蓋板一模兩件復(fù)合模設(shè)計(jì)與工藝分析畢業(yè)論文

. . 蓋板一模兩件復(fù)合模設(shè)計(jì)與工藝分析畢業(yè)論文1 緒 論1.1 沖壓模具的概念與特點(diǎn) 沖壓是在室溫下,利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力,使模具產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓模具是指在冷沖壓加工中,將材料金屬或非金屬加工成零件或半成品的一種特殊工藝裝備,稱為冷沖壓模具俗稱冷沖模。在沖壓零件的生產(chǎn)中,合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。沖壓加工的特點(diǎn)：由于冷沖壓加工具有上述突出優(yōu)點(diǎn),因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位,是國防工業(yè)及民用工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工方法。沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具,而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品,其制造屬單件小批量生產(chǎn),具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高的特點(diǎn)。所以只有在沖壓零件生產(chǎn)大批或大量的情況下,沖壓成形加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn),從而獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。 1.2 現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)?，F(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè),是高技術(shù)人才密集型行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí),也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。由于模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術(shù),如CAD/CAPP等技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并列工程、快速成形技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工、微細(xì)加工、復(fù)合加工、表面處理技術(shù)等等,因此,模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高,沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量,復(fù)雜、大型、精密,更新?lián)Q代速度快等變化特點(diǎn)。為適應(yīng)市場(chǎng)變化,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展,沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造CAD/CAM技術(shù)轉(zhuǎn)變。2 沖壓成形工藝分析2.1 零件的工藝分析 沖裁工藝設(shè)計(jì)包括沖裁件的工藝分析和沖裁工藝方案的確定。良好的工藝性和合理的工藝方案,可以用最少的材料,最少的工序和工時(shí),使得模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且模具壽命長,能穩(wěn)定地獲得合格沖件。 沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖裁工藝的適應(yīng)性。及沖裁的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、及公差等技術(shù)要求是否符合沖裁加工要求,工藝性是否合理,對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有較大影響。2.1.1 零件尺寸確定該零件主要用于車身零件固定,其形狀與普通蓋板類似,具體形狀如下圖所示：圖2-1 蓋板零件圖蓋板的主要尺寸是直徑6,直徑10的孔以及中心距30。零件厚度：2；材料：Q235；生產(chǎn)批量：大批。2.1.2 零件材料的選擇 該零件主要用于車身固定件,所承受的力和彎曲強(qiáng)度不高。根據(jù)表2-1對(duì)比分析各種沖壓常用金屬材料,最終選擇零件材料Q235,普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。Q235,代表這種材質(zhì)的服屈值為235Mpa,Q235塑性好,焊接性能好,具有良好的沖壓工藝性,也易彎曲,主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機(jī)械零件。表2-1 沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能材料名稱牌號(hào)材料狀態(tài)及代號(hào)力學(xué)性能抗剪強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度區(qū)服點(diǎn)伸長率普通碳素鋼Q235Q275未經(jīng)退火30337239249037546049061019527528331520碳素結(jié)構(gòu)鋼08102045已退火260-36026034028040044056021541029543035550053068520021025036027262415不銹鋼1Cr13已退火320380440470120201Cr18Ni9Ti經(jīng)熱處理46052056064020040純銅T1、T2、T3軟160210702948硬2403002540鋁1060、1050A、1200已退火32038044047012020冷作硬化460520560640200402.2 沖裁工藝方案的確定該零件的形狀是由直線,孔,圓弧組成的,該零件在沖裁時(shí)它包括落料、沖孔、彎曲、切斷四個(gè)基本工序?？