2579 端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)1
2579 端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)1,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì)
河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書11、緒論模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進(jìn)國(guó)家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨(dú)立的行業(yè).日本工業(yè)界認(rèn)為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會(huì)的動(dòng)力”.美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為:“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”.在德國(guó)模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱 .目前,我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?,主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距,導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來發(fā)展很快,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬(wàn)多家,從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人,2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭,模具企業(yè)總體上訂單充足,任務(wù)飽滿,2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元,出口模具4.91 億美元,分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為3.69:1,進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元,為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在 2 萬(wàn)多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中,有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中,產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家,中型企業(yè)幾十家,其余都是小型企業(yè)。 近年來, 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快,主要表現(xiàn)為:大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品;專業(yè)模具廠數(shù)量增加,能力提高較快;"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速;國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:第一,體制不順,基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用,私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快,國(guó)企改革也在進(jìn)行之中,但總體來看,體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱,因此,行業(yè)發(fā)展還不盡如人意,特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2第二,開發(fā)能力較差,經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低,水平較低,且不重視產(chǎn)品開發(fā),在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元,國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15~20 萬(wàn)美元,有的高達(dá) 25~30萬(wàn)美元,與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理,真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三,工藝裝備水平低,且配套性不好,利用率低.雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備,但總的來看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多,特別是設(shè)備數(shù)控化率和 CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因,引進(jìn)設(shè)備不配套,設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍,設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低,帶來中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四,專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差. 