原稿-YB228-合頁沖壓模具設(shè)計(jì)【沖壓模具設(shè)計(jì)稿】
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XXXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書系 部: 指導(dǎo)老師:專 業(yè):模具設(shè)計(jì)與制造 班 級:小 組 號: 組 長:同 組 人:日 期: 年 月 日本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)誠 信 承 諾 書本人鄭重聲明:所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 合頁沖壓模具設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果,其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中特別加以標(biāo)注引用,表示致謝的內(nèi)容外,本畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級: 學(xué) 號: 作者姓名: 2015 年 04 月 25 日目 錄摘 要4引 言5第一章、沖裁件的工藝性分析91.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性101.1.1.沖裁件的形狀101.1.2.沖裁件的尺寸精度及工藝計(jì)算10第二章、制件沖壓工藝方案的確定122.1.沖壓工序的組合12第三章、制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算143.1.制件排樣圖的設(shè)計(jì)14第四章、確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心154.1.沖壓力154.1.1.沖裁力的計(jì)算154.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算154.2.壓力中心的計(jì)算164.3.壓力機(jī)的選用18第五章、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算195.1.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則195.2.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法205.2.1.凸模和凹模分開加工205.2.2.凸模和凹模配合加工20第六章、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)22第七章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)237.1.凸凹模的設(shè)計(jì)237.2.切斷凹模的設(shè)計(jì)237.3.沖頭的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)247.4.沖頭固定板的設(shè)計(jì)25第八章、模具的總裝配26設(shè)計(jì)小結(jié)27致 謝28參考文獻(xiàn)29摘 要沖壓制品已在工業(yè),農(nóng)業(yè),國防和日常生活中的方面得到廣泛應(yīng)用,特別是在機(jī)械業(yè)中則為突出。機(jī)械產(chǎn)品的外殼大部分是沖壓制品,產(chǎn)品性能的提高要求高素質(zhì)的沖壓模具和沖壓性能,成型工藝和制品的設(shè)計(jì)。 沖壓制品的成型方法很多。其主要用于是沖孔,落料,彎曲,拉伸等。而沖壓模,約占成型總數(shù)的60%以上。當(dāng)然如利用電氣控制,可實(shí)現(xiàn)半自動化或自動化作業(yè)。冷沖沖裁模主要用于金屬制品的成型,它是沖壓制品生產(chǎn)中十分重要的工藝裝置。沖壓模的基本組成是:上下模座、下模墊板、下模固定板、凹模鑲塊、抬料釘、導(dǎo)料板、卸料板,導(dǎo)柱導(dǎo)套、卸料板彈釘、卸料板等。沖裁模成型的廣泛適用,正是我這個(gè)設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)中,先分析了加工件的結(jié)構(gòu)和尺寸,確定適合采用沖裁加工。確定采用落料沖孔復(fù)合模具加工,之后確定可以采用倒裝式復(fù)合模和正裝式復(fù)合模兩種形式,因合頁的加工精度要求較低且倒裝式復(fù)合模的生產(chǎn)效率較高,因而采用倒裝式復(fù)合模進(jìn)行加工。之后對操作與定位方式,卸料方式,出件方式及模架進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。根據(jù)零件形狀確定采用少廢料中的混合排樣形式,并確定了搭邊和條料的寬度,又根據(jù)橫裁和豎裁的材料利用率確定采用橫裁方式排樣,最后畫出排樣圖。下一步計(jì)算了落料和沖孔的沖壓力并各根據(jù)沖裁的總沖壓力選擇了壓力機(jī)型號,最后根據(jù)零件的沖裁形狀和沖裁力確定了壓力中心。下一步計(jì)算了凸凹模的工作部分尺寸并確定了制造公差。最后設(shè)計(jì)選用模具零件并繪制了模具裝配圖和各個(gè)零件的零件圖。 關(guān)鍵詞:沖孔、落料,成型,沖裁間隙,沖壓工藝引 言我國考古發(fā)現(xiàn),早在2000多年前,我國已有沖壓模具被用于制造銅器,證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。1953年,長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間,該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了漫長的發(fā)展道路之后,目前我國已形成了300多億元(未包括港、澳、臺的統(tǒng)計(jì)數(shù)字,下同。)各類沖壓模具生產(chǎn)能力。