刹捎萌N工藝方案。方案一：先落料、再?zèng)_孔、再彎曲、最后切斷,采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料、沖孔、彎曲、切斷,采用連續(xù)模生產(chǎn)。方案三：落料、沖孔、彎曲、切斷復(fù)合模沖壓,采用復(fù)合模生產(chǎn)。 三種方案之中,方案一在壓力機(jī)的一次行程中,只完成一道沖壓工序,方案二在壓力機(jī)的一次行程中,在不同工位上逐次完成四道工序,方案三只有一個(gè)工位,在壓力機(jī)的一次行程中,同時(shí)完成四道工序。通過對(duì)比分析,我選用方案三,因?yàn)樵摴ぜa(chǎn)批量較大,如果把四道工序放在一起,可以大大提高工作效率,節(jié)約資源,降低成本。3 沖壓模具工藝參數(shù)設(shè)計(jì)3.1 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1 模架及導(dǎo)向方式的確定1模架的確定 模架已經(jīng)經(jīng)國家標(biāo)準(zhǔn)化,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)模架主要有兩類：一類是由上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架。另一類是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架。其中導(dǎo)柱模模架的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)形式有滑動(dòng)導(dǎo)向和滾動(dòng)導(dǎo)向兩種?？紤]到零件的精度不是很高,所以采用滑動(dòng)導(dǎo)向模架?；瑒?dòng)導(dǎo)向模架的結(jié)構(gòu)形式有六種,分別為對(duì)角導(dǎo)柱模架,后側(cè)導(dǎo)柱模架,后側(cè)導(dǎo)柱窄形模架,中間導(dǎo)柱模架,中間導(dǎo)柱圓形模架,四角導(dǎo)柱模架。在此選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架,如圖 所示,后側(cè)導(dǎo)柱模架的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè),橫向和縱向送料都比較方便,在由沖壓分析可知,該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,精度要求不高,只需一次沖裁即可成型。所以選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架。圖3-1 后側(cè)導(dǎo)柱模架2導(dǎo)向方式的確定 導(dǎo)向裝置有多種形式,常用的兩種有導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向和導(dǎo)板導(dǎo)向。前面已經(jīng)確定模架的形式為后側(cè)導(dǎo)柱模架,所以選擇導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。3.1.2 定位方式的選擇1送進(jìn)導(dǎo)向方式的選擇 送進(jìn)導(dǎo)向方式有兩種,分導(dǎo)料銷導(dǎo)向和導(dǎo)料板導(dǎo)向。該模具采用的是條料,模具的類型采用的是復(fù)合模。在此選擇復(fù)合模中常用的導(dǎo)料銷導(dǎo)向,在模具中設(shè)兩個(gè)導(dǎo)料銷,并位于條料的同一側(cè),該模具是從前向后送料,所以導(dǎo)料銷裝在右側(cè)。導(dǎo)料銷的形式為固定導(dǎo)料銷。2送料定距方式的選擇 常見限定條料送進(jìn)的距離的方式有兩種：一種是用擋料銷擋住搭邊或沖件輪廓以限定條料送進(jìn)距離的擋料銷定距；另一種是用側(cè)刃在條料側(cè)邊沖切不同形狀的缺口,限定條料送進(jìn)距離的側(cè)刃定距。在此模具中采用擋料銷定距,擋料銷根據(jù)工作特點(diǎn)及作用分為固定檔料銷,活動(dòng)擋料銷和始用擋料銷。在此模具中采用國家標(biāo)準(zhǔn)的固定擋料銷。固定擋料銷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,廣泛應(yīng)用與沖制中、小型沖裁件的擋料定距。3.1.3 卸料裝置的選擇 卸料裝置可以卸下廢料,也可以卸下沖件。其結(jié)構(gòu)形式有固定剛性的,彈壓的和廢料切刀等。在此模具中采用彈壓卸料裝置。彈壓卸料裝置是由卸料板、彈性元件彈簧或橡膠、卸料螺釘?shù)攘慵M成。彈壓卸料既起卸料作用,又起壓料作用,所得沖裁零件質(zhì)量較好,平直度較高。因此,質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈壓卸料裝置。3.2 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算材料利用率3.2.1 彎曲件坯料尺寸的計(jì)算1坯料長度 對(duì)于該零件的結(jié)構(gòu)尺寸可知其圓角半徑。的彎曲件由于變薄不嚴(yán)重,按中性層展開的原理,坯料的總長度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和, 即： 3-1 式中：-坯料展開總長度； -彎曲中心角°。 