设计.114 引脚弯曲成形凸凹模设计.12 4.1 弯曲件工艺性分析.12 4.2 最小相对弯曲半径的分析与确定.13 4.3 弯曲成形回弹值的分析与确定.14 4.4 影响回弹的因素及控制措施.15 4.5 弯曲凸凹模圆角半径的确定.16 4.6 弯曲力的计算.16 4.7 弯曲部分刃口尺寸的计算.175 气压控制系统的设计.18 5.1 气压自动化简介.19 5.2 空气压缩机的分析与选取.19 5.3 气动执行元件的分析选取.195.4 气缸基本尺寸计算.205.5 气缸的选取.20 5.6 气动控制元件.21 5.6.1 压力控制阀.21 5.6.2 流量控制阀.21 5.6.3 单向节流阀.22 5.6.4 方向控制阀.23 5.6.5 气压系统元器件.23 5.7气动基本回路.24 5.7.1 一次压力控制回路.24 5.7.2 换向回路.24 5.7.3 双作用气缸速度控制回路.256 气压系统原理图设计.257 成形机整体结构设计.27 7.1 机架结构的三维设计图.27 7.2 定位夹紧装置设计图.28 7.3 APP结构设计三维图.28 7.4 机器结构总装图.298 设计总结.29参考文献.30致谢.31附录.32 - 37 -电阻成形自动机设计学 生：黄艳滔指导老师：陈文凯（湖南农业大学东方科技学院，长沙410128） 摘 要：设计本电阻自动成形机器模具主要是针对电阻引脚的最终成形生产。设计中分析了零件的结构及工艺性，拟订该零件的冲压工艺为“切引脚弯曲引脚成形”,讨论了弯曲零件毛坯展开形状和尺寸的确定方法，设计了引脚切掉落料模和弯曲模，对关键零件的结构采用pro/e与CAD进行了详细的设计,并指出了模具设计时的注意事项。同时，运用pro/e软件对本次成形机器整体结构进行了设计,将弯曲成形模与切引脚落料模结合为一体组成复合模具,是本设计的重点，并采用气压自动控制系统,使得成形件的质量和生产效率较高，满足了生产需要由于模具设计是一种经验性较强的设计,经过长期发展积累了大量丰富的冲压工艺技术资料,在设计这两模具时必然要借鉴这些经验数据,含括了落料模、弯曲模、拉深模中常用的工艺数据以及模具材料的选取和气压系统各部件基本参数等等。 关键词：冲压工艺；毛坯；弯曲成形模；气动控制；自动成形；CAD；PRO/E； The Automatic machine of Resistance formingAuthor:Huang Yantao Tutor:Chen Wenkai(Orient Science & Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China) Abstract：Designs this automatic machine of resistance forming mold is in order to make the pins of the resistances forming shape finally .In the design has analyzed the components structure and the technology capab ility, drafts this components the ramming craft is “the cutting pins- - curving”, discussed the curving components semifinished materials to launch the shape and the size definite method, has designed the cut mpuld and the bending mould, has made the detailed elaboration to the essential components structural design in CAD and pro/E, and had pointed out the mold designed when matters needing attention., otherwise, Using pro/e software design the overall structure of the forming machine,and regroup with the bending forming mold and cutting pins mold as a Comprehensive mould, also use the automatic control system of air pressure,caused to flush a quality and the production efficiency is high, has met the production needs.Because the mold design is one kind of empirical strong design, passed through the long -term development to accumulate the massive rich ramming processing technology material, when designed these two sets of molds had to profit from these empirical data inevitably, including has included the cut