改革開放以來,隨著國民經(jīng)濟(jì)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(dú)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(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度,將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)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(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件,并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。例如,吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件,華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件,上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。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(dá)國家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低;CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高;許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等,致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。近年來,我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到12m,壽命2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra1.5m的精沖模,大尺寸(300mm)精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。1、具CAD/CAM技術(shù)狀況我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個(gè)自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個(gè)沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀(jì)90年代以來,國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。國家科委863計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS應(yīng)用示范工廠,由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位,開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過鑒定。在此期間,一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng),并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用,取得了顯著效益。1997年一汽引進(jìn)了板料成型過程計(jì)算機(jī)模擬CAE軟件并開始用于生產(chǎn)。21世紀(jì)開始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及,現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間,已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù),數(shù)控加工的使用率也越來越高,并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG,美國Parametric Technology公司 Pro/Engineer,美國CV公司的CADSS,英國DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進(jìn)了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維CAD,多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡,總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。在沖壓成型CAE軟件方面,除了引進(jìn)的軟件外,華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件,并已在生實(shí)踐中得到成功應(yīng)用,產(chǎn)生了良好的效益。快速原型(RP)傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合,快速制造大型汽車覆蓋件模具,解決了原來低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具,模具精度低、制件精度低,樣樣制作難等問題,實(shí)現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造,它標(biāo)志著RPM應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造,近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法,例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。2、模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下,經(jīng)過幾十年努力,現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平,包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。