整個(gè)U形彎曲件尺寸： 。2最小彎曲半徑 最小彎曲半徑是表示彎曲變形極限變形程度的一個(gè)參數(shù)指標(biāo)。在保證彎曲變形區(qū)材料外表面不發(fā)生破壞的條件下,彎曲內(nèi)表面所能形成的最小圓角半徑稱為最小彎曲半徑。該零件彎曲半徑為2,Q235材料在冷作硬化狀態(tài)的最小彎曲半徑為1,因此滿足要求。3.2.2 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算材料利用率 排樣是在模具中具有重大意義,排樣的正確與否將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。1搭邊值的確定一般來說,搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的。表3-1列出了沖裁時(shí)的最小搭邊值。因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)采用的往復(fù)送料形式,故由表可查得搭邊值：沖裁時(shí)的最小搭邊值的大小為：2.2,2。 表3-1 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值 材料厚度圓件及圓角矩形邊長矩形邊長或圓角 工件間側(cè)邊 工件間側(cè)邊工件間側(cè)邊0.25以下1.82.02.22.52.83.00.250.51.21.51.82.02.22.50.50.81.01.21.51.81.82.00.81.20.81.01.21.51.51.81.21.51.01.21.51.81.92.01.62.01.21.52.02.22.02.22送料步距與條料寬度的確定送料步距由公式3-2計(jì)算： 3-2式中：-平行于送料方向的沖裁件寬度； -沖裁件之間的搭邊值；=20+2=22 條料寬度： 3-3式中：B-條料寬度的基本尺寸<>；-側(cè)面搭邊；D-平行于送料方向的沖裁件寬度；-條料寬度的單向負(fù)向偏差,查資料得=0.7。=一模兩件排樣如圖3-2所示：圖3-2 一模兩件排樣圖3計(jì)算材料利用率 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率計(jì)算公式如下： 3-4 式中：A-一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積 B-條料寬度 S-步距 一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積： 所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率：= 一張條料上材料的利用率： 3-5計(jì)算結(jié)果： 一張板料上材料的利用率：= 3-6 計(jì)算結(jié)果為：。一模一件排樣如圖3-3所示。圖 3-3 一模一件排樣圖一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率：78.55%。一張條料上材料的利用率：78%。一張板料上材料的利用率：77.5%。 根據(jù)上述兩種排樣方案,得出了兩種不同的材料利用率。,比較1 。但第一種排樣方案有利于生產(chǎn)率的提高,降低生產(chǎn)成本,因此選用第一種排樣方案。3.3 沖壓力的計(jì)算3.3.1 落料力F落的計(jì)算普通平刃沖裁模,其沖裁力F按公式3-7計(jì)算： 3-7式中：-沖裁力； -沖裁周邊長度； -材料厚度； -材料抗剪強(qiáng)度； -系數(shù)。本設(shè)計(jì)的值查表得材料厚度：沖裁周邊長度： 3.3.2 沖孔力F沖的計(jì)算沖孔力由公式3-8計(jì)算： 3-8 3.3.3 切斷力F切的計(jì)算 切斷力由公式3-9計(jì)算： 3-9 3.3.4 卸料力F卸的計(jì)算 卸料力： 3-10 式中：K-卸料力系數(shù),其值為0.020.06薄料取大值,厚料取小值； -沖孔力 卸料力的系數(shù)通過查表確定,卸料力系數(shù) 。 由公式3-10得卸料力 3-11 3.3.5 彎曲力F自的計(jì)算自由彎曲時(shí)的彎曲力： 3-12式中： -自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力； -彎曲件的寬度； -彎曲件內(nèi)彎曲半徑；-材料的抗拉強(qiáng)度； K-安全系數(shù),一般取K=1.3。所以 3.3.6 總壓力的計(jì)算總沖壓力等于該模具中所有壓力之和。即 =<380467> 故模具的總壓力取為400。3.4 沖裁間隙的確定 沖裁間隙指凹模刃口橫向尺寸與凸模刃口尺寸的差值,表示雙面間隙,單面間隙用表示。間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力和模具壽命均有很大影響,是沖裁工藝與沖裁模設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)。 表3-2 沖裁模初始雙面間隙值 材料厚度08、10、35、09Mn2、Q23516Mn40、5065Mn小于0.5極 小 間 隙0.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0921.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380查得：=0.246,=0.360。3.5 工作零件刃口尺寸計(jì)算 凸模和凹模的刃口尺寸和公差,直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸模、凹模刃口尺寸及其公差來保證。因此,正確確定凸凹模刃口尺寸和公差,是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。1凸、凹模工作部分加工方法的選擇由于模具的加工方法不同,凸模與凹模刃口部分尺寸的計(jì)算公式與制造公差的標(biāo)注也不同,刃口尺寸的計(jì)算方法可以分為兩種情況。