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CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 題目 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 二級學(xué)院 直屬學(xué)部 專業(yè) 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名 職稱 評閱教師姓名 職稱 2014 年 11 月 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要 沖壓成型是金屬成型的一種重要方法 它主要適用于材質(zhì)較軟的金屬成型 可以 一次成型形狀復(fù)雜的精密制件 本課題就自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 闡述冷沖模 具的設(shè)計(jì)過程 本設(shè)計(jì)對指定工件進(jìn)行的模具設(shè)計(jì) 利用 Auto CAD 軟件對制件進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖 明確了設(shè)計(jì)思路 確定了沖壓成型工藝過程并對各個(gè)具體部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校 核 如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠 保證了與其他部件的配合 并繪制 了模具的裝配圖和零件圖 本課題通過對工件的沖壓模具設(shè)計(jì) 鞏固和深化了所學(xué)知識 取得了比較滿意的 效果 達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)意圖 關(guān)鍵詞 沖壓成型 冷沖模具 工藝過程 自動(dòng)變速箱飛輪 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 目錄 前言 1 1 緒論 2 1 1 我國沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 2 1 2 我國沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 2 2 零件工藝分析及確定工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型 4 2 1 產(chǎn)品零件圖 4 2 2 工件工藝分析 4 2 3 工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型 5 3 落料模 方案一 6 3 1 落料模簡圖 6 3 2 落料件工藝分析 6 3 3 排樣設(shè)計(jì) 6 3 4 確定條料利用率 7 3 5 裁板方式 8 3 6 計(jì)算沖裁力 8 4 落料模零 部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 4 1 凸模 10 4 2 凹模 10 5 拉深 鐓粗模設(shè)計(jì)計(jì)算 12 5 1 拉深 鐓粗模 12 5 2 半成品零件圖 13 5 3 工件工藝分析 13 5 4 排樣設(shè)計(jì) 13 5 5 確定條料利用率 14 5 6 裁板方式 15 5 7 計(jì)算沖壓力 15 5 8 計(jì)算壓力中心 16 6 落料拉深復(fù)合模零 部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案二 17 6 1 半成品零件圖 17 6 2 工件工藝分析 17 6 3 排樣設(shè)計(jì) 17 6 4 確定條料利用率 18 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 5 裁板方式 19 6 6 計(jì)算沖裁力 19 6 7 計(jì)算壓力中心 21 6 8 凸 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 6 8 1 凸模 21 6 8 2 凹模 22 6 8 3 凸凹模工作尺寸計(jì)算 23 6 9 定位形式與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24 6 9 1 設(shè)計(jì)原則 24 6 9 2 定位零件機(jī)構(gòu)與應(yīng)用 25 6 10 卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 6 11 復(fù)合模導(dǎo)向 安裝和有關(guān)零 部件 26 6 11 1 導(dǎo)向 26 6 11 2 結(jié)構(gòu)件與安裝 26 6 11 3 緊固件選用 27 6 11 4 模具自制零件的材料及熱處理要求 6 28 7 壓力機(jī)的選用與校核 29 8 鐓粗模設(shè)計(jì)計(jì)算 30 8 1 鐓粗力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 30 8 1 1 鐓粗力的計(jì)算 30 8 1 2 鐓粗用壓力機(jī)的額定壓力的確定 30 8 2 鐓粗件的分析 30 8 3 鐓粗模工作部分尺寸的確定 30 8 4 鐓粗模零件總體尺寸的確定 31 8 4 1 凸 凹模尺寸 31 8 4 2 上 下模座尺寸 31 8 4 3 緊固件選用 31 8 4 4 模具自制零件的材料及熱處理要求 31 9 模具裝配 32 總結(jié) 33 致謝 34 參考文獻(xiàn) 35 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前言 模具在汽車 拖拉機(jī) 飛機(jī) 家用電器 工程機(jī)械 動(dòng)力機(jī)械 冶金 機(jī)床 兵 器 儀器儀表 輕工 日用五金等制造業(yè)中 起著極為重要的作用 模具是實(shí)現(xiàn)上述 行業(yè)的鈑金件 鍛件 粉末冶金件 鑄件 壓鑄件 注塑件 橡膠件 玻璃件和陶瓷 件等生產(chǎn)的重要工藝裝備 采用模具生產(chǎn)毛坯或成品零件 是材料成形的重要方式之 一 與切削加工相比 具有材料利用率高 能耗低 產(chǎn)品性能好 生產(chǎn)效率高和成本 低等顯著特點(diǎn) 大學(xué)三年所學(xué)對于知識的海洋來說也許還不夠說滄海一粟 但是對于具體的個(gè)人 來說卻是會(huì)算有很大收獲的 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對自己所學(xué)的一次全面總結(jié) 