雖然如此,我國的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面,無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面,都有較大差距。轎車覆蓋件模具,具有設(shè)計(jì)和制造難度大,質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn),可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面基本達(dá)到了國際水平,模具結(jié)構(gòu)周期等方面,與國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具,是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具,已基本達(dá)到國際水平。但總體上和國外多工位級進(jìn)模相比,在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上,仍存在一定差距。 從技術(shù)角度來看,模具制造(包括設(shè)計(jì)和加工)技術(shù)大致可分為五個(gè)發(fā)展階段:手工操作階段、手工操作加機(jī)械化(普通通用機(jī)床與工具)階段、數(shù)字控制階段、計(jì)算機(jī)化階段和CAD/CAE/CAM信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一體化,我國目前主要以數(shù)字控制階段為主。我所設(shè)計(jì)的沖壓件為合頁,在日常生產(chǎn)和工作中很常見,而且用量也很大,因此,對加工合頁的沖壓模具進(jìn)行研究也變得很有實(shí)際意義。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn),且單件售價(jià)很低,單件成本如果稍有下降的話,那么會帶來很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,因此研究也變得很有意義。這次設(shè)計(jì),主要目的是要深入了解沖壓模具的基本原理和其設(shè)計(jì)的基本流程,并了解其裝配和加工工藝,為今后的工作打一個(gè)好的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計(jì)過程中,我主要進(jìn)行了沖裁件即合頁的沖裁工藝分析,根據(jù)其結(jié)構(gòu)尺寸、孔距、孔邊距等參數(shù)初步判定了合頁可以采用沖裁方式進(jìn)行加工。之后又進(jìn)行了沖裁工藝方案的確定,初步確定了采用模具的形式,其出件、卸料方式并確定了出件和卸料裝置的結(jié)構(gòu)形式。下一步就是進(jìn)行工藝計(jì)算,包括落料力和沖孔力的計(jì)算,最后根據(jù)總沖裁力的大小確定壓力機(jī)的型號。同時(shí)進(jìn)行了壓力中心的計(jì)算,確定了沖裁的壓力中心。在完成上述工作之后,就是復(fù)合模的主要零部件的尺寸確定、初步定完零件尺寸后,在計(jì)算機(jī)上繪制出了該模具的裝配圖,最后又根據(jù)裝配圖和之前初步定的零件尺寸,繪制出零件的零件圖,并做好標(biāo)注。最后一步確定模具的裝配工藝和主要零件的加工工藝,對模具的合理性進(jìn)行驗(yàn)證。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說綜合了大學(xué)四年所學(xué)的幾乎所有課程,對今后的工作實(shí)踐具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性。在完成過程中也參考了大量的數(shù)據(jù),涉及很多的專業(yè)知識,受水平所限,難免有錯漏或不足,還請各位老師給予批評指正。第一章、沖裁件的工藝性分析沖壓主要是按工藝分類,可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁,其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離,同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形,制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中,常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的時(shí)間,這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級進(jìn)模(供大量生產(chǎn)),以及研制快速換模裝置,可減少沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間,能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間,能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法,在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此,沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求,對沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大的影響。1.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性1.1.1.沖裁件的形狀圖1.零件及尺寸此制件的形狀較簡單,且對稱,產(chǎn)品四角沒有圓角過渡,有一邊是直邊,在設(shè)計(jì)模具可以充分利用這個(gè)直邊,產(chǎn)品材料為10#鋼,厚度2mm,屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,其抗剪強(qiáng)度260-340MPa,抗拉強(qiáng)度300-440MPa,延伸率29%。材料適合沖裁。1.1.2.沖裁件的尺寸精度及工藝計(jì)算沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個(gè)方面的指標(biāo)來衡量,根據(jù)零件圖上的尺寸標(biāo)注及公差,可以判斷屬于尺寸精度為IT12IT14的經(jīng)濟(jì)級普通沖裁。