由于長(zhǎng)期以來受“大而全”“小而全”影響,許多模具企業(yè)觀念落后,模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低,專業(yè)化分工不細(xì),商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具,商品模具只占 45%左右,其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好,難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù),與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低,標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響,對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五,模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后.模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本,國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比,無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格,都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差,也直接影響模具水平的提高。1.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展,但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距,尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年,中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1) 模具日趨大型化; 2)在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù); 3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng); 河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書34)在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù); 5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率; 6)發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù); 7)模具的精度將越來越高; 8)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化; 9)研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程; 10)開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備,在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中,60%-80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性,是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志,并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年,全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600~650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上;國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí),從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)(VDMA)工模具協(xié)會(huì)了解到,德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中(VDMA)會(huì)員模具企業(yè)有 90 家,這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的 90%,可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展,國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才,他們的技術(shù)水平比較高.故人均產(chǎn)值也較高.我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右,而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15~20 萬(wàn)美元,有的達(dá)到 25~30 萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上,而我國(guó)才達(dá)到 45%.河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書42、沖壓件的工藝分析零件名稱:端蓋 生產(chǎn)批量:大批量材料:08 鋼料厚:1mm零件簡(jiǎn)圖:(見下圖)河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書52.1 零件工藝性此工件為有凸緣的錐形件,且底部帶有圓孔,拉深高度不高,拉深前后厚度不變,工件材料為 08 鋼,拉深性能比較好,且此工件的形狀滿足拉深工藝要求,可用拉深工序加工。工件底部上有一直徑 d=6.5mm 的圓孔,孔邊與筒壁之間的距離為L(zhǎng)=10.5mm≧R+0.5t=3.25mm ,滿足沖裁尺寸條件要求。該制件為端蓋,制件形較為簡(jiǎn)單。但需要多道工序才能完成。制件形狀為錐形,中心處有圓孔,對(duì)精度要求不高. 