而且 是對我們所具備的綜合能力的一次考查 更是我們將理論與實(shí)踐相結(jié)合的實(shí)際運(yùn)用前 的一次實(shí)際應(yīng)用 此次設(shè)計(jì)所依據(jù)的工件是在工廠實(shí)際進(jìn)行生產(chǎn)的 在參觀了工廠已采用的生產(chǎn)方 式和生產(chǎn)設(shè)備 并在老師認(rèn)真 耐心的指導(dǎo)下進(jìn)行了此次設(shè)計(jì) 在對模具的經(jīng)濟(jì)性 模具的壽命 生產(chǎn)周期及生產(chǎn)成本等因素進(jìn)行了全面仔細(xì)的分析下 我分析了兩個(gè)設(shè) 計(jì)方案 落料 拉深復(fù)合模與鐓粗單工序模 落料單工序模與拉深鐓粗復(fù)合模 為了高 質(zhì)量的完成此次設(shè)計(jì)我用了大量的時(shí)間和精力查閱了很多資料 包括 模具設(shè)計(jì)手冊 冷沖模設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)大典 和 模具圖冊 等 相信對我以后在實(shí)際工作中的 應(yīng)用會(huì)有很大益處 因我個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和水平有限 設(shè)計(jì)之中難免會(huì)存在不合理之處 請各位老師多多批 評指正 這次設(shè)計(jì)是在寧愛林老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的 老師的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治 學(xué)態(tài)度 待人以誠的寬廣胸懷以及淵博的知識為我們樹立了榜樣 在此向老師致以最 誠摯的謝意 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 2 1 緒論 1 1 我國沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 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?jiǎng)恿?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 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步 東風(fēng)汽車 公司模具廠 一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具 此外 許多研 究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā) 經(jīng)過多年的努力 在模具 CAD CAE CAM 技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步 在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期 等方面做出了貢獻(xiàn) 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 1 2 我國沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品 交貨期短 精度高 質(zhì)量好 價(jià)格低 的 要求服務(wù) 達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng) 1 全面推廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向 隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn) 步 普及 CAD CAM CAE 技術(shù)的條件已基本成熟 各企業(yè)將加大 CAD CAM 技術(shù)培訓(xùn) 和技術(shù)服務(wù)的力度 進(jìn)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD CAM CAE 技術(shù)跨地區(qū) 跨企業(yè) 跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能 實(shí)現(xiàn)技 術(shù)資源的重新整合 使虛擬制造成為可能 2 高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工 大幅度提高了加工效率 并可獲得極高的表面 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 光潔度 另外 還可加工高硬度模塊 還具有溫升低 熱變形小等優(yōu)點(diǎn) 高速銑削加 工技術(shù)的發(fā)展 對汽車 家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力 目前它已向 更高的敏捷化 智能化 集成化方向發(fā)展 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧?諸多功能 大大縮短了模具的在研制制造周期 有些快速掃描系統(tǒng) 可快速安裝在已 有的數(shù)控銑床及加工中心上 實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集 自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工 程序 不同格式的 CAD 數(shù)據(jù) 用于模具制造業(yè)的 逆向工程 模具掃描系統(tǒng)已在汽車 摩托車 家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用 相信在 十五 期間將發(fā)揮更大的作用 4 電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù) 這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電 極加工型腔的新技術(shù) 它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工 像 數(shù)控銑一樣 因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極 這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重 大發(fā)展 國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用 