凸模與凹模分開加工和凸模與凹模配合加工。對(duì)于該制件應(yīng)選用凸模與凹模分開加工方法。采用這種方法,是指凸模與凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標(biāo)注凸模凹模刃口尺寸與制造公差<凸模、凹模>,它適用于圓形或簡(jiǎn)單形狀的制件。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙,必須滿足下列條件： 新制造的模具應(yīng)該是。否則制造的模具間隙已超過允許變動(dòng)的范圍。2凸、凹模刃口尺寸計(jì)算凸模與凹模分開加工的方法計(jì)算落料凸、凹模的刃口尺寸。根據(jù)計(jì)算原則,落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先定凹模尺寸,使凹模基本尺寸接近或等于制件輪廓的極小尺寸,再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙值。其計(jì)算公式如下：落料： 3-13 沖孔： 3-14 校核： 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸。在同一工步中,在工件上沖出孔距為L±/2兩個(gè)孔時(shí),其凹模型孔中心距Ld可按下式計(jì)算： 式中：、-分別為落料凹模和凸模的基本尺寸； 、-分別為沖孔凹模和凸模的基本尺寸； -落料件最大極限尺寸； -沖孔件的最小極限尺寸；、-工件孔心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸；-沖裁件的公差；-磨損系數(shù)。、-分別為凹模和凸模的制造偏差,凸模偏差取負(fù)向相當(dāng)于基準(zhǔn)軸的公差帶位置,凹模偏差取正向相當(dāng)于基準(zhǔn)孔的公差帶位置。對(duì)于采用分別加工的凸模和凹模,應(yīng)保證下述關(guān)系： 表3-3 簡(jiǎn)單形狀方形、圓形沖裁時(shí)凸、凹模制造偏差 公稱尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹公稱尺寸凸模偏差凸凹模偏差凹1818303080801201201800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.0401802602603603605005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070外形144.7mm×20mm由落料獲得,2×,2×和30±0.12由沖孔同時(shí)獲得,查表3-3得=0.246,=0.360,則：=<0.3600.246> =0.114 由公差表查得：2×,2×和30±0.12為IT12級(jí),取X=0.75。沖孔2×時(shí),設(shè)凸、凹模分別按IT8級(jí)和IT9級(jí)加工制造,則沖孔：= = =6.09= =校核：|+| 0.018+0.0300.3600.246 0.0480.144 滿足間隙公差條件。沖孔2×時(shí),設(shè)凸、凹模分別按IT8級(jí)和IT9級(jí)加工制造,則沖孔： = = = = =校核：|+| 0.036+0.022 0.360-0.2460.0580.114滿足間隙公差條件?？拙喑叽纾?對(duì)于尺寸144.7,選=0.5；尺寸20,選=0.75。落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下： 落料凸模的基本尺寸與凹模相同,分別是144.2,19.84,凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制,保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.246。 孔距尺寸： 3.6 模具壓力中心與計(jì)算 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力的作用點(diǎn)的位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作,應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。對(duì)于帶有模柄的沖壓模,壓力中心應(yīng)通過模柄的軸心線。否則會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷,使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過大的磨損,模具導(dǎo)向零件加速磨損,降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。按比例畫出零件形狀,選定坐標(biāo)系XOY,如圖3-4所示。圖3-4 壓力中心由公式： 得 根據(jù)計(jì)算得出壓力中心的坐標(biāo)為76,10。 由于該點(diǎn)位于模柄孔投影范圍內(nèi),因此壓力機(jī)工作過程中能夠制作出合格的制件。4 主要零件的設(shè)計(jì)與工藝分析4.1 凹模的設(shè)計(jì)及工藝分析4.1.1 凹模的設(shè)計(jì)凹模的外形一般有矩形和圓形兩種。凹模的外形尺寸應(yīng)保證有足夠的強(qiáng)度、剛度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據(jù)被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸來確定的。 