mould, the bending mould, in the drawing mold the commonly used craft data as well as mold material selection and Pneumatic automatic control system basic para meter and so on. Keywords:Stamping Process；Semifinished Product；Bending Mould；Pneumatic Control；Automatic Forming；CAD；PRO/E；1 前言1.1 冲压成形概述 冲压成形作为现代化工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件，具有很多独特的优势，其成形具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航天、国防工业和日常生活的生产之中1。 在吸收了材料力学、金属材料学、机械制造基础、机械设计、互换性与测量技术基础、机械工程控制、冷冲压模具设计与制造、液压与气动，机械制图，pro/e三维设计等知识后，已具备了冲压成形学科的基本理论体系。以冲压成形产品为龙头，以成形模具为中心，结合现代化先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用2。1.2 冲压成形的现状分析和特点 目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压成形模具占模具总量的40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国，美国，日本等发达国家相比还存在一定的差距。以大型覆盖件冲压成形模具为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件成形模具。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国际化进程中前进了一大步。但是在制造质量、精度、制造周期和成本方面，和国外相比还存在一定的差距，尤其在小型件成形技术上急需进一步提升。标志冲压成形技术水平的多工位基金模具和多功能复合模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模具和多功能复合模具相比，存在差距。 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增长，更新换代的不断加快，在现代化制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的发展，加快换型，采用柔化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具，特别是自动成形的模具，作为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备3。采用自动成形模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单性，对操作人员没有很高的技术要要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。1.3 冲压成形的发展前景 20世纪前20年是我国经济社会发展的重要战略机遇期。在这样一个关键历史时期，制造业扮演着重要的角色。制造业中的冲压成形行业是发展汽车制造业、航空航天工业、金属制品业、仪器仪表电器 及化工工业等等的基础，是现阶段我国最具商机，既有大好发展机遇，又面临严峻市场挑战的行业。因此，依靠技术进步，大力发展先进成形技术，振兴我国冲压行业是历史性战略务。世纪之初，制造业全球化进程的加快及信息技术、材料技术的迅猛发展，必将给冲压成形技术和行业带来一系列新的深刻的变化；尤其面对汽车工业高速发展的局面，冲压行业必须转变观念，改变机制，加速信息技术、数字化技术与冲压成形技术的融合，改变传统冲压行业的面貌。只有这样，才能满足我国国民经济快速发展的需要，提升国际竞争力，把中国的冲压成形行业做大做强4。2 零件加工工艺分析2.1 零件尺寸与材料分析 本次设计的目的主要针对于各种尺寸的电阻元器件引脚的剪断与弯曲成形，引脚材料是表层镀锡的普通硬纯铜，（），成形后的电阻形状尺寸如下图1所示：(单位为，mm）其尺寸规格如下表1所示： 图1 成形后电阻 Fig 1 Formed resistance表1 电阻尺寸规格Table 1 Resistance sizeABCDESLW加工量本体长体积肩宽高度脚长支持点两脚宽线径120pcs/min3.8-108-1544可调2-3A+2CO.4-1.02.2 电阻引脚长度计算查文献冷冲压模具设计指导资料可知：一般将r0.5t的弯曲称为有圆角半径的弯曲，r0.5t的弯曲为无圆角半径弯曲5。本题中，为便于各类不同线径的电阻引脚的成形都能使用同一冲压气缸提供冲裁动力，决定在此，选线径最大的t=1.0mm，R1=R3=0.8mm,R2=R4=1mm,R1=R30.51.0=0.5mm,R2=R40.5mm，属于有圆角半径的弯曲，毛坯展开尺寸等于弯曲引脚的直线部分长度和圆弧部分长度的总和，电阻单边毛坯展开的长度计算公式可按下式计算： (1) 式中：K-表示中性层位置因素，与R/t有关； -表示各段直线部分长度（mm）； -表示各段圆弧部分弯曲半径（mm）；其中：；假如线径：W=1.0mm;R1=R3=0.8mm，R2=R4=1.0时；因为R1/t=0.8/1.0=0.8;R2/t=1.0，查冷冲压模具设计与制造表3.2，中性层位置因素K与R/t比值的关系可得：K1=0.3，K2=0.32；所以代入上式可得： =4.0+1.2+1.6+1.4+2.5+3.14+ =18.30mm由于电阻的本体长度A和体积是可选的，所以不能准确的计算出一个电阻的毛坯总长度，但是可以通过定值C、D、W计算出电阻的单边长度。