預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展 5 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高 估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到 30 左右 國外發(fā)達(dá)國家一般為 80 左右 6 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要 模 具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 模具熱處理的發(fā)展 方向是采用真空熱處理 模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積 TiN TiC 等 等離子噴涂等技術(shù) 7 模具研磨拋光將自動(dòng)化 智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命 制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響 研究自 動(dòng)化 智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作 以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā) 展趨勢 8 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo) 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合 配有隨行 定位夾具或定位盤 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) 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 4 2 零件工藝分析及確定工藝方案和模具結(jié)構(gòu)類型 2 1 產(chǎn)品零件圖 圖 2 1 產(chǎn)品零件圖 工件如圖所示 材料為 45 鋼 底部最大厚度為 10mm 側(cè)壁厚度為 11mm 圖中 所注尺寸精度均為 IT14 2 2 工件工藝分析 1 材料 該沖裁件的材料 45 鋼是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 具有較好的可拉深性能 2 零件結(jié)構(gòu) 該工件外形輪廓尺寸大 結(jié)構(gòu)較簡單 形狀規(guī)則 并在轉(zhuǎn)角處有圓 角 機(jī)械強(qiáng)度要求高 按目前的鑄造技術(shù)生產(chǎn)的鑄件還不能滿足使用要求 3 尺寸精度 零件圖上所注尺寸公差無特殊要求 所以按 IT14 級選取 該零件為自動(dòng)變速箱飛輪 材料為 45 鋼 飛輪底部的外圓要通過壓入方式和齒環(huán) 內(nèi)表面裝配 飛輪的內(nèi)表面和其他零件也有裝配關(guān)系 所以飛輪的 2 個(gè)圓角半徑要達(dá) 到 R5mm 和 R2 5mm 該零件結(jié)構(gòu)尺寸較大 內(nèi) 外徑分別為 273 3mm 和 251 3mm 底部最大厚度為 10mm 側(cè)壁厚度為 11mm 如果通過反擠壓成形 按照體積相等原理 毛坯尺寸取 273 mm 15 4mm 擠壓 件斷面收縮率為 2210584 7 3 Ad 式中 擠壓件內(nèi)徑 mm1d 毛坯直徑 mm0 查文獻(xiàn) 可知黑色金屬反擠壓時(shí)合適的變形程度為 25 A 75 圖 2 2 所示零 2 件的變形程度已超出許用范圍 金屬流動(dòng)將會(huì)嚴(yán)重不均勻 由于位于凸模下方中心部 分的難變形金屬處于剛性狀態(tài) 成形力將會(huì)急劇上升 此時(shí)模具應(yīng)力也將因超出許用 值而使模具損壞 擠壓件也達(dá)不到要求的高度 因此該零件不能采用擠壓工藝成形 圖 2 2 所示零件為簡單的回轉(zhuǎn)體 可以先拉深成形 然后再整形到圖紙要求的尺寸 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 圖 2 2 自動(dòng)變速箱飛輪 2 3 工藝方案及模具結(jié)構(gòu)類型 該零件包括落料 拉深 鐓粗三個(gè)基本工序 可以采用以下三種方案 1 先落料 再拉深 最后鐓粗 采用單工序模生產(chǎn) 2 落料 拉深復(fù)合沖壓 再鐓粗 采用復(fù)合模與單工序模相結(jié)合生產(chǎn) 3 先落料 再拉深 鐓粗復(fù)合沖壓 采用單工序模與復(fù)合結(jié)構(gòu)模結(jié)合生產(chǎn) 方案 模具結(jié)構(gòu)簡單 制造周期短 加工成本低 但需要三道工序 三套模具才 能完成零件的加工 生產(chǎn)效率較低 難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求 由于零件結(jié)構(gòu) 簡單 為提高生產(chǎn)效率 應(yīng)采用復(fù)合沖裁或連續(xù)沖裁方式 宜采用方案二和方案三 以下就這兩套方案分別進(jìn)行分析 并通過比較 得出最優(yōu)方案 進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 6 3 落料模 方案一 3 1 落料模簡圖 1 下模座 2 凹模 3 導(dǎo)料板 4 固定檔料銷 5 導(dǎo)板 6 凸模固定板 7 墊板 8 上模座 9 模柄 10 凸模 圖 3 落料模簡圖 3 2 落料件工藝分析 1 材料 該沖裁件的材料 45 鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 具有較好的可拉深性能 2 尺寸精度 零件圖上所注尺寸公差無特殊要求 屬自由尺寸 可按 IT14 級確 定工件尺寸的公差 查公差表可得各尺寸公差為 落料件外行尺寸 mm mm 1 4356 0 36 由于落料件尺寸教大 而且落料毛坯有較多缺陷 如毛刺 斷面不整齊 對拉深 鐓粗復(fù)合模的凸 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來諸多困難 如果采用方案二 可以解決這一問題 因?yàn)樵诼淞侠顝?fù)合模中 落料拉深同時(shí)進(jìn)行 從坯料到拉深毛坯的過程中外形尺寸 減少 這樣也可以使下道工序所使用的鐓粗模具結(jié)構(gòu)尺寸相應(yīng)減少 這樣既節(jié)省了材 料 提高了經(jīng)濟(jì)效益 而且也可以使工作效率有很大提高 3 3 排樣設(shè)計(jì) 在沖壓零件中 節(jié)約材料和減少廢料具有非常重要的意義 