表4-1 矩形和圓形凹模的外形尺寸 矩形凹模的長度和寬度L×B矩形和圓形凹模厚度H圓形凹模直徑D140×125、140×140、160×100、160×125、160×140、200×100、200×125 16、18、20、22、25、28140160×160、200×140、200×160、200×125、250×140 16、20、22、25、28、32160200×200、250×160、250×200、280×160 18、22、25、28、32、35200250×250、280×200、280×250 20、25、28、32、35、40250查表4-1取標(biāo)準(zhǔn)取凹模長度B=200。凹模板寬度：L=100。凹模的高度考慮到彎曲凹模的長度,保證能夠準(zhǔn)確落料。選擇高度。凹模輪廓尺寸為：200×100×80。凹模零件示意圖如圖4-1所示。 圖4-1 凹模零件示意圖落料凹模的作用是起落料的作用,該零件在模具上所受力較大,對(duì)硬度、強(qiáng)度的要求較高。該零件選擇材料為W18Cr4V,W18Cr4V具有更高的淬透性、耐磨性和承載強(qiáng)度,且淬火變形小。它的強(qiáng)度、硬度,能夠滿足零件的加工要求。4.1.2 凹模零件的精度確定根據(jù)凹模作為工作零件,其精度要求較高,所以選用IT7級(jí),表面粗糙度為,垂直度為0.04。4.1.3 凹模的工藝分析凹模是以內(nèi)表面作為工作型面,內(nèi)表面為通孔時(shí)稱為型孔,內(nèi)表面為不通孔時(shí)稱為凹模與凸模一樣,根據(jù)工作型面形狀的不同也分為圓形凹模和非圓形凹模。加工后的凹模的尺寸和精度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求刃口一般為IT7IT6,其間隙要均勻、合理；刃口部分要保持尖銳鋒利,刃口側(cè)壁應(yīng)平直或稍有利于卸料的斜度；刃口側(cè)壁轉(zhuǎn)角初為尖角時(shí)刃口部位除外,若圖樣上沒有注明,加工時(shí)允許按Ra3.2制造。4.1.4 加工方法及工藝方案凹模的加工工藝一般采用線切割加工型孔,喇叭形凹模洞口也可采用電火花穿孔或錐度線切割,但是目前很少使用。大間隙沖裁凹模也可采用先車、銑,后磨削的方法；大型或特殊凹模,則常采用分開加工后再用鑲拼的辦法制作。工作型面為圓形的凹模一般采用的機(jī)械加工工藝路線是：備料熱處理退火銑六面銑床鉗工劃線銑工作型面銑床熱處理根據(jù)需要選用平磨基準(zhǔn)面平面磨床磨工作型面內(nèi)圓磨床精研拋光。凹模工作型面主要采用立式銑床加工和仿形銑床加工,也可采用坐標(biāo)磨床按照準(zhǔn)確的坐標(biāo)位置對(duì)工件進(jìn)行磨削加工,對(duì)于形狀較復(fù)雜、尺寸精度和硬度要求高的凹模,采用坐標(biāo)磨床進(jìn)行精加工是一種較理想的加工方法。4.1.5 有關(guān)工藝裝備的選擇1夾具的選擇該零件在銑床上加工,因此采用平口虎鉗裝夾；磨削時(shí),則采用砂輪。2刀具的選擇銑削時(shí),選擇直徑為的平面銑刀；鉆孔時(shí),選擇直徑為6的鉆頭、6的鏜刀、M10的絲錐；磨削加工時(shí),選用砂輪。3機(jī)床的選擇此凹模適合于銑削加工,凹模工作部分的表面粗糙度為。選用法蘭克數(shù)控銑床,在精加工那個(gè)工作表面時(shí),機(jī)床轉(zhuǎn)速為S1000。非工作表面不需要太高的精度,機(jī)床轉(zhuǎn)速為S800。另外還需要到平面磨床和立式鉆床。4.1.6 凹模加工工藝過程的制訂凹模的加工工藝過程如表4-2所示。表4-2 凹模的加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工序簡(jiǎn)圖1備料用型鋼在車床上切斷,并將棒料鍛成矩形車床2熱處理將毛坯進(jìn)行球化退火處理,以消除鍛造產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,改善組織及加工性能3粗加工毛坯銑削毛坯的六個(gè)面,加工至尺寸200.5×100.4×81.5 銑床4鉗工劃線以磨過相互垂直的兩側(cè)面為基準(zhǔn),劃凹模中心線及2×6銷孔、4×8.5孔中心線,并按照事先加工好的凹模樣板劃型孔輪廓線劃線工具及量具立式銑床5粗加工型孔沿型孔輪廓線鉆孔,除去中間廢料,然后在立式銑床上按劃線加工型孔,留單面余量0.30.56精加工型孔銑床精修型孔,并隨時(shí)用凹模樣板校驗(yàn)。達(dá)到圖紙要求 續(xù)表4-27加工螺釘盲孔和銷孔加工2×6銷孔和4×8.5螺釘孔立式鉆床8熱處理淬火、低溫回火,保證6064HRC9磨削精磨上、下兩端面,達(dá)到制造要求平面磨床10精修型孔鉗工研磨型孔,達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求4.1.7 凹模的加工工藝過程卡片的制訂凹模的加工工藝過程卡片如表4-3所示。表4-3 凹模加工工藝過程卡片工藝過程卡片零件名稱凹模模具編號(hào)零件編號(hào)零件材料W18Cr4V毛坯尺寸210×110×90件數(shù)1工 序 號(hào)工序名稱工序內(nèi)容定額工時(shí)實(shí)做工時(shí)制造人檢驗(yàn)1備料用型鋼在車床上切斷,并將棒料鍛造成矩形2熱處理將毛坯進(jìn)行球化退火處理,以消除鍛造產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,改善組織及加工性能3粗加工毛坯銑削毛坯的六個(gè)面,加工至寸200.5×100.4×81.5 續(xù)表4-34鉗工劃線以銑過相互垂直的兩側(cè)面為基準(zhǔn),劃凹模中心線及2×6銷孔、4×10過孔中心線,并按照事先加工好的凹模樣板劃型孔輪廓線5粗加工型孔沿型孔輪廓線鉆孔,除去中間廢料,然后在立式銑床上按劃線加工型孔,留銼修單面余量0.30.56精加工型孔銑床精加工型孔,并隨時(shí)用凹模樣板校驗(yàn),達(dá)到圖紙要求7加工螺釘盲孔和銷孔加工2×6銷孔和4×10螺釘盲孔8熱處理淬火、低溫回火,保證6064HRC9磨削精磨上、下兩端面,達(dá)到制造要求10精修型孔鉗工研磨型孔,達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求10檢驗(yàn)工藝員年 月 日零件質(zhì)量等級(jí)4.1.8 凹模平面加工工序卡的制訂 凹模平面的加工工序卡片如表4-4所示。XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)6共 頁產(chǎn)品名稱零件名稱凹模共 頁工序號(hào)工序名稱3銑削車間工段材料牌號(hào)機(jī)加W18Cr4V毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板材210×110×901設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)銑床1夾具編號(hào)夾具名稱切削液離子水工時(shí)定額/min準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/mm/min進(jìn)給量/mm/r背吃刀量/mm進(jìn)給次數(shù)工時(shí)定額/min描圖機(jī)動(dòng)輔助1銑上、下平面銑床1000300112描校2以上下兩個(gè)平面為基準(zhǔn),加工四個(gè)側(cè)面銑床1000300112底圖號(hào)裝訂號(hào)編制日期審核日期會(huì)簽日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期表4-4 凹模平面的加工工序卡片4.2 凸模的設(shè)計(jì)及工藝分析4.2.1 凸模的設(shè)計(jì) 凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類。一類是鑲拼式,另一類為整體式。整體式中,根據(jù)加工方法的不同,又分為直通式和臺(tái)階式。直通式凸模的工作部分和固定部分的形式與尺寸做成一樣,這類凸模一般采用線切割方法進(jìn)行加工。臺(tái)階式凸模一般采用機(jī)械加工,當(dāng)形狀復(fù)雜時(shí),成形部分常采用成型磨削。由于最后一步屬于切斷工序,該凸模結(jié)構(gòu)部負(fù)責(zé),不屬于圓形凸模,屬于異形凸模,設(shè)計(jì)成為臺(tái)階式,凸模長度取57,結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。圖4-2 切斷凸模零件示意圖模具刃口要求有較高的耐磨性,并能承受沖裁時(shí)的沖擊力,因此應(yīng)有高的硬度與適當(dāng)?shù)捻g性。形狀簡(jiǎn)單且壽命要求不高的凸?？蛇x用T8A、T10A等材料；形狀復(fù)雜且模具有較高壽命要求的凸模應(yīng)選Cr12、W18Cr4V、Cr12MoV、CrWMn等制造,取5862HRC,要求高壽命、高耐磨性的凸模,可選硬質(zhì)合金材料。該模具要求有較高的壽命和較高的耐磨性,并能承受沖裁時(shí)的沖擊力。所以凸模的材料應(yīng)選W18Cr4V。1凸模的固定方式平面尺寸的比較大的凸模,可以直接用銷釘和螺栓固定。中、小型凸模多采用臺(tái)見肩、吊裝或鉚接固定。對(duì)于有的小凸模還可以采用粘接固定。對(duì)于大型沖模中沖小孔的易損凸模,可以采用快換凸模的固定方法,以便于修理和更換。根據(jù)彎曲凸模是一個(gè)整體,所以臺(tái)肩式固定。2凸模零件的精度確定根據(jù)凸模作為工作零件,其精度要求較高,所以選用IT7級(jí),表面粗糙度為,垂直度為0.04。4.2.2 凸模的工藝分析該零件是切斷零件時(shí)的凸模,工作零件的制造方法采用"實(shí)配法"。切斷加工時(shí),凸模是基準(zhǔn)件,凸模的刃口尺寸,凹模型孔加工是以凸模制造時(shí)刃口尺寸決定制造尺寸,凹模型孔加工是以凸模制造時(shí)刃口的實(shí)際尺寸為基準(zhǔn)來配制沖裁間隙的,凹模是基準(zhǔn)件。因此,凸模在沖孔模中是保證產(chǎn)品制件型孔的關(guān)鍵零件。凸模零件的外形表面是長方體,尺寸20×4.4×57,在零件開始加工時(shí),首先保證外形表面尺寸。零件開始加工時(shí),首先保證外形表面尺寸。零件的外形表面是由兩個(gè)尺寸組成的曲面,零件的固定部分是矩形,它和成形表面呈臺(tái)階狀,該零件屬于小型工作零件,成型表面在淬火前的加工方法可以采用仿形刨削或壓印法；淬火后的精密加工可以采用坐標(biāo)磨削和鉗工修研的方法。采用壓印加工需要制作基準(zhǔn)件,用凹模做基準(zhǔn)顯然不合理,做個(gè)基準(zhǔn)件又增加了二級(jí)工具,實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備又沒有坐標(biāo)磨床。采用仿形刨削作為淬火前的主要加工手段,在淬火中控制熱處理變形量,淬火后的精加工通過模具鉗工的加工來保證。4.2.3 加工方法及工藝方案比較復(fù)雜型面凸模的制造工藝應(yīng)根據(jù)凸模形狀、尺寸、技術(shù)要求并結(jié)合本單位設(shè)備情況等具體條件來進(jìn)行制訂,此類復(fù)雜凸模的工藝方案為：備料鍛造熱處理退火銑六面平磨六面至尺寸上限鉗工劃線粗銑外形仿形刨或經(jīng)銑成形表面檢驗(yàn)鉗工粗研熱處理鉗工精研及拋光。此類結(jié)構(gòu)凸模的工藝方案不足之處就是淬火之前機(jī)械加工必須成形,這樣勢(shì)必帶來熱處理的變形、氧化、脫碳、燒蝕等問題,影響凸模的精度和質(zhì)量。在選材時(shí)應(yīng)采用熱變形小的合金工具鋼,如MnCrWV,CrWMn、Cr12MoV等；采用高溫鹽溶浴爐加熱,淬火后采用真空回火爐回火穩(wěn)定處理,防止過燒和氧化等現(xiàn)象產(chǎn)生。非圓形凸模的加工工藝方案與圓形凸模的加工工藝方案相同。非圓形凸模的常用加工方法如表4-5所示。表4-5 凸模常用加工方法形式常用加工方法適用場(chǎng)合階梯式方法一：凹模壓印銼修法。車、銑或刨削加工毛坯,磨削安裝面和基準(zhǔn)面,劃線銑輪廓,留0.20.3單邊余量,用凹模已加工好壓印后銼修輪廓,淬火后拋光、磨刃口無間隙沖模,設(shè)備條件較差,無成形加工設(shè)備方法二：仿形刨削加工。粗銑或刨加工輪廓,留0.20. 3單邊余量,用凹模已加工好壓印后仿形精刨,最后淬火、拋光、磨刃口一般要求的凸模直通式方法一：線切割。