從制件圖上可以看出,必須先通過落料和沖工藝孔,然后再進(jìn)行拉深,需要兩套模具,很明顯拉深決定了零件的總體形狀和尺寸,所以在此先主要對(duì)拉深工藝進(jìn)行分析。2.2 工藝方案的確定因?yàn)楣ぜ閹咕壡业撞坑袌A孔的錐形零件,零件形狀為圓形,所以該工件的生產(chǎn)包括落料、沖孔、拉深、切邊四個(gè)基本工序,可以有以下三種工藝方案:方案一:先落料,其次沖孔,再拉深,最后切邊。采用單工序模生產(chǎn)。方案二:落料—拉深—沖孔—切邊復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三:先落料拉深,再?zèng)_孔切邊,采用兩套復(fù)合模具生產(chǎn)。對(duì)各種方案的分析方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但需要四道工序四副模具,生產(chǎn)效率低,難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求。河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書6方案二只需一副模具,生產(chǎn)效率較高,能滿足大批量生產(chǎn)要求,但是模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,模具的生產(chǎn)、裝配和維修困難。方案三需要兩副模具,雖然比方案二多了一副模具,但由于每套模具只進(jìn)行兩個(gè)工序,且零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱,模具制造、裝配和維修并不困難,模具采用復(fù)合形式,簡(jiǎn)化了工序,生產(chǎn)效率比方案一高,能滿足大批量生產(chǎn)的要求,所以經(jīng)綜合考慮,工件采用方案三進(jìn)行生產(chǎn)。3、工藝性計(jì)算3.1 計(jì)算毛坯尺寸由工件簡(jiǎn)圖可得,d = 60 mm,d= (30 - 1)mm = 29mm,由凸緣的相對(duì)直徑 d / d = 凸 t60mm / 29mm = 2.07,查表 4.2 得修邊余量 = 1.4mm,因零件底部圓角半徑 r 與凸緣圓R?角半徑 R 相等,即 r = R 時(shí),有凸緣錐形件的毛胚直徑;D = dhdt4.32??河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書7將 d = 60 + 2 = (60 + 2×1.4)mm = 62.8mm ,d = 29mm,H = (8 – 1)mm = tR?7mm,R = 2mm,代入上式中,得毛坯的直徑為D = 68mm?????294.37948.623.2 排樣設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)模具時(shí),首先要設(shè)計(jì)條料的排樣圖。該零件為圓形件,單向排列時(shí)(如圖所示)的排樣方案可以提高材料的利用率,減少?gòu)U料。3.3 條料寬度、導(dǎo)料板間距離和材料利用率的計(jì)算查表 2.9 取得搭邊值為 a = 0.8mm,a =1mm。1條料寬度的計(jì)算: B =(D + 2a + C)0??max0??B__條料寬度(mm)D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸;a—側(cè)搭邊的最小值;△—條料寬度的單向(負(fù)向)偏差;C—導(dǎo)料板與最寬條料之間的單面最小間隙;把 D = 68mm,a = 1mm,查表得 C = 0.5, △= 0.5mm,代入上式得maxB = 68+2+0.5=70.5 mm。 05.?材料利用率的計(jì)算:河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書8根據(jù)一般的市場(chǎng)供應(yīng)情況,原材料選用 1000mm×2000mm×1mm 的冷軋薄鋼板,每塊可切成 71.4mm×1000mm 規(guī)格條料 28 條,材料剪切利用率為1= =98.9%?104.75?計(jì)算沖壓件毛坯的面積:S= ×3.14×68 =3650mm4122一個(gè)步距材料利用率通用計(jì)算公式 = ×100%?BAnS式中 S—一個(gè)零件的實(shí)際面積,mm2;n—一個(gè)步距內(nèi)實(shí)際沖裁件數(shù)量;B—條料寬度,mm; A—送料步距, mm把 S =3650mm ,n = 1,B = 70.5mm,A = D + a = 69mm + 0.8mm = 69.8mm。代入2 1上式得= 75.4% ?導(dǎo)料板間距離的計(jì)算:A = B + C = D + 2a + 2Cmax式中 B__條料寬度(mm)D—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸;a—側(cè)搭邊的最小值;C__導(dǎo)料板與最寬條料之間的單面最小間隙;把 B = 70.5mm,C = 0.5, a =1mm, D = 68mm,代入上式得max河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書9A = 68mm + 2×1mm + 2×0.5mm = 71mm。3.4 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸查表 2.4 得間隙值 Z =0.1mm,Z =0.14mm。minmax3.41 沖孔凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算由于沖孔是一個(gè)簡(jiǎn)單的圓形,因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對(duì)簡(jiǎn)單,精度容易保證,所以擬采用分別制造法加工。設(shè)計(jì)時(shí),需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造工差。查表 2.5 得凸、凹模制造公差:= 0.020mm, = 0.020mm。?凸 ?凹校核:Z - Z = 0.04mm,而 + = 0.04mmmaxin?凸 凹滿足 Z - Z ≥ + 的條件。i?