特別是在大批量生產(chǎn) 中 較好的確定沖壓件的尺寸和合理排樣是降低成本的重要措施之一 沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣 排樣的合理與否影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用 還會(huì)影響到模具結(jié)構(gòu)與壽命 生產(chǎn)率 工件公差等級 生產(chǎn)操作方便與安全等 排樣 方法按有無廢料可分為三種 無廢料排樣 少廢料排樣 有廢料排樣 無廢料排樣是指工件與工件之間 工件與條料之間均無廢料 少廢料排樣是指沿 工件的部分外形切斷或沖裁 而廢料只有沖裁刃之間的搭邊或側(cè)搭邊 無廢料排樣是 全部沿工件外形沖裁 在沖裁刃之間 工件與條料之間均無搭邊 1 根據(jù)以上述敘可見 采用少 無廢料排樣要求工件的相應(yīng)無搭邊部分公差等級與 板材一致或根本上無公差要求 鑒于圖 3 1 所示的工件尺寸及公差等級 采用少 無 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 廢料排樣均不能滿足要求 因此應(yīng)采用有廢料排樣 經(jīng)計(jì)算此工件采用對排排樣 可 提高材料利用率 但會(huì)使模具制造難度增大 模具制造成本增加 考慮到此零件材料 為 45 鋼 材料成本相對偏低 故只考慮直排方案 設(shè)選取固定卸料板 有側(cè)壓板時(shí) 查 表 2 8 知 當(dāng) R 2t 時(shí) 材料厚度 1 5 0 t 12 兩工件間的搭邊 a 0 6t 工件邊緣搭邊 a 1 0 7tmm 選取厚度為 10 的 鋼板 根據(jù)變形前后體積不變原理 取毛坯直徑為 340mm 條料寬度按 式 2 26 2 計(jì)算 即 3 1 001 2 BD 式中 B 條料公稱寬度 mm D 垂直于送料方向的工件尺寸 mm 側(cè)搭邊 mm 1a 條料寬度的公差 見 表 2 9 則 2 條料寬度 B 340 2 0 7 10 2 0 0 35602 步距為 362 mm 上式按 式 2 26 查 表 2 9 知 2 0 2 確定后排樣圖如圖 3 2 所示 圖 3 2 排樣圖 3 4 確定條料利用率 查板材標(biāo)準(zhǔn) 宜選取 1000mm 2000mm 10mm 的鋼板 t 工件的有效面積 99487 76mm0S 2 假如 條料長度為 1000mm 則條料上可沖壓工件數(shù)為 個(gè) 取 2 個(gè)16 35n n 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 8 假如 條料長度為 2000mm 則條料上可沖壓工件數(shù)為 個(gè) 取 n 5 個(gè)12065 3n 顯然 兩種規(guī)格的利用率是相等的 即 9487 10 69 8205 3 5 裁板方式 裁板方式 根據(jù)板材規(guī)格 1000 2000 2 按直排法可裁條數(shù)為 條 長度為 1000mm 120 356 s 取 5 條 S 條 長度為 2000mm 2 1 取 10 條 兩種裁板方式得到的工件數(shù)分別為 2 5 10 件1nS 5 2 10 件2 2 板料利用率 019487 610 9 82 即選取把板料裁成長為 1000mm 寬為 356mm 的條料的裁板方式 3 6 計(jì)算沖裁力 由于此簡單模采用剛性卸料裝置和自然漏料方式 故按 式 2 17 總的沖壓力 4 為 3 2 P 總 推 卸 式中 總的沖壓力 總 落料時(shí)的沖裁力 推件力 推 卸料力 卸 查表 549Mpa K 1 3 經(jīng)計(jì)算 1117 84mm L落 落料力 1 3 1117 84 2 549 1000 kN 1595 604 kN KLtP 落 卸料力 卸 卸 查 表 2 6 0 05 則 4卸 0 05 2735 559kN 136 778 kN 卸 推料力 推 nP推 式中 0 8 查 表 2 2 h 8mm 查 表 2 6 0 05 則 ht 5 5K推 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 0 8 0 05 2735 559kN 109 422 kN P推 計(jì)算總沖壓力 總 落 卸 推 1595 604 4272 753 136 778 109 422 1841 805 kN 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 10 4 落料模零 部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 1 凸模 為了保證凸模能夠正常工作 設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如下三個(gè)原則 1 精確定位 凸模安裝到固定板上以后 在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā) 生任何方向的移位 否則將造成沖裁間隙不均勻 降低模具壽命 嚴(yán)重時(shí)造成啃模 2 防止拔出 回程時(shí) 卸料力對凸模產(chǎn)生拉深作用 凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模 從固定板中拔出 3 防止轉(zhuǎn)動(dòng) 1 凸模的結(jié)構(gòu)形式 經(jīng)綜合考慮 選用無固定臺(tái)階式凸模 其工作部分和固定部分為等斷面形式 故 非常適合凸模刃口用線切割或成形磨削成形 2 凸模長度 凸模長度 L 應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定 據(jù)文獻(xiàn) 式 3 1 凸模長度 的計(jì)算公式 6 L凸 為 4 1 L凸 1H23 式中 固定板厚度 mm 1H 卸料板厚度 mm 2 倒料板厚度 mm 3 附加厚度 包括凸模的總修磨量 10 15mm 凸模進(jìn)入凹模的 深度 0 5 1mm 及模具閉合狀態(tài)下凸模固定板與卸料板的安全距離 15 20mm 等 4 2 凹模 1 計(jì)算凹模外形尺寸 從凹模有效面積矩形 b 向四周擴(kuò)大一個(gè)允許的凹模壁厚 C 值 即為凹模外形尺l 寸 L B 的尺寸 凸 凹模加工方法一般分為兩種 凸 凹模分開加工法和凸 凹模配合加工法 當(dāng)凸 凹模分開加工時(shí) 模具具有互換性 便于模具成批制造 但是制模精度要求高 制造困難 相應(yīng)地會(huì)增加加工成本 凸 凹模配合加工適合于較復(fù)雜的 非圓形的模 具 制造簡便 成本低廉 采用配做法制模時(shí) 配做件的最后精加工要等基準(zhǔn)件完全加工完才進(jìn)行 按配做 法制模的加工順序 落料時(shí)先加工凹模 配做凸模 沖孔時(shí)先加工凸模 