粗加工毛坯磨削安裝面和基準(zhǔn)面,劃線加工安裝孔,穿絲孔,淬硬后磨安裝面和基準(zhǔn)面,線切割成形,拋光、磨刃口形狀較復(fù)雜或尺寸較小、精度較高的凸模方法二：成形磨削。粗加工毛坯,磨削安裝面和基準(zhǔn)面,劃線加工安裝孔,加工輪廓,留0.20.3單邊余量,淬火后磨安裝面,再成形磨削輪廓形狀不太復(fù)雜、精度較高的凸?；蜩倝K4.2.4 有關(guān)工藝裝備的選擇1夾具的選擇該零件在銑床上加工,因此采用平口虎鉗裝夾；磨削時(shí),則采用砂輪。2刀具的選擇銑削時(shí),選擇直徑為16的平面銑刀；磨削加工,選用砂輪。3機(jī)床的選擇此凸模適合于銑削加工,凸模工作部分的表面粗糙度為Ra0.8。選用法蘭克數(shù)控銑床,在精加工工作表面時(shí),機(jī)床轉(zhuǎn)速為S1000。非工作表面不需要太高的精度,機(jī)床轉(zhuǎn)速為S800。磨削時(shí)采用平面磨床。4.2.5 凸模加工工藝過程的制訂凸模的加工工藝過程如表4-6所示。表4-6 凸模的加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容1備料鋸床下料,25×602鍛造鍛成25×10×653熱處理退火,HBS2294立銑銑六面,保證尺寸22.4×4. 5×57.55磨平面磨兩大平面及相鄰的側(cè)面,保證垂直6鉗工劃線去毛刺,劃線7工具銑銑型面20×4.4,留雙邊余量0.40.58仿形刨按線找正刨型面,留雙邊余量0.10.159鉗工修整修型面留余量0.02,0.03,對(duì)樣板；倒角R410熱處理淬火、回火,保證5862 HRC11平磨光上、下面,找正磨削尺寸20×4.412鉗工修整修研磨型面達(dá)圖樣要求,對(duì)樣板4.2.6 凸模機(jī)械加工工藝過程卡的制訂凸模的加工工藝過程如表4-7所示。表4-7 凸模加工工藝過程卡片工藝過程卡片零件名稱凸模模具編號(hào)零件編號(hào)零件材料W18Cr4V毛坯尺寸25×10×65件數(shù)1工 序 號(hào)工序名稱工序內(nèi)容定額工時(shí)實(shí)做工時(shí)制造人檢驗(yàn)1備料鋸床下料,25×602鍛造鍛成25×10×653熱處理退火,HBS2294立銑銑六面,保證尺寸22.4×4. 5×57.5 續(xù)表4-75磨平面磨兩大平面及相鄰的側(cè)面,保證垂直6鉗工劃線去毛刺,劃線7工具銑銑型面20×4.4,留雙邊余量0.40.58仿形刨按線找正刨型面,留雙邊余量0.10.159鉗工修整修型面留余量0.02,0.03,對(duì)樣板；倒角R410熱處理淬火、回火,保證5862 HRC11平磨光上、下面,找正磨削尺寸20×4.412鉗工修整修研磨型面達(dá)圖樣要求,對(duì)樣板工藝員年 月 日零件質(zhì)量等級(jí)4.2.7 凸模外形工序卡的制訂凸模外形輪廓加工工序卡片如表4-8所示。XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)10共 頁產(chǎn)品名稱零件名稱凸模共 頁工序號(hào)工序名稱7銑車間工段材料牌號(hào)機(jī)加W18Cr4V毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板材25×10×651設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)銑床1夾具編號(hào)夾具名稱切削液虎鉗離子水工時(shí)定額/min準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/mm/min進(jìn)給量/mm/r背吃刀量/mm進(jìn)給次數(shù)工時(shí)定額/min描圖機(jī)動(dòng)輔助1粗、精銑上平面銑床300030020014描校2粗、精銑下平面銑床3000300200143粗銑兩端面銑床30001006012底圖號(hào)4精銑兩端面銑床300200.10.0525裝訂號(hào)6編制日期審核日期會(huì)簽日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期表4-8 凸模外形工序卡4.3 墊板的設(shè)計(jì)及工藝分析4.3.1 墊板的設(shè)計(jì)它的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力,防止模座被局部壓陷。如果凸模的端部對(duì)材料的壓力超過材料的許用壓力,需在凸模端部與模座之間加上墊板防止模具損壞。墊板外形尺寸與固定板相同,其厚度一般取416,該模具中大多為非標(biāo)準(zhǔn)件,設(shè)計(jì)最后尺寸為：129×20×12。材料：墊板的材料一般為45鋼,淬火后硬度為。精度要求：上、下表面應(yīng)磨平,表面粗糙度為,以保證平行度要求,該模具由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單屬于小型零件,因此其平行度選取0.02。4.3.2 墊板的工藝分析墊板的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,它的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力,保證凸模與凸模固定板與良好的剛度和強(qiáng)度。工藝順序可為：備料車削坯料外圓精度鉗工修正。熱處理毛坯經(jīng)車削加工,配合表面和工作型面應(yīng)留適當(dāng)?shù)哪ハ饔嗔?。熱處?經(jīng)磨削后加工即可獲得理想的工作型面及配合表面。圖4-3所示：圖4-3 墊板零件示意圖4.3.3 加工方法及工藝方案 墊板的形狀比較簡(jiǎn)單,主要是進(jìn)行平面及孔的加工。平面的機(jī)械加工方法一般采用銑削、磨削、研磨等,根據(jù)零件的尺寸精度與表面粗糙度要求,可將這些加工方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合。 一般采用普通機(jī)床進(jìn)行粗加工、半精加工,而后進(jìn)行磨削精加工。