凸 凹-工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸,查相關(guān)文獻(xiàn)得出其極限偏差:68 、 6.5 、?046.?2.0?查表 2.6 得:IT11 級(jí)時(shí)磨損系數(shù) x = 0.5根據(jù)設(shè)計(jì)原則,沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)加工時(shí),以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),由式2.5 和 2.6 得d = (d + xΔ)凸 min0凸??d = (d + Z )凹 凸 in凹??0式中 d 、d —沖孔凸凹模尺寸;凸 凹—沖孔件的最小基本尺寸;min河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書10x—磨損系數(shù);Δ—工件制造公差;Z —最小合理間隙;minδ 、δ —凸、凹模的制造公差。凸 凹把 d = 6.5mm,x = 0. 5, Δ = 0.22, Z =0.1mm, = 0.02mm, = min min?凸 ?凹0.02mm 代入上式得d = (6.5 + 0.5×0.22) = 6.61 mm凸 02.?02.?d = (6.61mm + 0.1) = 6.71 mm凹 025.?02.?3.42 落料凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算查表 2.5 得凸、凹模制造公差: = 0.025mm, = 0.035mm。?凸 ?凹校核:Z - Z = 0.040mm,而 + = 0.055mmmaxin凸 凹滿足 Z - Z < + 的條件。i凸 凹所以采用配作法加工。當(dāng)以凹模為基準(zhǔn)是,凹模磨損后,刃口部分尺寸增大,屬于 A 類尺寸。查表 4.6 得 IT12 級(jí) x = 0.5由式(2.8)得D = ( D - x )凹 ?凹??0式中 D —落料凹模尺寸;凹D—落料件的基本尺寸;x—磨損系數(shù);河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書11Δ—工件制造公差;δ —凸、凹模的制造公差。凹把 D = 68mm,x = 0. 5, Δ = 0.46, = 0.035mm 代入上式得?凹D = (68 – 0.5×0.46) = 67.77 mm凹 12.0?12.0?落料凸模得基本尺寸與凹模相同,不必標(biāo)注公差,但凹模得實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制,保證最小雙面合理間隙值 Z =0.1mm。min3.43 拉深凸、凹模尺寸的計(jì)算為了保證錐形拉伸件的錐度,所以以凸模為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)加工,由式 4.37 和4.38 得d = ( d+0.4 )凸 ?0凸??d = ( d +0.4 +Z)凹 凹??0式中: d 、 d —凸、凹模的尺寸;凸 凹d__零件內(nèi)徑的最小極限尺寸;Δ—零件的公差;δ 、δ —凸、凹模制造公差;凸 凹Z—拉深模雙面間隙。查表得 Δ = 0.22,δ =δ = 0.02mm,因?yàn)楣ぜ木纫蟛⒉桓撸鋯瓮?凹面間隙值為= (1~1.1)t = (1~1.1)× 1 2Z所以取 Z = 2mm代入上式得河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書12d = ( d +0.4 ) =(30+0.4*0.22) = 30.88 mm凸 ?0凸??02.?02.?d =(30.88+2) = 32.88 mm凹 02.?0.?3.44 拉伸凸、凹模的圓角半徑的計(jì)算由于零件尺寸標(biāo)注在內(nèi)形,因此,凸模的圓角半徑為 r 凸=2mm,凹模平面轉(zhuǎn)角的圓角半徑為 r 凹= 經(jīng)計(jì)算得: 41.0tr?r 凹= =2.24mm.2?3.5 沖壓力得計(jì)算3.51.落料力 F = 1.3 t落 ??D式中 ___材料抗剪強(qiáng)度D___毛胚直徑t___材料厚度查表得 08 鋼得抗剪強(qiáng)度 = 300MPa。把 D =68mm,t = 1mm 代入上式得?F = 1.3×3.14×68mm ×300MPa×1mm ≈ 85.4kN。 落同樣得沖孔力 F =1.3×6.5×3.14×1×300=8.164kN孔落料時(shí)的卸料力 F = K F卸 卸 落K ___卸料力系數(shù);卸F ——落料力; 落查表得 K = 0.05,F(xiàn) =85.4kN,所以代入上式得卸 落F = 0.05×85.4kN ≈ 4.27kN 卸沖孔時(shí)得推件力 F =nK F推 孔河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書13取直筒形刃口的凹模形式,由表 2.21 得,h=6mm,則 n=h/t=6 個(gè),查表 2.7 得K=0.05F =6×0.05×6.164=2.45KN推3.52.拉深力 F = K dt拉 ??b式中 K___修正系數(shù),查表 4.6;d___拉深后工序件中徑;t___材料厚度;___材料的抗拉強(qiáng)度;?b查表得 K = 1.0, = 400MPa,把 K = 1.0, = 400MPa,d = b ?b29mm,t = 1mm,代入上式得F = 1×3.14×29mm×1mm×400Mpa =36.4KN。拉3.53.壓邊力:F = P壓 4???212)(凹rdD??式中 D___毛胚直徑(mm) ;d ___第一次拉深后工件的直徑(mm) ;1r ___拉深凹模圓角半徑(mm) ;凹P___單位壓邊力(Mpa) ;查表得 P = 2.5Mpa, 取 r =2.24mm。d = 68mm,d = 30mm。代入1凹 1上式得F = ×2.5Mpa ≈ 6.74Kn壓 41.3??2)4.30(68mm????河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書143.54.頂件力F = K F 頂 頂 拉式中 K ___頂件力系數(shù);頂F ___拉深力;拉查表得 K = 0.06,P = 36.4KN,代入上式得頂 拉F = 0.06×36.4KN = 2.18kN。