配做凹模 在工件尺寸精度較低 特別是板料較薄時(shí) 基準(zhǔn)件的公差值較大 而配做件允許的公 差值要小得多 這說明基準(zhǔn)件加工較容易 而配做件加工較難 由于現(xiàn)在凹模基本上 都采用線切割方法加工 精度可達(dá) 0 01 0 02mm 而凸模因結(jié)構(gòu)形式不同有多種加 工方法 在留出不小于 0 02mm 研磨量的情況下 凹模型孔一般都能采用線切割方法 一次加工出來 因此 對于常用的沖裁模 選擇凹模為配做件 加工比較方便 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 對于落料 則需要將計(jì)算的凹模刃口尺寸換算為凸模刃口尺寸后 再進(jìn)行標(biāo)注 由先制凹模改為先制凸模 2 落料凸模刃口尺寸 落料凸模磨損后增大的尺寸 按 式 2 36 進(jìn)行計(jì)算 7 即 4 2 pBdA 4 minZ0 4 axi 公差為 IT14 級時(shí)磨損補(bǔ)償系數(shù) 0 5 按板料厚度 10mm 查 表 2 3 知 1 0 6mm 則按上式計(jì)算落料凸模的刃口尺寸為 minZ 00 01 4 35 14 356 514 6 落料凸模磨損后減小的尺寸 按 式 2 37 進(jìn)行計(jì)算 即 4 3 pAdBx minZ 40 minb i 則按上式計(jì)算落料凸模磨損后增大的刃口尺寸為 0 14 0 0 351 4356 514 69 3 凸 凹模間隙 查 表 2 3 知 0 6mm 0 050mm 則 5zmin 0 6 0 050 0 65mm 4 12 maxzin 此落料模中的凹模按照落料凸模的實(shí)際尺寸進(jìn)行配做 雙邊最小間隙為 0 6mm 最大間隙不得超過 0 0 65mm 大批量生產(chǎn) 且工件精度要求不高時(shí) 按大間隙可提高模具壽命 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 12 5 拉深 鐓粗模設(shè)計(jì)計(jì)算 5 1 拉深 鐓粗模 圖 5 1 拉深 鐓粗復(fù)合模裝配圖 1 下模板 2 凹模 3 頂料板 4 工件 5 拉深凸模 6 復(fù)位板 7 上模板 8 墊板 9 打料桿 10 壓板 11 拉 桿 12 凸模固定板 13 鐓粗凸模 14 頂桿 模具安裝在雙動(dòng)液壓機(jī) 如 Y28 400T 400T 上 上模板 7 與設(shè)備的外滑塊相連 內(nèi)滑塊和壓板 10 相連 開始拉伸時(shí) 內(nèi)滑塊靜止 外滑塊下行 拉伸凸模 5 拉伸板料 拉伸結(jié)束時(shí) 外滑塊不動(dòng) 內(nèi)滑塊開始下行 通過件 9 推動(dòng)鐓粗凸模 13 下行 鐓粗拉 伸件側(cè)壁 成形 R2 5 和 R5 圓角 成形結(jié)束后 內(nèi)滑塊上行 鐓粗凸模 l3 在復(fù)位板 6 的作用下復(fù)位 外滑塊上行 頂出油缸推動(dòng)頂桿 14 使頂料板 3 把工件 4 從凹模 2 中頂出 如果坯件抱在凸模 5 上 可通過鐓粗凸模 13 把工件 4 從拉伸凸模 5 上卸下 所以件 9 10 13 具有雙重作用 即成形和卸料 此模具結(jié)構(gòu)是在拉伸模中設(shè)計(jì)鐓粗 凸模 在拉 伸結(jié)束后鐓粗成形 模具結(jié)構(gòu)如圖 5 1 所示 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 5 2 半成品零件圖 圖 5 2 半成品零件圖 5 3 工件工藝分析 1 材料 該沖裁件的材料 45 鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 具有較好的可拉深性能 2 零件結(jié)構(gòu) 該工件外形結(jié)構(gòu)較簡單 形狀規(guī)則 并在轉(zhuǎn)角處有圓角 拉深后鐓 粗可達(dá)到圖紙要求 3 尺寸精度 零件圖上所注尺寸公差無特殊要求 屬自由尺寸 可按 IT14 級確 定工件尺寸的公差 查公差表可得各尺寸公差為 零件外形 mm mm mm 0 253R 0 25R 0 65273 0 65213 mm mm 0 361 5 4 排樣設(shè)計(jì) 在沖壓零件中 節(jié)約材料和減少廢料具有非常重要的意義 特別是在大批量生產(chǎn) 中 較好的確定沖壓件的尺寸和合理排樣是降低成本的重要措施之一 沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣 排樣的合理與否影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用 還會(huì)影響到模具結(jié)構(gòu)與壽命 生產(chǎn)率 工件公差等級 生產(chǎn)操作方便與安全等 排樣 方法按有無廢料可分為三種 無廢料排樣 少廢料排樣 有廢料排樣 無廢料排樣是指工件與工件之間 工件與條料之間均無廢料 少廢料排樣是指沿 工件的部分外形切斷或沖裁 而廢料只有沖裁刃之間的搭邊或側(cè)搭邊 無廢料排樣是 全部沿工件外形沖裁 在沖裁刃之間 工件與條料之間均無搭邊 1 根據(jù)以上述敘可見 采用少 無廢料排樣要求工件的相應(yīng)無搭邊部分公差等級與 板材一致或根本上無公差要求 鑒于圖 3 1 所示的工件尺寸及公差等級 采用少 無廢 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 14 料排樣均不能滿足要求 因此應(yīng)采用有廢料排樣 經(jīng)計(jì)算此工件采用對排排樣 可提 高材料利用率 但會(huì)使模具制造難度增大 模具制造成本增加 考慮到此零件材料為 45 鋼 材料成本相對偏低 故只考慮直排方案 設(shè)選取固定卸料板 有側(cè)壓板時(shí) 查文獻(xiàn) 表 2 8 知 當(dāng) R 2t 時(shí) 材料厚度 7 5 0 t 12 兩工件間的搭邊 a 0 6t 工件邊緣搭邊 a 1 0 7tmm 選取厚度為 10 的鋼 板 根據(jù)變形前后體積不變原理 取毛坯直徑為 340mm 條料寬度按文獻(xiàn) 中式 1 2 26 計(jì)算 即 5 1 001 2 BD 式中 B 條料公稱寬度 mm D 垂直于送料方向的工件尺寸 mm 側(cè)搭邊 mm 1a 條料寬度的公差 見文獻(xiàn) 表 2 9 則 8 條料寬度 B 340 2 0 7 10 2 0 02 356 02 步距為 362 mm 上式按文獻(xiàn) 式 2 26 查文獻(xiàn) 表 2 9 知 2 0 7 7 確定后排樣圖如圖 3 3 所示 圖 5 3 排樣圖 5 5 確定條料利用率 查板材標(biāo)準(zhǔn) 宜選取 1000mm 2000mm 10mm 的鋼板 工件的有效面積 99487 76mm0S 2 假如 條料長度為 