對(duì)于配合精度要求高的部位還要進(jìn)行研磨,才能達(dá)到要求的精度和表面粗糙度。在對(duì)平面進(jìn)行銑削和磨削之前應(yīng)先找正,以便為后序工序提供可靠的定位基準(zhǔn),保證平行度要求。4.3.4 有關(guān)工藝裝備的選擇1夾具的選擇該零件在銑床上加工,因此采用平口虎鉗裝夾；磨削時(shí),則采用砂輪。2刀具的選擇銑削時(shí),選擇直徑為的平面銑刀；鉆孔時(shí),選擇直徑為的鉆頭、的鏜刀、M10的絲錐。3機(jī)床的選擇此凹模適合于銑削加工,凹模工作部分的表面粗糙度為Ra0.8。選用法蘭克數(shù)控銑床,在精加工那個(gè)工作表面時(shí),機(jī)床轉(zhuǎn)速為S1000。非工作表面不需要太高的精度,機(jī)床轉(zhuǎn)速為S800。下料時(shí)用鋸床,磨削時(shí)用平面磨床。4.3.5 墊板加工工藝過程的制訂墊板的加工工藝過程如下表4-9所示。表4-9 墊板的加工工藝過程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備工序簡(jiǎn)圖1備料用型鋼在車床上切斷,并鍛成矩形135×25×15,之后進(jìn)行球化退火處理,以消除鍛造產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,改善組織及加工性能鋸床2銑平面銑削毛坯的六個(gè)面,加工至尺寸129.4×20.4×13.5,留粗磨余量0.4銑床3磨平面磨上、下平面和相鄰兩側(cè)面,作為加工時(shí)的基準(zhǔn)面,上下高度達(dá)尺寸要求12,保證平面度要求平面磨床續(xù)表4-94鉗工劃線劃螺釘孔線及卸料螺釘安裝孔線劃線工具及量具5鉆床加工鉆螺釘孔至尺寸9,卸料螺釘孔至尺寸8立式鉆床6鏜孔和凸模固定板重疊鏜孔達(dá)圖紙要求鏜床或銑床7檢驗(yàn)4.3.6 墊板的加工工藝過程卡的制訂墊板的加工工藝過程卡如下表4-10所示。表4-10 墊板的加工工藝過程卡工藝過程卡片零件名稱墊板模具編號(hào)零件編號(hào)零件材料45毛坯尺寸135×25×15件數(shù)1工 序 號(hào)工序名稱工序內(nèi)容定額工時(shí)實(shí)做工時(shí)制造人檢驗(yàn)1備料用型鋼在車床上切斷,并將棒料鍛成矩形135×25×15,之后進(jìn)行球化退火處理,以消除鍛造產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,改善組織及加工性能2銑平面銑削毛坯的六個(gè)面,加工至尺寸129.4×20.4×13.5,留粗磨余量0.43磨平面磨上、下平面和相鄰兩側(cè)面,作為加工時(shí)的基準(zhǔn)面,上下高度達(dá)尺寸要求12,保證平面度要求4鉗工劃線劃螺釘孔線及卸料螺釘安裝孔線5鉆床加工鉆螺釘孔至尺寸9,卸料螺釘孔至尺寸8 續(xù)表4-106鏜孔和凸模固定板重疊鏜孔達(dá)尺寸要求,保證平面度7檢驗(yàn)工藝員年 月 日零件質(zhì)量等級(jí)4.3.7 墊板的加工工序卡的制訂墊板的加工工序卡如下表4-11所示。表4-11 墊板的加工工序卡XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)2共 頁產(chǎn)品名稱零件名稱墊板共 頁工序號(hào)工序名稱2銑削車間工段材料牌號(hào)機(jī)加45毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板材135×25×151設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)銑床1夾具編號(hào)夾具名稱切削液離子水工時(shí)定額/min準(zhǔn)終單件工步號(hào)工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速/r/min切削速度/mm/min進(jìn)給量/mm/r背吃刀量/mm進(jìn)給次數(shù)工時(shí)定額/min描圖機(jī)動(dòng)輔助1粗、精銑上平面銑床100030020014描校2粗、精銑下平面銑床1000300200143粗、精銑側(cè)面銑床100030010014底圖號(hào)4劃線劃線平臺(tái)5鉆孔鉆床120030020014裝訂號(hào)6攻螺紋絲錐、鉸刀7銑孔銑床12002000.10.052編制日期審核日期會(huì)簽日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期5 標(biāo)準(zhǔn)件的選用5.1 模架的選用 該模具采用的是滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架。以凹模周界尺寸為依據(jù)查9P223選擇模架規(guī)格。上模座： 下模座：閉合高度H：2202605.2 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)、尺寸一般都是直接由標(biāo)準(zhǔn)中選取,在選用時(shí)導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最底工作位置時(shí),導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于1015。在最高工作位置時(shí),導(dǎo)柱上端面與導(dǎo)套的下端面的距離不小于1020,而下模座底面與導(dǎo)柱底面距離為,導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度由表8-1查處選擇II級(jí)。由9P223表10-12可知模架的閉合高度=220 ,=150。由以上計(jì)算可選標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱導(dǎo)套參數(shù)如下：導(dǎo)柱：導(dǎo)套：5.3 模柄的尺寸的確定模柄是連接上模與壓力機(jī)的