頂所以綜上可得,落料拉深模得總沖裁力F = F + F +F + F +F = 85.4kN +36.4 kN 1總 落 拉 卸 壓 頂+4.27Kn+6.24kN+2.18kN =134.5 kN。P = P + P = 8.164kN +2.45kN = 10.614kN。2總 沖 推4、模具工作部分的設(shè)計(jì)4.1 落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模刃口采用直筒形刃口,并查表 2.21,取得刃口高度為 h=6mm。該凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,宜采用整體式。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書15查表 2.22,得 k=0.3即凹模高度 H=kb=0.3 68=20.4mm?凹模厚度 C=1.5x20.4=30.6mm凹模外形尺寸的確定:凹模外形直徑 d=68+2×30.6=129.2mm凹模整體尺寸標(biāo)準(zhǔn)化,取為 160mm×25mm。?4.2 沖孔 6.5 的凸模設(shè)計(jì)?凸模固定板的厚度取 25mm,凸模長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定L=25+33+2=60mm4.3 模柄因?yàn)槟>叱叽绮皇翘螅C合考慮選用垂直度和同軸度較好的壓入式模柄,根據(jù)JB/T 7646.1 選取基本尺寸標(biāo)準(zhǔn)為 40mm 的模柄,具體如下圖所示:?xx4.4 墊板因?yàn)橥拱寄:吐淞习寄6紴閳A形,所以采用圓形墊板,由 JB/T 7653—1994 的規(guī)定,選取規(guī)格為 160mm ×8mm 的墊板。?河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書16xxx A4.5 凸模固定板凸模固定板主要用來固定拉深凸模,使其在工作過程中保持穩(wěn)定和精度,所以根據(jù) JB/T 7653—1994 選取規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)為 160mm×25mm 的凸凹模固定板,為了使其均勻?固定,需要在其上加工三個(gè)螺紋孔和三個(gè)銷釘孔,又因?yàn)槔罴庸ば枰獕哼吶Γ赃€需要在凸模固定板上加工三個(gè)頂桿孔,使壓邊圈起到壓邊作用,另外還要加工固定凸模的階梯孔。 4.6 凸凹模固定板凸凹模固定板是用來固定凸凹模,使其在工作過程中能穩(wěn)定的工作,保持模具的精度,它通過螺釘與上模座進(jìn)行緊固連接,同時(shí)通過銷釘進(jìn)行定位,以保證安裝位置的精度,另外卸料螺釘通過安裝在固定板的彈簧達(dá)到彈性卸料的目的,所以需要在凸凹模固定板上加工三個(gè)螺釘孔和兩個(gè)銷釘孔,另外還要加工一個(gè)固定凸凹模的階梯孔河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書17和三個(gè)卸料螺釘孔。 xxx A4.7 落料凹模落料凹模是模具的主要工作零件,需要較高的強(qiáng)度和精度,所以凹模材料選用Cr12,淬火硬度為:58—62HRC,凹模刃口尺寸為 67.77 mm,可通過鏜、銑削、120.?磨削等加工方法進(jìn)行加工制造,安裝時(shí)通過螺釘與銷釘和下模座進(jìn)行連接和定位,所以凹模上要加工螺釘孔和銷釘孔,刃口部分采用階梯孔形式,以方便安裝壓邊圈,如下圖所示:河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書18x A4.8 卸料板卸料板是模具的主要卸料零件,它與卸料螺釘、彈簧組成彈性卸料裝置,以卸除卡在凸凹模上的條料,使工作快速進(jìn)行,與凸凹模之間采用間隙配合,卸料板需加工卸料螺釘孔與卸料螺釘進(jìn)行河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書19A4.9 頂件塊 在拉深工序中,為保證拉深件的表面質(zhì)量,防止拉深過程中材料的起皺,常采用頂件塊用合適的力使毛坯的變形區(qū)部分被壓在凹模平面上,并使毛坯從頂件塊與凹模平面之間的縫隙中通過,從而制止毛坯的起皺現(xiàn)象。頂件塊的內(nèi)形與拉深凸模大間隙配合,一般與頂料桿(三根以上)、橡皮等構(gòu)成彈性卸料系統(tǒng)。 A河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書204.10 凸凹模凸凹模是落料的凸模又是拉深的凹模,做為模具的主要成形零部件,其精度和強(qiáng)度都有較高的要求,其外部形狀可以通過車削、鏜削、磨削等加工方法進(jìn)行加工制造,材料可選用 Cr12,淬火硬度為 58—62HRC,2x450 A4.11 模具其它部件的選用模具其它部件的選用見表 2—1表 2—1 模具其它部件的選用序號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 規(guī)格/ mm 標(biāo)準(zhǔn) 熱處理1 銷釘 2 40Cr φ10×60 2 打桿 1 40 φ11×150 40~45HRC3 螺釘 3 45 M12×604 打料塊 1 40 φ40×40 40~45HRC河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書215 卸料螺釘 3 40Cr M12×85 30~35HRC6 螺釘 3 45 M12×957 頂桿 3 T8A M10×90 40~45HRC8 銷釘 3 40Cr φ10×909 彈簧 3 20 90×67010 橡皮 14.12 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸由于拉深凹模外形尺寸不大,且工件精度要求較高,為了工作過程穩(wěn)定和保證工件精度,選用中間導(dǎo)柱模架。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu)尺寸見表 3-1。表 3-1 拉深落料模 架 規(guī) 格 選 用名稱 尺寸 材料 熱處理上模座 160mm×160mm×40mm HT200下模座 160mm×160mm×45mm HT200導(dǎo)柱 28mm×170mm、32mm×170mm 20 滲碳 58~62HRC導(dǎo)套 28mm×100mm×38mm、32mm×100mm×38mm 20 滲碳 58~62HRC最小閉合高度 H = 180mm, 最大閉合高度 H = 220mm。