1000mm 則條料上可沖壓工件數(shù)為 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 個(gè) 取 2 個(gè)1062 735n n 假如 條料長度為 2000mm 則條料上可沖壓工件數(shù)為 個(gè) 取 n 5 個(gè)1 6 顯然 兩種規(guī)格的利用率是相等的 即 59487 10 69 8203 5 6 裁板方式 裁板方式 根據(jù)板材規(guī)格 1000 2000 2 按直排法可裁條數(shù)為 條 長度為 1000mm 120 356 s 取 5 條 S 條 長度為 2000mm 2 1 取 10 條 兩種裁板方式得到的工件數(shù)分別為 2 5 10 件1nS 5 2 10 件2 2 板料利用率 019487 610 9 82 即選取把板料裁成長為 1000mm 寬為 356mm 的條料的裁板方式 5 7 計(jì)算沖壓力 由于此復(fù)合模采用剛性卸料裝置和自然漏料方式 故按文獻(xiàn) 式 2 17 總的沖 9 壓力為 P 總 拉 卸 推 5 2 式中 總的沖壓力 P總 拉深時(shí)的沖壓力 拉 卸料力 卸 推件力 推 查表 549Mpa K 1 3 經(jīng)計(jì)算 1117 84mm 794 42mmL落 拉 拉深力 0 72 3 14 275 5 10 686 1000 kN bKdt 拉 3272 753 kN 卸料力 P卸 卸 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 16 查文獻(xiàn) 表 2 6 0 05 則 2K卸 0 05 2735 559kN 136 778 kN P卸 推料力 推 n推 式中 0 8 查 表 2 2 h 8mm 查 表 2 6 0 05 則 ht 7 2 1K推 0 8 0 05 2735 559kN 109 422 kN 推 計(jì)算總沖壓力 總 落 拉 卸 推 1595 604 4272 753 136 778 109 422 3519 352 kN 5 8 計(jì)算壓力中心 由于此落料件為圓形鋼板 壓力中心可取其幾何中心 由計(jì)算知 此拉深 鐓粗模具結(jié)構(gòu)所須沖壓力大 從而模具的使用壽命降低 而且此拉深 鐓粗模具結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的工藝問題有 工件在凸模圓角處變薄拉裂和 鐓粗時(shí)在該處折疊 圖紙要求凸模圓角要盡可能小 這樣就有可能出現(xiàn)毛坯在凸模圓 角處變薄拉裂 這是一個(gè)厚板拉伸 不存在發(fā)蘭處起皺問題 從而鐓粗時(shí)可能在圓 角處產(chǎn)生折疊缺陷 在給定的最小凸模圓角 r12mm 情況下 板料在圓角處有一定 的變薄 此處的應(yīng)變也較大 局部變形不均勻 而且有拉裂的趨勢 總結(jié)以上分析的結(jié)論 決定選用方案二 即先采用落料拉深復(fù)合模 然后經(jīng)過鐓 粗單工序模具進(jìn)行鐓粗整形 以下就方案二作詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 6 落料拉深復(fù)合模零 部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案二 6 1 半成品零件圖 圖 6 1 半成品零件圖 6 2 工件工藝分析 1 材料 該沖裁件的材料 45 鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 具有較好的可拉深性能 2 零件結(jié)構(gòu) 該工件外形結(jié)構(gòu)較簡單 形狀規(guī)則 并在轉(zhuǎn)角處有圓角 拉深后鐓 粗可達(dá)到圖紙要求 3 尺寸精度 零件圖上所注尺寸公差無特殊要求 屬自由尺寸 可按 IT14 級確 定工件尺寸的公差 查公差表可得各尺寸公差為 零件外形 mm mm mm 0 253R 0 25R 0 65273 0 65213 mm mm 0 361 6 3 排樣設(shè)計(jì) 在沖壓零件中 節(jié)約材料和減少廢料具有非常重要的意義 特別是在大批量生產(chǎn) 中 較好的確定沖壓件的尺寸和合理排樣是降低成本的重要措施之一 沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣 排樣的合理與否影響到材料的經(jīng)濟(jì)利用 還會(huì)影響到模具結(jié)構(gòu)與壽命 生產(chǎn)率 工件公差等級 生產(chǎn)操作方便與安全等 排樣 方法按有無廢料可分為三種 無廢料排樣 少廢料排樣 有廢料排樣 無廢料排樣是指工件與工件之間 工件與條料之間均無廢料 少廢料排樣是指沿 工件的部分外形切斷或沖裁 而廢料只有沖裁刃之間的搭邊或側(cè)搭邊 無廢料排樣是 全部沿工件外形沖裁 在沖裁刃之間 工件與條料之間均無搭邊 1 根據(jù)以上述敘可見 采用少 無廢料排樣要求工件的相應(yīng)無搭邊部分公差等級與 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 18 板材一致或根本上無公差要求 鑒于圖 3 1 所示的工件尺寸及公差等級 采用少 無廢 料排樣均不能滿足要求 因此應(yīng)采用有廢料排樣 經(jīng)計(jì)算此工件采用對排排樣 可提 高材料利用率 但會(huì)使模具制造難度增大 模具制造成本增加 考慮到此零件材料為 45 鋼 材料成本相對偏低 故只考慮直排方案 設(shè)選取固定卸料板 有側(cè)壓板時(shí) 查文獻(xiàn) 1 表 2 8 知 當(dāng) R 2t 時(shí) 材料厚度 5 0 t 12 兩工件間的搭邊 a 0 6t 工件邊緣搭邊 a 1 0 7tmm 選取厚度為 10 的鋼 板 根據(jù)變形前后體積不變原理 取毛坯直徑為 340mm 條料寬度按文獻(xiàn) 中式 1 2 26 計(jì)算 即 6 1 001 2 BD 式中 B 條料公稱寬度 mm D 垂直于送料方向的工件尺寸 mm 側(cè)搭邊 mm 1a 條料寬度的公差 見文獻(xiàn) 1 表 2 9 則 條料寬度 B 340 2 0 7 10 2 0 02 356 02 步距為 362 mm 上式按文獻(xiàn) 式 2 26 查文獻(xiàn) 表 2 9 知 2 0 1 1 確定后排樣圖如圖 6 2 所示 圖 6 2 排樣圖 6 4 確定條料利用率 查板材標(biāo)準(zhǔn) 宜選取 1000mm 2000mm 10mm 的鋼板 工件的有效面積 99487 76mm0S 2 假如 條料長度為 1000mm 則條料上可沖壓工件數(shù)為 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 個(gè) 取 2 個(gè)1062 735n n 假如 