因此：在选定电阻时，保证电阻的单边引脚长度在到可调定的单边限定值E时即可。由于本次设计的电阻成形机具有加工本体长处于3.8-10mm长体积在8-15之间电阻的功能，机器具有很强的互换性，为方便设计计算电阻总长，在此次设计中选电10mm，因此整个电阻的总长为： =46.60mm2.3 电阻排样与材料利用率的确定根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式6。 由于此电阻毛坯引脚展开就是一简单的金属丝，并且其进料方式是通过振动盘先将引脚未成形的电阻半成品通过振动自动排序于导料槽中，并最终通过气缸进料机构将电阻一个一个的推向冲压成形的成形模标准位置进行引脚成形处理。所以与传统的板料式进料方式相比，具有明显差异。 排样时，在保证工件质量的前提下，要尽量提高材料的利用率，材料利用率可用下式进行计算： (2) 式中：A冲裁件面积，； n一个进距内冲裁件数目； b板料宽度，mm； h进距，mm； 式中：材料冲裁件总数目； L工件材料的长度，mm； B材料宽度或棒料直径，mm； 图2 工件排样 Fig 2 Parts stock layout如图2所示,因为电阻本体侧面和导料具有1.0mm的间隙，所以毛坯单边引脚长度必须是实际计算值与单边间隙的2倍的总和才能保证产品的合格率。所以产品的材料利用率可以达到=95% 之高，不过通过综合考虑机器，材料各方面精度因素，一般控制利用率在90%左右即可。3 剪切落料凸凹模设计 3.1 引脚剪切力的计算在设计本次电阻成形自动机复合模具时，由于涉及到电阻引脚的落料剪切，并且采用的是气压动力系统，为了更好更经济的选择气压缸等元器件，所以必须对引脚剪切力进行有效的计算7。由于本次设计的自动机具有灵活更换成形部件的功能，所以务必具备加工各种不同尺寸电阻的能力，所以气压缸必须提供能大于所有电阻尺寸成形需要的剪切力和后续弯曲成形所需的工艺力。 平口刀具在冲裁剪切电阻引脚时，由于其引脚类似于棒料剪切，剪切力的计算公式可按下式进行计算8： (3)式中：F-表示剪切力； t-表示引脚的厚度或直径，mm； -表示材料的抗剪切强度，MP；查表可知，取； -表示材料的抗拉强度，MP；查表可知,取因此： =274.75N 表2 卸料，推料，顶件力系数 Table 2 The coefficient of the power about unloading and push material料厚t/mm钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.020.060.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.093.2 卸料力Fx的计算 这里的卸料主要是指对引脚切除部分的废料的卸料，由于电阻引脚直径相对较小，一般在0.4-1.3mm之间，经综合考虑各方面要求，可采用简单的刚性卸料方式进行卸料，其卸料力为： = 卸料系数 (4) 查表2 得=0.020.06, 取=0.09 =0.09 274.75=24.72（N）3.3 推料力的计算 根据电阻结构分析可知，成形后的电阻引脚成形，采用普通的上下推件卸料是行不通的，那样会导致引脚再次变形，所以本次设计采用气缸进料方式将成形后的电阻通过排样的方式，在进行进料的瞬间同时进行挤压卸料。其卸料力需满足下式计算值： = 查表2 得，=0.09 根据公式得： = =24.72（N）3.4 成型机压力中心的确定模具压力中心是指各冲压合力的作用点位置，为了确保气压缸能与机体正常的工作，应使冲模的压力中心与气压缸活塞的作用力中心相重合9。否则，会使冲模和气压缸活塞之间产生偏心载荷，会使活塞与活塞侧壁产生过大的摩擦，造成气压缸漏气，同时也会导致模具导向零件的加速磨损，从而缩短了气压缸和模具的使用寿命9。 模具压力中心，可按以下原则来确定：1、 对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。2、 工件形状相同且分布对称，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。3、 各分力对某坐标的力矩之代数和等于各力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置，即为所求模具的压力中心。 由于该零件是一个对称中心零件，所以该零件的压力中心在图形的几何中心O处。3.5 冲裁模间隙值确定 设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量，尺寸精度满足产品的需求，所需冲裁力小，模具寿命高。但是分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近9。考虑到制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。 冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有及其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命，卸料力。推件力，冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压力就越大，摩擦也越严重，而降低模具的寿命。较大的间隙可以使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，虽然提高了模具寿命，但出现间隙不均匀。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。3.6 刃口尺寸计算的基本原则冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现：1、 由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。2、 在尺量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。3、 冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越小磨愈小，凹模越磨愈大，结果使间隙越来越大。由于在决定模具刃口尺寸及制造公差时需要考虑以下原则10：1、 落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以苂模为基准，间隙去在凹模上；设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙去在凹模上。2、 考虑到总裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围较大尺寸。这样在凸凹磨损到一定程度的情况下，人能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。3、 确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不合格，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件按国家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT12级制造；对于圆形工件可按IT7IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。3.7 刃口尺寸的计算方法的确定 凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配做加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形状复杂或薄板工件的模具。 对于该工件厚度只有1.0（mm）属于薄板零件，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配合加工另一件，使它们之间保留一定的间隙值，因此，只在基准件上标注尺寸制造公差，另一件只标注公称尺寸并注明配做所留的间隙值。因此不需要校核,根据经验，普通模具的制造公差一般可取=/4，加工基准件时可以适当的放宽公差，使加工容易，且尺寸标注简单。在计算复杂形状的凸凹模工作部分的尺寸时，可以发现凸模和凹模磨损后，在一个凸模或凹模上会同时存在三种不同磨损性质的尺寸，这时需要区别对待10。第一类：凸模或凹模磨损会增大的尺寸；第二类：凸模或凹模磨损或会减小的尺寸；第三类：凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸；这里的剪切引脚落料件属于简单件，属于落料件尺寸增大的尺寸。3.8 计算凸，凹模的刃口的尺寸以落料件为基准优先计算凹模的尺寸，计算公式11： (5)式中：-表示剪切落料凹模两刃口的宽度尺寸，mm； -工件的基本尺寸，mm； -工件的公差，mm； -磨损系数；对零件中未注公差的尺寸，已经计算出了电阻的总长为46.60mm，查表7.18 ，其极限偏差为：mm， 查表2.17得磨损系数x=0.5 A类尺寸：mm， 落料凹模刃口尺寸的计算如下 查表2.12 得：mm mm凸模的刃口按凹模的实际尺寸配合，并保证双面间隙0.100.13mm表3 刃口高度Table 3 Blade height料厚0.50.5112244刃口高度h6688101012143.9 剪切落料凹模的设计 确定凹模外形尺寸的方法很多种。通常都是根据零件的材料厚度和排样图所确定的凹模型孔壁件最大距离为依据，来求凹模的外形尺寸。盒行凹模厚度H按如下公式计算： （） (6)式中：垂直于送料方向凹模型孔壁件最大距离，mm 由和材料的厚度t决定的凹模厚度系数，查表2.20 得所以 凹模的厚度（指凹模刃口与外边缘的距离）C为： 小凹模 C=(1.52)H=2128mm 大凹模 C=(23)H=2842mm垂直于送料方向的凹模宽度B为 =80102mm 取mm送料方向的凹模长度A为： 式中：送料方向凹模孔壁间最大距离，mm 送料方向凹模型孔壁至凹模边缘的最小距离，mm，在本设计中得考虑成品出口的顺畅性，可取5mm， 所以： =20凹模轮廓尺寸为： ，落料凹凸模如下图所示： 图3 凹模Fig 3 Concave mould3.10 剪切落料凸模的设计 考虑到电阻的结构特点及引脚剪切后的弯曲成形工艺，同时考虑到不同尺寸电阻的互换性加工，故本次剪切落料凸模将设计为两片形状相同，但不连为一体的切刀，通过配合落料凹模来调节两切刀之间的安装间隙，达到一刀多用的效果，同时采用螺栓固定切刀的方式固定，便于切刀的更换11。