min max模具的閉合高度 H = 上模座厚 + 墊板厚 + 凸凹模厚 + 凸模厚 + 下模座厚 + 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書22墊板厚 - (料厚 + 工件高度) = 40mm + 8mm + 64mm + 50mm + 45mm + 10mm – (1mm + 8mm) =193mm因?yàn)槟>叩姆忾]高度 H 應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大封閉高度 Hmax 和最小封閉高度 Hmin之間,一般取:Hmax-5mm≥H≥Hmin+10mm由此可知,要使工件能順利的加工和從模具上取出,必須要模具有足夠的封閉高度 Hmax≥H+5mm=193mm + 5mm = 198mmHmin≤H-10mm=193mm – 10mm = 183mm因 H = 220mm ≥ 198mm, H = 180mm ≤183mm, 所以可以選用標(biāo)準(zhǔn)模架。max min4.13.沖壓設(shè)備的選擇 為了使壓力機(jī)能安全工作,取F ≥ (1.6 ~ 1.8)P壓 機(jī) 總所以落料拉深的壓力機(jī)F ≥ (1.6 ~ 1.8)P = 1.7×134.5 kN = 228.64 kN1壓 機(jī) 1總沖孔壓力機(jī)F ≥ (1.6 ~ 1.8)P = 1.7 × 10.614kN = 18kN。2壓 機(jī) 2總故落料拉深模選用 630kN 的開式壓力機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)如下。公稱壓力:630kN滑塊行程:130mm最大封閉高度:360mm最大封閉高度調(diào)節(jié)量:80mm河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書23工作臺(tái)尺寸:480mm×710mm工作臺(tái)墊板孔尺寸: 250?模柄孔尺寸: 50mm×80mm?工作臺(tái)墊板厚度:80mm沖孔模選用 150kN 的開式壓力機(jī)。5、模具的裝配總裝時(shí),首先應(yīng)根據(jù)主要零件的相互依賴關(guān)系,以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來確定裝配基準(zhǔn)件,例如復(fù)合模一般以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件,級(jí)進(jìn)模以凹模作為裝配基準(zhǔn)件;其次,應(yīng)確定裝配順序,根據(jù)各個(gè)零件與裝配基準(zhǔn)件的依賴關(guān)系和遠(yuǎn)近程度確定裝配順序。裝配結(jié)束后,要進(jìn)行試沖,通過試沖發(fā)現(xiàn)問題,并及時(shí)調(diào)整河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書24和修理直至模具沖出合格零件為止。1)通讀設(shè)計(jì)圖樣,了解正裝式復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):本模具的裝配工藝要 點(diǎn)是:同時(shí)保證落料和沖孔用凸凹模間隙的均勻;打料機(jī)構(gòu)工作可靠,能及時(shí)推出工件。2)查對(duì)各零件已完成裝配前的加工工序,并經(jīng)檢驗(yàn)合格。3)裝配模柄:將模柄壓入上模座后,鉆、鉸銷孔,打入止轉(zhuǎn)銷。4)裝配凸凹模:按照壓入法操作要求,將凸凹模壓入固定板中,檢查凸凹模相對(duì)固定板基準(zhǔn)面的垂直度,并刃入凸模,用工藝定位器法檢查配合間隙的均勻性。待凸凹模全部壓入,認(rèn)定間隙分布均勻后,磨平固定板支撐面和凸凹模刃口面。5)裝配凸模:將凸模壓入固定板中,按壓入法裝配要領(lǐng),檢查其相對(duì)固定板基準(zhǔn)面的垂直度,認(rèn)定合格后,磨平固定板支撐面和刃口面。6)裝配下模:將組裝好的凸?!潭ò搴拖聣|板,按照設(shè)計(jì)要求位置,安裝在下模座上,緊固螺釘,鉆、鉸銷孔,裝入圓柱銷。7)裝配上模:將組裝好的凸凹?!潭ò搴蜕蠅|板,安裝在上模座上,緊上螺釘,用工藝定位器法控制上下模的配合間隙,使其均勻。認(rèn)定均勻后,在上模相應(yīng)部位鉆、鉸銷孔,打入圓銷。 8)安裝凹模:將凹模安裝在下模相應(yīng)部位,凹模和凸凹模間隙,用墊片法或直接安裝法控制其均勻性。5.1 模具總裝圖河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書251.下模座 2.墊板 3.凸模固定板 4.落料凹模 5.螺釘 6.導(dǎo)柱 7.導(dǎo)套 8.上模座 9.彈簧 10.卸料螺釘 11.模柄 12.橡皮 13.銷釘 14.螺釘 15.墊板 16.凸凹模固定板 17.推薦塊 18.卸料板 19.凸凹模 20.頂件塊 21.銷釘 22.拉深凸模 23.橡皮 24.托板 25.螺栓 26.螺母 27.頂桿結(jié)束語(yǔ)河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書26畢業(yè)設(shè)計(jì)作為三年大學(xué)學(xué)習(xí)中極為重要的一部分,是衡量一個(gè)學(xué)生專業(yè)課水平的重要標(biāo)志。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們所學(xué)課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復(fù)習(xí),是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練,也是我們步入工作前的一次檢驗(yàn)。