條料長度為 2000mm 則條料上可沖壓工件數(shù)為 個(gè) 取 n 5 個(gè)1 6 顯然 兩種規(guī)格的利用率是相等的 即 59487 10 69 8203 6 5 裁板方式 裁板方式 根據(jù)板材規(guī)格 1000 2000 2 按直排法可裁條數(shù)為 條 長度為 1000mm 120 356 s 取 5 條 S 條 長度為 2000mm 2 1 取 10 條 兩種裁板方式得到的工件數(shù)分別為 2 5 10 件1nS 5 2 10 件2 2 板料利用率 019487 610 9 82 即選取把板料裁成長為 1000mm 寬為 356mm 的條料的裁板方式 6 6 計(jì)算沖裁力 由于此復(fù)合模采用剛性卸料裝置和自然漏料方式 故按文獻(xiàn) 式 2 17 總的沖 9 壓力為 1 PP 總 落 拉 卸 推 6 2 式中 總的沖壓力 P總 落料時(shí)的沖裁力 落 拉深時(shí)的沖壓力 拉 卸料力 卸 推件力 推 查表 549Mpa K 1 3 經(jīng)計(jì)算 1117 84mm 794 42mmL落 拉 落料力 1 3 1117 84 2 549 1000 kN KtP 落 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 20 1595 604 kN 拉深力 0 72 3 14 275 5 10 686 1000 kN bKdtP 拉 3272 753 kN 卸料力 卸 卸 查文獻(xiàn) 表 2 6 0 05 則 1卸 0 05 2735 559kN 136 778 kN 卸 推料力 推 KnP推 式中 0 8 查 表 2 2 h 8mm 查 表 2 6 0 05 則 ht 7 2 12K推 0 8 0 05 2735 559kN 109 422 kN 推 計(jì)算總沖壓力 總 落 拉 卸 推 1595 604 4272 753 136 778 109 422 5114 558 kN 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 6 7 計(jì)算壓力中心 由于此落料件為圓形鋼板 壓力中心可取其幾何中心 6 8 凸 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 8 1 凸模 為了保證凸模能夠正常工作 設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)形式的凸模都必須滿足如下三個(gè)原則 1 精確定位 凸模安裝到固定板上以后 在工作過程中其軸線或母線不允許發(fā) 生任何方向的移位 否則將造成沖裁間隙不均勻 降低模具壽命 嚴(yán)重時(shí)造成啃模 2 防止拔出 回程時(shí) 卸料力對凸模產(chǎn)生拉深作用 凸模的結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止凸模 從固定板中拔出 3 防止轉(zhuǎn)動(dòng) 1 凸模的結(jié)構(gòu)形式 經(jīng)綜合考慮 選用固定臺(tái)階式凸模 故非常適合凸模刃口用線切割或成形磨削成 形 2 固定方式 凸模正確固定應(yīng)該是既要保證凸模工作可靠和良好的穩(wěn)定性 還要使凸模在更換 或修理時(shí)拆裝方便 由于凸模尺寸大 固定方式采用螺釘與凸臺(tái)結(jié)合的方式 如圖 6 3 圖 6 3 凸模固定 3 凸模長度 凸模長度 L 應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定 據(jù)文獻(xiàn) 式 3 1 凸模長度 的計(jì)算 12 L凸 公式為 L凸 1H23 6 2 式中 固定板厚度 mm 1H 卸料板厚度 mm 2 導(dǎo)料板厚度 mm 3 附加厚度 包括凸模的總修磨量 10 15mm 凸模進(jìn)入凹模的深 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 22 度 0 5 1mm 及模具閉合狀態(tài)下凸模固定板與卸料板的安全距離 15 20mm 等 則 L凸 1H23 108 30 15 20 173mm 6 8 2 凹模 1 類型 據(jù)文獻(xiàn) 由于拉深成形凹模 刃口強(qiáng)度較高 刃口修磨后工作部分尺寸不變 1 制造方便 但是在刃口孔內(nèi)易于聚集廢料或工件 增大了凹模的脹裂力 推件力和孔 壁的磨損 磨損后刃口形成倒錐形狀 可能使拉深成的工件從孔口反跳到凹模表面上 造成操作困難 如圖 6 4 所示 圖 6 4 凹模結(jié)構(gòu) 2 凹模結(jié)構(gòu)尺寸的確定 1 據(jù) 式 3 11 和 3 12 10 凹模厚度 H Kb 須 15mm 6 3 凹模壁厚 C 1 5 2 H 須 30 40mm 6 4 式中 b 沖裁件最大外形尺寸 b 356mm K 系數(shù) 查 表 3 3 取 K 0 28 則 9 H Kb 0 28 356 99 68mm 取 30mm C 2H 200mm 6 5 max0D 凹凹 6 6 0inmaxinZZ 凸凸 凹 式中 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 分別為落料凹模和凸模的基本尺寸 D凸 凹 沖裁件的公差 x 磨損系數(shù) 工件公差為 IT14 以下時(shí) 取 x 0 5 0 50 5max0356 38 凹凹 in 3814Z 凸 凹 2 確定凸凹模有效面積 如圖 6 3 所示 從型孔邊界畫一矩形 b 初定為凹模有效面積l 圖 6 5 凹模有效面積 凹模有效面積矩形的對稱中心應(yīng)與壓力中心重合 以便使模柄的中心線通過壓力 中心 但壓力中心對于矩形的寬度 b 處于對稱位置 而對于長度 并不處于對稱位置 l 壓力中心到矩形左邊的距離小于到右邊的距離 因此應(yīng)將矩形的長度 增大為 使壓l 力中心對于 處于對稱位置 即以壓力中心到矩形左邊的距離為實(shí)際凹模有效面積矩l 形長度的一半 則修正后的凹模有效面積矩形的長度 與寬度 b 分別為 l 356 2 189 547mml B 356 2 174 532mm 3 計(jì)算凹模外形尺寸 從凹模有效面積矩形 b 向四周擴(kuò)大一個(gè)允許的凹模壁厚 C 值 即 60mm 即為l 凹模外形尺寸 L B 的尺寸 則 凹模長度 L L 547 2 100 747mm 凹模寬度 B B 532 2 100 732mm 凹模尺寸 L B h 747 732 153mm 經(jīng)綜合考慮 將上述尺寸圓整為 747 747 153mm 6 8 3 凸凹模工作尺寸計(jì)算 凸 凹模加工方法一般分為兩種 凸 凹模分開加工法和凸 凹模配合加工法 當(dāng)凸 凹模分開加工時(shí) 模具具有互換性 便于模具成批制造 但是制模精度要求高 制造困難 相應(yīng)地會(huì)增加加工成本 凸 凹模配合加工適合于較復(fù)雜的 非圓形的模 具 制造簡便 成本低廉 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 24 采用配做法制模時(shí) 配做件的最后精加工要等基準(zhǔn)件完全加工完才進(jìn)行 按配做 法制模的加工順序 落料時(shí)先加工凹模 配做凸模 拉深時(shí)先加工凸模 配做凹模 在工件尺寸精度較低 特別是板料較薄時(shí) 基準(zhǔn)件的公差值較大 而配做件允許的公 差值要小得多 這說明基準(zhǔn)件加工較容易 而配做件加工較難 由于現(xiàn)在凹?