凸模的长度计算：根据模具结构，由于采用了气压自动控制的行程开关，故刀具的长度就只需用两行程开关之间的距离加上两螺纹孔安装固定时固定在滑块上的那部分长度即可，然而两行程开关的尺寸是按照电阻引脚高度来确定的,因此凸模的长度可以用下式进行计算： (7)式中 L凸模的长度，mm； 刀具安装在冲头组合机构上的长度，一般取15-20mm，这里取15mm； 工件高度，经上文分析可取9mm； 附加长度，mm；即弯曲成形凹模与下弯曲成形凸模合模时，冲头组合机构与下成形凸模上表面之间的距离，考虑到电阻本体体积8-15，本体长为3.8-10mm，一般取10-15mm，这里取15mm。因此： =39mm安7级精度取未注公差得mm零件图形和有关尺寸如图4所示： 图4 成形刀具 Fig 4 Forming cutters4 引脚弯曲成形凸凹模设计 经冲裁剪引脚得到的工件需通过弯曲工序，才能得到最终所需要的产品。最终产品图在前面章节已经进行了展示，下面主要介绍分析工件的弯曲工艺及模具的相关设计。4.1 弯曲件工艺性分析弯曲是将板料或棒料等材料完成一定形状和角度的零件的成形方法，是材料冲压成形中常见的加工工序之一，在生产中，弯曲件的种类繁多，结构形状各异。弯曲成形的主要问题是回弹和弯曲半径。回弹是由于材料在弯曲过程中，存在着弹性变形，当外加弯矩卸去以后，板料产生弹性恢复的现象，直接影响弯曲件的形状准确度；弯曲半径是表示板料或棒料弯曲的变形程度，如果取得过小，有可能时弯曲件产生开裂。因此，在满足使用要求的前提下，应充分考虑弯曲成型的工艺特点，使零件具有尽可能好的工艺性能。本次弯曲的工件为电阻引脚，属于棒料类型的弯曲，弯曲后的形状属于相对复杂的形状，所以决定采用运动成形凸凹模进行对称弯曲。4.2 最小相对弯曲半径的分析与确定弯曲时弯曲半径越小，棒料外表面的变形程度越大，若弯曲半径过小，则棒料的外表面将超过材料的变形极限，而出现裂纹甚至将有可能会拉裂，在保证弯曲变形区材料外表面不发生裂纹的条件下，弯曲件内表面所能形成的最小圆角半径称为最小弯曲半径。最小弯曲半径与弯曲件厚度的比值称为最小相对弯曲半径，又称为最小弯曲系数，是衡量弯曲变形的一个重要指标。影响最小弯曲半径的因素有：1. 材料的力学性能，材料的塑性越好，其塑性指标就越高，材料许可的最小相对弯曲半径就越小。2. 零件的弯曲中心角，理论上，变形区外表面的变形程度只于有关，但是实际上，当弯曲中心角较小时，由于变形区不大，接近弯曲中心角的直边部分可能参与变形，产生一定的伸长，从而时弯曲中心角处的变形得到一定的减轻，可使最小相对弯曲半径减小。3. 材料的表面质量与剪切断面质量，材料表面有划痕，裂纹，毛刺等缺陷时，弯曲容易造成应力集中，使弯曲件过早就破坏。在这些情况下要选用较大的弯曲半径。4. 材料宽度的影响，宽度约窄就越易弯曲，就可以取较小的弯曲半径。宽度约大，弯曲时，宽度方向的阻力就越大，就越不容易弯曲，就必须设定较大的相对弯曲半径，也就是说材料的最小弯曲半径将增大。5. 材料的方向性。沿纤维方向的塑性指标要优于垂直方向。故当弯曲线与纤维方向垂直时，材料具有较大的抗拉强度，不易被拉断，最小弯曲半径数值就小，反之，则最小弯曲半径叫会增大。由于影响最小相对弯曲半径的因素很多，谷在实际应用中考虑了部分工艺因素的影响，其数值一般由实验方法确定。下表4是不同材料实验所得到的最小相对弯曲半径值：本题材料为硬质纯铜，材料性能类似于软铝，可选最小相对弯曲半径为，已知引脚弯曲半径为R1=0.8mm、R2=1.0mm，mm。大于最小相对弯曲半径，可以成形12。表4 最小相对弯曲半径的实验值 Table 4 The least relative bending radius of the experimental value材料退火或正火冷作硬化弯曲线位置垂直碾压纹向平行碾压纹向垂直碾压纹向平行碾压纹向08、1015、2025、3035、4045、5055、6065Mn，T7Cr18Ni9Ti0.10.10.20.30.50.71.01.00.40.50.60.81.01.32.02.00.40.50.60.81.01.32.03.00.81.01.21.51.72.03.04.0铝（软）铝（硬）磷青铜黄铜（半硬）黄铜（软）紫铜铝1.02.00.10.10.10.11.53.00.350.350.350.351.53.01.00.50.351.00.52.54.03.01.20.82.01.0镁合金MB1加热到300400摄氏度冷作硬化状态2.03.06.08.0钛合金BT5加热到300400摄氏度冷作硬化状态3.04.05.06.04.3 弯曲成形回弹值的分析与确定 弯曲过程并不完全是材料的塑性变形过程，其弯曲部位还存在着弹性变形，弯曲后零件的形状因为回弹而与模具的形状不完全一致。回弹的大小通常用角度回弹和曲率回弹量来表示。角度回弹是指模具在闭合状态时工件弯曲角与从模具中取出后工件的实际角度之差，即；曲率回弹量是指模具处于闭合状态时压在模具中工件的曲率半径与从模具中取出后工件的实际曲率半径之差，即。当弯曲工件的圆角半径R为板料厚度的5倍以上时，可采用下式进行近似的计算：板料弯曲时 (8)棒料弯曲时 式中：、-弯曲件、弯曲凸模圆角半径，mm； -材料屈服极限，MP； -板料的厚度，mm； E-材料的弹性模量，MP； D-棒料直径，mm。由于本课题材料的相对弯曲半径，弯曲半径的变化小，可以不予考虑，仅需考虑弯曲角度的回弹变化