工藝方案設(shè)計(jì):確定工序種類,工序數(shù)目和順序;確定模具的類型用單工序模、復(fù)合模還是連續(xù)模;確定送料方式采用手工操作還是用半自動或自動化模;確定合理的排樣和工序間尺寸等。工藝計(jì)算與設(shè)計(jì):確定沖壓件毛坯的尺寸,沖壓力的計(jì)算,壓力中心的確定,排樣和排樣圖。確定壓力機(jī)的型號和模具的安裝尺寸選擇沖模類型和結(jié)構(gòu)形式確定模具的類型;凸、凹模的結(jié)構(gòu)形式、固定方式;沖件毛坯的送料、導(dǎo)向、定位形式;沖件毛坯的壓料和卸料形式;零件的取出和廢料的排出方式;模架及導(dǎo)向形式;彈性組件的選擇;模具的安裝的定位與緊固方式等。第二章、制件沖壓工藝方案的確定2.1.沖壓工序的組合沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級進(jìn)沖裁。復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)的一次行程中,在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序;級進(jìn)沖裁是把一個(gè)沖裁件的幾個(gè)工序,排列成一定順序,組成級進(jìn)模,在壓力機(jī)的一次行程中,模具的不同位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序,除最初幾次沖程外,每次沖程都可完成一個(gè)沖裁件。該工件包括落料、沖孔,成型三個(gè)基本工序,可以有以下五種工藝方案:方案一:先落料,后沖孔,采用單工序模生產(chǎn)。方案二:落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)。方案三:落料-沖孔級進(jìn)沖壓,采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案四:沖孔-切斷模。方案一結(jié)構(gòu)簡單,但需2道工序、2副模具才能完成,生產(chǎn)效率也低,如此則浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力,從經(jīng)濟(jì)性的角度來考慮不妥當(dāng),難以滿足大批量的生產(chǎn)要求。方案二采用倒裝復(fù)合模具生產(chǎn),只需1副模具即可,模具結(jié)構(gòu)緊湊,沖出的制件的精度及生產(chǎn)效率都比較高,適合大批量生產(chǎn)。制件質(zhì)量由于壓料沖裁同時(shí)得到校平,制件平正不彎曲,且有較好的剪切斷面。但沖裁件四個(gè)角要求是尖角,圖紙上沒有R角,這在沖壓時(shí),凹模極容易因?yàn)闊崽幚響?yīng)力集中而裂開,因此,此方法不可取。方案三采用落料沖孔級進(jìn)模具生產(chǎn),制造精度高,先落料后沖孔,但是其模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,生產(chǎn)周期長,成本高。方案四采用切斷沖孔級進(jìn)模生產(chǎn),先沖孔后切廢料,模具壽命長,無廢料產(chǎn)生,在沖壓前,將板料剪到90的尺寸。模具結(jié)構(gòu)簡單,成本也低。通過上述四種方案的分析比較,該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案四為佳。經(jīng)分析后,較為合理的沖裁方式還是復(fù)合模,用復(fù)合模同時(shí)完成沖孔和落料兩個(gè)工序。復(fù)合模有倒裝式復(fù)合模和正裝式復(fù)合模兩種。若采用正裝式復(fù)合模沖裁,廢料和沖裁件同時(shí)存在于模具工作區(qū)域內(nèi),必須清除廢料才能進(jìn)行下一次沖裁。采用倒裝式復(fù)合模廢料通過工作臺落下,不必頻繁清除廢料,生產(chǎn)率明顯高于正裝式復(fù)合模。且凸凹模的厚度滿足最小壁厚要求,凸凹模的強(qiáng)度足夠。倒裝式復(fù)合模操作方便,安全性和生產(chǎn)效率高。綜上,采用倒裝式復(fù)合模。第三章、制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算3.1.制件排樣圖的設(shè)計(jì)由于該產(chǎn)品在排沖壓工序時(shí)采用的是切斷沖孔,所以此產(chǎn)品在沖壓生產(chǎn)之前,需將材料剪到90寬度,然后只需要沖孔帶切斷,即可,無須搭邊的計(jì)算,材料利用率為100%。第四章、確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心4.1.沖壓力 沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。4.1.1.沖裁力的計(jì)算平刃口沖裁力可按下式計(jì)算 切斷力計(jì)算F1=KL (4-1) F=1.3902.0340=79560 N =79.56KNF1=KL F=1.3(90+274)2.0340=175032 N =175.032KN式中 F沖裁力(N);L沖裁件周邊長度(mm);材料抗剪強(qiáng)度(MPa);260-340MPa材料厚度(mm);2.0mmK系數(shù),通常K=1.3; 沖孔力計(jì)算F=KL (4-2) F=1.3(43.145.5)2.0340=61066.72 N =61.067KN 4.1.2.卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算生產(chǎn)中常用下列公式計(jì)算 F卸=K卸F (4-3) =0.045(79.56+175.032)=11.456 KN F退=K退F (4-4) =0.0561.067=3.05KN 式中 F沖裁力; F卸、F頂分別為卸料系數(shù)和頂件系數(shù)綜上所述,總的沖裁力為F總=F+ F+F卸+F退=79.56+175.03+61.067+11.45+3.05=330.16KN4.2.