就我個(gè)人而言,通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我學(xué)習(xí)到了許多知識(shí),對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造有了極為深刻的認(rèn)識(shí),是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍,回顧一個(gè)多月的設(shè)計(jì)生活,讓我感慨頗深,主要體會(huì)有以下幾點(diǎn):1 扎實(shí)的基礎(chǔ)課,專業(yè)課是模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)由于以前所學(xué)的課程難免有些理解不深,遺忘等,而本次設(shè)計(jì)又或多或少的用到了這些知識(shí),從而迫使我認(rèn)真扎實(shí)的學(xué)習(xí)了以前的課程,并加深了對(duì)這些課程的理解、真正有一種溫故而知新的感覺,如機(jī)械制圖中的各種線型的特點(diǎn)應(yīng)用,材料力學(xué)中的應(yīng)力校核,熱處理中各種材料與熱處理性能,公差配合與測(cè)量技術(shù)中公差的正確選用,模具的加工與制造技術(shù)。塑料模具的設(shè)計(jì)與制造步驟,模具材料的正確選用等。2 理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性以前的學(xué)習(xí)中,基本上是純理論的學(xué)習(xí),雖然有金工實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐的體味,但卻停留在表面上,沒有進(jìn)行過真正的設(shè)計(jì),從而使理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié),而現(xiàn)在我們是在經(jīng)歷了金工實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)后的一次真正的練兵。我認(rèn)真回顧了以前所見所學(xué)的塑料模知識(shí),在腦海里反復(fù)了思考了塑料模的步驟,然后開始到圖書館查資料作設(shè)計(jì)。在作設(shè)計(jì)的過程中,我才真正感覺到眼高手低的含義,同時(shí)也“窺一斑而知全豹” ,自己的學(xué)習(xí)中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無(wú)遺,但是在老師們的幫助下以及自己的努力下,我終于克服了重重困難,使設(shè)計(jì)得以順利的進(jìn)行。通過向老師們請(qǐng)教,我了解到設(shè)計(jì)要面向企業(yè),面向市場(chǎng)的原則,畢業(yè)設(shè)計(jì)正是對(duì)實(shí)踐能力的一次強(qiáng)有力的訓(xùn)練,是我們獨(dú)立工作的前湊,將對(duì)我們以后的工作產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。3 對(duì)模具設(shè)計(jì)中的安全性,經(jīng)濟(jì)性加深了認(rèn)識(shí)在設(shè)計(jì)工作中,要不斷對(duì)安全性進(jìn)行分析,從操作者的角度進(jìn)行設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)中,需要考慮到模具的成本問題,經(jīng)濟(jì)效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提,成本的高直接決定了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,故在設(shè)計(jì)中盡可能的選用標(biāo)準(zhǔn)件。4 電腦成為設(shè)計(jì)中重要的輔助工具河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書27由于工件形狀復(fù)雜,在設(shè)計(jì)中計(jì)算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度,后經(jīng)程老師指點(diǎn)迷津,通過 Pro/E 繪圖和計(jì)算才得以解決。另外在繪零件和裝配圖時(shí)采用電腦也更方便快捷。采用電腦處理,精度高,方便快捷,在本次設(shè)計(jì)時(shí),要求機(jī)械繪圖,電子文檔文本,從而對(duì) AUTOCAD 的學(xué)習(xí)有了很大的進(jìn)展,對(duì) WORD,WPS 等各種文字處理工具有了更為熟練的操作,而模具 CAD 技術(shù)已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),電腦終將成為設(shè)計(jì)的必備工具,這對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)著極為重要的現(xiàn)在意義。5 設(shè)計(jì)態(tài)度直接決定著設(shè)計(jì)質(zhì)量畢業(yè)設(shè)計(jì)一般時(shí)間都足夠,但足夠的時(shí)間不一定都能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的模具。這就除了能力水平的問題外,極為重要的一點(diǎn)便是態(tài)度問題,作為學(xué)生必須要態(tài)度謙虛、工作認(rèn)真、勤學(xué)好問、實(shí)事求是,才能正確對(duì)待設(shè)計(jì),才有可能取得設(shè)計(jì)的圓滿成功??傊ㄟ^畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造有了更深的認(rèn)識(shí),得到了許多有益的啟示,這對(duì)畢業(yè)后的過渡轉(zhuǎn)變有極重要的影響。在以后的工作中,我將繼續(xù)保持謙虛謹(jǐn)慎的工作作風(fēng),揚(yáng)長(zhǎng)避短,多與人交流,提高自己的個(gè)人素質(zhì)和技能積累經(jīng)驗(yàn),誠(chéng)實(shí)守信,爭(zhēng)取在事業(yè)上更上一層樓,芝麻開花—節(jié)節(jié)高。致 謝時(shí)光如電,歲月如梭,三年的大學(xué)生活即將結(jié)束,而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會(huì)中去。