壓力中心的計(jì)算 采用解析法求壓力中心,求YG,YG F1沖孔力 F1= Ltb,得F1=1.33.145.52340=15.267KNF2沖孔力 F2= Ltb,得F2=1.33.145.52340=15.267KN F3沖孔力 F3= Ltb,得F3=1.33.145.52340=15.267KN F4沖孔力 F4= Ltb,得F4=1.33.145.52340=15.267KN F5切斷力 F5= Ltb,得F5=1.3902340=79.56KNF6切斷力 F6= Ltb,得F6=1.3182340=15.912KNF7切斷力 F7= Ltb,得F7=1.3272340=23.87KNF8切斷力 F8= Ltb,得F8=1.3182340=15.912KNF9切斷力 F9= Ltb,得F9=1.3272340=23.87KNF10切斷力 F10= Ltb,得F10=1.3182340=15.912KNF11切斷力 F11= Ltb,得F11=1.3272340=23.87KNF12切斷力 F12= Ltb,得F12=1.3182340=15.912KNF13切斷力 F13= Ltb,得F13=1.3272340=23.87KNF14切斷力 F14= Ltb,得F14=1.3182340=15.912KNY1F1到X軸的力臂 Y1=35X1F1到Y(jié)軸的力臂 X1=-7.5Y2F2到X軸的力臂 Y2=20X2F3到Y(jié)軸的力臂 X3=-20.5Y3F3到X軸的力臂 Y3=-20X3F3到Y(jié)軸的力臂 X3=-7.5Y4F4到X軸的力臂 Y4=-35X4F4到Y(jié)軸的力臂 X4=-20.5Y5F5到X軸的力臂 Y5=0X5F5到Y(jié)軸的力臂 X5=-30.5Y6F6到X軸的力臂 Y6=36X6F6到Y(jié)軸的力臂 X6=30.5Y7F7到X軸的力臂 Y7=27X7F7到Y(jié)軸的力臂 X7=17Y8F8到X軸的力臂 Y8=18X8F8到Y(jié)軸的力臂 X8=3.5Y9F9到X軸的力臂 Y9=9X9F9到Y(jié)軸的力臂 X9=17Y10F10到X軸的力臂 Y10=0X10F10到Y(jié)軸的力臂 X10=30.5Y11F11到X軸的力臂 Y11=-9X11F11到Y(jié)軸的力臂 X11=17Y12F12到X軸的力臂 Y12=-18X12F12到Y(jié)軸的力臂 X12=3.5Y13F13到X軸的力臂 Y13=-27X13F13到Y(jié)軸的力臂 X13=17Y14F14到X軸的力臂 Y14=-36X14F14到Y(jié)軸的力臂 X13=30.5根據(jù)合力距定理:YG =(Y1F1+ Y2F2+ Y3F3+Y4F4)/(F1+ F2+ F3+F4)XG =(X1F1+ X2F2+ X3F3+X4F4)/(F1+ F2+ F3+F3)YGF沖壓力到X軸的力臂;YG =0XGF沖壓力到Y(jié)軸的力臂;XG =-0.35764.3.壓力機(jī)的選用根據(jù)沖壓力大小,模具大小及模具閉合高度,初步確定壓力機(jī)的型號:F公稱F總 因此切斷沖孔模選擇壓力機(jī)的型號為:J2340壓力機(jī) 型號為J2340壓力機(jī)的基本參數(shù)如:(表一)公稱壓力/KN400墊板尺寸/mm滑塊行程/mm100直徑80滑塊行程次數(shù)/(次/min)80模柄孔尺寸/mm直徑50深度70最小封閉高度/mm300滑塊底面積尺寸/mm封閉高度調(diào)節(jié)量80滑塊中心線至床身距離/mm床身最大可傾角立柱距離/mm300工作臺尺寸/mm前后350左右450工作臺孔尺寸厚度80孔徑200第五章、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算5.1.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸,以凹模為基準(zhǔn),間隙取在凸模上;設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸,以凸模為基準(zhǔn),間隙取在凹模上。間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個(gè)。沖裁過程中,凸模與被沖的孔之間,凹模與落料件之間的均有磨檫,而且間隙越小,磨檫越嚴(yán)重。在實(shí)際生產(chǎn)中受到制造誤差和裝配精度的限制,凸模不可能絕對垂直于凹模平面,而且間隙也不會絕對均勻分布,合理的間隙均可使凸模、凹模側(cè)面與材料間的磨檫減小,并緩減間隙不均勻的不利影響,從而提高模具的使用壽命。沖裁間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響:間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后,從凸模上斜、從凸??卓谥型瞥龌蝽敵隽慵紝⑹×?。一般當(dāng)單邊間隙增大到材料厚度的15%25%左右時(shí)斜料力幾乎減到零。沖裁間隙對尺寸精度的影響:間隙對沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律,對于沖孔和落料是不同的,并且與材料軋制的纖維方向有關(guān)。通過以上分析可以看出,沖裁間隙對斷面質(zhì)量、模具壽命、沖裁力、斜料力、推件力、頂件力以及沖裁件尺寸精度的 影響規(guī)律均不相同。因此,并不存在一個(gè)絕對合理的間隙數(shù)值,能同時(shí)滿足斷面質(zhì)量最佳,尺寸精度最佳,沖裁模具壽命最長,沖裁力、斜料力、推件力、頂件力最小等各個(gè)方面的要求。在沖壓的實(shí)際生產(chǎn)過程中,間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質(zhì)量和模具壽命這兩個(gè)方面的主要因素。但許多研究結(jié)果表明,能夠保證良好的沖裁件斷面質(zhì)量的間隙數(shù)值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數(shù)值也是不一致的。一般說來,當(dāng)對沖裁件斷面質(zhì)量要求較高時(shí),應(yīng)選取較小的間隙值,而當(dāng)對沖裁件的質(zhì)量要求不是很高時(shí),則應(yīng)適當(dāng)?shù)丶哟箝g隙值以利于提高沖模的使用壽命。不管落料還是沖孔,沖裁間隙一律采用最小合理間隙值(Zmin)。選擇模具制造公差時(shí),一般沖模精度較零件高3-4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口,其制造偏差值可按IT6- IT7級選?。粚τ谛螤顝?fù)雜的刃口尺寸制造偏差可按零件相應(yīng)部位公差值的1/4來選取;對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取沖件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以();若零件沒有標(biāo)注公差,則可按IT14級取值。零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單向公差,即:落料件上偏差為零,只標(biāo)注下偏差;沖孔件下偏差為零,只標(biāo)注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標(biāo)注的,則應(yīng)換算成單向標(biāo)注。磨損后無變化的尺寸除外。5.2.凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法5.2.1.凸模和凹模分開加工 這種方法主要適用于圓形或簡單刃口。設(shè)計(jì)時(shí),需在圖樣上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保證沖模的制造公差與沖裁間隙之間滿足:d+pZmax-Zmin (5-1) 5.2.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法,就是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一個(gè),然后依此為基準(zhǔn)再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙,而且還可以放大基準(zhǔn)件的公差,不必檢驗(yàn)d+pZmax-Zmin 。同時(shí)還能大大簡化設(shè)計(jì)模具的繪圖工作。目前,工廠對單件生產(chǎn)的模具或沖制復(fù)雜形狀的模具,廣泛采用配合加工的方法來設(shè)計(jì)制造。沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計(jì)算:沖孔時(shí) dp=(dmin+X)- p (5-2)落料時(shí) Dp=(Dmax-X-Zmin)- p (5-3)孔心距 Lp=Lp (5-4)式中 Dp dp分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸(mm);Dmax 為落料件的最大極限尺寸(mm);dmin為沖孔件的最小極限尺寸(mm);工件公差;p凸模制造公差,通常取p=/4;p刃口中心距對稱偏差,通常取p=/8;Lp凸模中心距尺寸(mm);L沖件中心距基本尺寸(mm);Zmin最小沖裁間隙(mm);落料凹模尺寸:Dp1=(Dmax-X-Zmin)- =61.2-0.50.4=61-0.02;Dp2=(Dmax-X-Zmin)- =18.1-0.50.2=18-0.02;落料凸模尺寸:B1=(Dmax-2ZX)+ =61-20.08=60.84+0.02;B2=(Dmax-2ZX)+ =18-20.08=17.84+0.02;沖孔凸模尺寸:dp1=(dmin+X)- /4 =5.55+0.50.1=5.5-0.02沖孔凹模尺寸:kp1=(Amin+2Z)- /4 =5.5+20.08=5.66-0.02孔心距: Lp1=Lp =400.01Lp2=Lp =700.01Lp3=Lp =360.01Lp4=Lp =270.01第六章、模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 切斷沖孔模結(jié)構(gòu)形式:上模采用彈壓卸料裝置,下模采用彈壓卸料裝置,選用后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架。安全可靠,操作方便。第七章、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.凸凹模的設(shè)計(jì)材料:Cr12Mov硬度:5862HRC,(如圖),外形與固定板過盈配合,與下模板螺釘固定。7.2.切斷凹模的設(shè)計(jì)材料:Cr12Mov硬度:5558HRC形狀結(jié)構(gòu):(如圖),與上模板螺釘和銷釘固定。 7.3.沖頭的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)材料:Cr12Mov硬度:5558HRC形狀結(jié)構(gòu):(如圖),與沖頭固定板過盈配合。7.4.沖頭固定板的設(shè)計(jì)材料:45#形狀結(jié)構(gòu):(如圖)第八章、模具的總裝配1、確定裝配基準(zhǔn)件 應(yīng)以凸凹模為裝配基準(zhǔn)件。 首先要確定凸凹模在模架中的位置, 安裝凸凹模組件, 確定凸凹模組件在下模座的位置, 然后用平行板將凸模和下模座夾緊,在下模座上劃出彎曲孔線,進(jìn)而安裝下模座其他組件。2、安裝上模部分 檢查上模部分各個(gè)零件尺寸是不是滿足裝配技術(shù)條件要求。 安裝上模,調(diào)整沖裁間隙, 將上模系統(tǒng)各零件分別裝于上模座內(nèi)。3、安裝下模部分4、自檢 按沖模技術(shù)條件進(jìn)行總裝配檢查。5、檢驗(yàn)6、試沖設(shè)計(jì)小結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完了大學(xué)三年的課程(包括全部考查課和考試課及專業(yè)課),并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)地實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)重要環(huán)節(jié)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我能綜合運(yùn)用大學(xué)三年的課程的基本理論, 并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)和在深圳賽意法微電子有限公司Molding工位中學(xué)到的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、知識, 