在這畢業(yè)之際,作為一名工科院校的學(xué)生,做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作,它涉及的知識(shí)非常廣泛,很多都是書上沒有的東西,這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料;還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算,這些都要河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書28靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決,可以說,沒有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。在學(xué)校中,我主要學(xué)的是理論性的知識(shí),而實(shí)踐性很欠缺,而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來,也使我在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí);這不但提高了我們解決問題的能力,開闊了我們的視野,在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足,為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于本人資質(zhì)有限,很多知識(shí)掌握的不是很牢固,因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題,在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下,克服了一個(gè)又一個(gè)的困難,使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦,但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問題,研究問題,咨詢問題,一步步提高了自己,一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識(shí),鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力,使我受益匪淺,我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助,而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神,讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)里有立足之地。最后,我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師劉軼老師在這一段時(shí)間給予我無(wú)私的幫助和指導(dǎo),并向你們致意崇高的敬意,以后到社會(huì)上我一定努力工作,不辜負(fù)你們給予我的知識(shí)和對(duì)我寄予的厚望!參 考 文 獻(xiàn)[1]薛彥成主編. 公差配合與技術(shù)測(cè)量。 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.10[2]中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)主編. 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典。南昌江西科學(xué)技術(shù)出版社,2003.1[3]郝濱海主編. 沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.11河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書29[4]王樹勛主編. 模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)手冊(cè)。華南理工大學(xué)出版社, 1995.6[5]楊玉英主編. 實(shí)用沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2004.7[6]王孝培主編. 實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)。北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2001.3[7]劉建超、張寶忠主編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造。北京:高等教育出版社,2002.3[8]吳伯杰編著. 沖壓工藝與模具。北京:電子工業(yè)出版社,2001.5[9]周玲編著. 沖模設(shè)計(jì)實(shí)例詳解。化學(xué)工業(yè)出版社,2003.4[10模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì)。沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例。機(jī)械工業(yè)出版社,2001.8[11]馬正元. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)。機(jī)械工業(yè)出版社,2000.6
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編號(hào):160174
類型:共享資源
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沖壓
成形
工藝
模具設(shè)計(jì)
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2579 端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)1,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計(jì)
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