還有本工位的一名實(shí)習(xí)生和師傅等人一起分析和解決零件的工藝性分析、排樣圖設(shè)計(jì)、工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算等問題, 初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中上復(fù)雜程度零件的冷沖壓模具設(shè)計(jì)的能力和更深入地運(yùn)用冷沖壓模具的基本原理和方法, 擬訂冷沖壓模具設(shè)計(jì)方案, 完成冷沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力, 也更加熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及測量工具等基本技能的又一次實(shí)踐機(jī)會, 為將來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說是對我大學(xué)三年所學(xué)專業(yè)知識的一個(gè)總結(jié)。設(shè)計(jì)的題目又很貼合實(shí)際,真正做到了理論與實(shí)際的結(jié)合。通過實(shí)際的設(shè)計(jì)和訓(xùn)練,鞏固了我之前所學(xué)的專業(yè)知識,同時(shí)也拓展了我得視野,對之前所學(xué)的關(guān)于模具的知識也進(jìn)行了一個(gè)很好的補(bǔ)充。通過本次設(shè)計(jì),我掌握了沖壓模具的分類,沖壓模具的基本設(shè)計(jì)流程,學(xué)會了分析沖壓件的工藝性,如何確定工藝方案,同時(shí)了解了沖壓模具的基本工作原理。同時(shí),在裝配圖和零件圖的繪制過程中,使我對工程制圖的知識和標(biāo)準(zhǔn)有了一個(gè)更為深入和準(zhǔn)確的掌握。在繪制工程圖的過程中同時(shí)也對AUTO CAD的操作更為熟練,為今后的制圖工作打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)?;仡櫿麄€(gè)設(shè)計(jì)過程,本次設(shè)計(jì)融合了學(xué)過的幾乎所有的專業(yè)知識,把理論知識全部付諸了實(shí)踐,使我對理論知識又有了更加深入的理解,又鍛煉了解決實(shí)際問題的能力。在此次設(shè)計(jì)過程中,我掌握了一種實(shí)用的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和查閱資料的能力,這對我今后的工作和學(xué)習(xí)都十分重要,總的來說,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我獲益良多。由于能力所限,經(jīng)驗(yàn)不足等原因,設(shè)計(jì)中還有許多不足之處,希望各位老師多加指教。在此再次衷心感謝:指導(dǎo)和協(xié)助我完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)、工程師和各位技術(shù)員,還有學(xué)校的各位指導(dǎo)老師和同學(xué)!致 謝對三年來辛勤教導(dǎo)我的老師和學(xué)校致以最崇高的敬意!對本次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)我和給予我最多的老師表示我最衷心的感謝!畢業(yè)設(shè)計(jì)開始以來,有幸多次聆聽老師的教誨。老師以他寬廣的知識、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)識、在實(shí)際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗(yàn)。拓寬了我的視野和思維,更為重要的是老師以他對事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達(dá)的胸襟,時(shí)刻都在潛移默化地影響著我,這將使我終生受益。參考文獻(xiàn)1朱光力主編. 模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn).第1版. 北京:高等教育出版社. 2002. 1341562吳詩 主編. 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) . 第1版. 西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社. 2001. 40453溫松明主編. 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ). 第2版. 長沙:湖南大學(xué)出版社. 1998. 454馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊. 第1版.上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社. 1985. 1 805劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機(jī)械制圖. 第3版. 北京:高等教育出版社.20016施平主編. 機(jī)械工程專業(yè)英語. 第5版.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué).2003 .3443457張代東主編. 機(jī)械工程材料應(yīng)用基礎(chǔ). 第1版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2001.851038王衛(wèi)衛(wèi)主編. 材料成型設(shè)備. 第1版.北京:機(jī)械工業(yè)出版.2004. 47489傅建軍主編. 模具制造工藝. 第1版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2005. 242510王新華 袁聯(lián)富主編.沖模結(jié)構(gòu)圖冊. 第1版. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社. 2003. 30
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