；旧?都采用線切割方法加工 精度可達(dá) 0 01 0 02mm 而凸模因結(jié)構(gòu)形式不同有多種加工 方法 在留出不小于 0 02mm 研磨量的情況下 凹模型孔一般都能采用線切割方法一 次加工出來 因此 對于常用的沖裁模 選擇凹模為配做件 加工比較方便 3 選擇凹模為配做件 對于拉深 按前述方法計(jì)算的刃口尺寸仍可以直接在凸模和 凹模工作圖上進(jìn)行標(biāo)注 而對于落料 則需要將計(jì)算的凹模刃口尺寸換算為凸模刃口 尺寸后 再進(jìn)行標(biāo)注 由先制凹模改為先制凸模 1 落料凸模刃口尺寸 落料凸模磨損后增大的尺寸 按文獻(xiàn) 式 2 36 進(jìn)行計(jì)算 1 即 6 7 pBdA 4 minZ0 4 axi 公差為 IT14 級時(shí)磨損補(bǔ)償系數(shù) 0 5 按板料厚度 2mm 查 表 2 3 知 x 14 0 120mm 則按上式計(jì)算落料凸模的刃口尺寸為 minZ 00 01 4 35 14 356 514 6 落料凸模磨損后減小的尺寸 按 式 2 37 進(jìn)行計(jì)算 即 6 8 pAdBx minZ 0 minb4 則按上式計(jì)算落料凸模磨損后增大的刃口尺寸為 0 1 0 0 351 4356 514 69 2 拉深模間隙 查文獻(xiàn) 表 6 15 知 7 Z 10mm 6 9 t 大批量生產(chǎn) 且工件精度要求不高時(shí) 按大間隙可提高模具壽命 6 9 定位形式與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 9 1 設(shè)計(jì)原則 1 定位支承點(diǎn)和支承面 定位至少有三個(gè)支承點(diǎn) 通常采用支承面 兩個(gè)導(dǎo) 向點(diǎn) 有時(shí)可采用導(dǎo)向面 及一個(gè)定程點(diǎn) 有時(shí)可采用定程面 定位的支承點(diǎn)及導(dǎo)向 點(diǎn)之間應(yīng)有足夠的距離 以保證坯料及條料的定位精度和穩(wěn)定 2 定位的方向與位置選擇 定位的方向與位置應(yīng)使操作方便 送料方向從右至 左或從前至后較為合適 前者導(dǎo)向點(diǎn)最好設(shè)計(jì)在后側(cè) 后者導(dǎo)向點(diǎn)設(shè)計(jì)在左側(cè)較為合 適 在校平及整形時(shí) 最好先采用以外形初定位 再以導(dǎo)正銷定位的方法 3 處理好粗定位與精定位的關(guān)系 多工位級進(jìn)模等在多工序聯(lián)合沖壓時(shí) 往往 設(shè)有初始定位 粗定位 和最終定位 精定位 所構(gòu)成的復(fù)合型定位機(jī)構(gòu) 上 下工 序的定位形式應(yīng)力求一致 粗定位要服從精定位 以防止相互矛盾 4 某些非對稱外形的制件定位 其定位方向應(yīng)固定 以免沖反而影響制件的質(zhì) 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 量 5 多工序沖壓各工序沖壓基準(zhǔn) 沖壓件的全部工序應(yīng)保證定位基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則 否則容易增大定位誤差 多道工序分別沖壓時(shí) 上 下工序的定位形式應(yīng)力求一致 6 應(yīng)保證定位的可靠和沖壓的安全 定位機(jī)構(gòu)必須遠(yuǎn)離產(chǎn)生細(xì)小廢料或切屑的 地方 否則這些廢料和切屑的混入 常會(huì)影響定位工作和定位尺寸精度 同時(shí)還要注 意定位機(jī)構(gòu)不應(yīng)被廢料堵塞或卡住 以保證沖壓的安全和可靠性 2 6 9 2 定位零件機(jī)構(gòu)與應(yīng)用 1 擋料銷 固定擋料銷 如圖 6 3 按文獻(xiàn) 表 22 5 58 選用 32mm 高度為 40mm 的圓頭形式的固定擋料 7 銷 其作用是給予條料在送料時(shí)以確定的送進(jìn)距離 圖 6 6 固定擋料銷 2 導(dǎo)料板 條料靠著導(dǎo)料板一側(cè)導(dǎo)向送進(jìn) 以免送偏 此復(fù)合模中 從前右向左送料 如圖 6 4 此處選用分離式導(dǎo)料板 為使條料順利通過 導(dǎo)料板間的距離應(yīng)等于條料的最大 寬度加上一間隙值 一般大于 0 5mm 查文獻(xiàn) 表 3 8 選導(dǎo)料板的高度 H 8mm 1 模具導(dǎo)料板之間的距離按文獻(xiàn) 式 2 27 計(jì)算 即 1 A B b 6 7 0 式中 B 條料公稱寬度 mm b 條料與導(dǎo)料板間的間隙 見文獻(xiàn) 7 表 2 9 0 A 356 b 1 2 357 2mm0 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 26 圖 6 7 導(dǎo)料板 6 10 卸料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 卸料結(jié)構(gòu)是用于將條料 廢料從凸模上卸下的裝置 見圖 6 5 固定卸料板結(jié)構(gòu)簡 單 卸料力大 在此復(fù)合模中卸料板兼作凸凹模的導(dǎo)向板 卸料板孔應(yīng)按凸凹模配做 卸 料 板 圖 6 8 固定式導(dǎo)板模 6 11 復(fù)合模導(dǎo)向 安裝和有關(guān)零 部件 6 11 1 導(dǎo)向 導(dǎo)向零件是指上 下模的導(dǎo)向裝置零件 在大批量生產(chǎn)中為了便于裝模 或在精 度要求較高的情況下 模具都采用導(dǎo)向裝置 以保證精確的定位 提高沖件質(zhì)量及模 具壽命 常用的導(dǎo)向裝置有導(dǎo)板和導(dǎo)柱導(dǎo)套 此復(fù)合模中采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向 6 11 2 結(jié)構(gòu)件與安裝 1 上 下模座 模座分為上模座和下模座 整個(gè)模具的各個(gè)零件都直接或間接地固定在上 下模 座上 因此它是整個(gè)模具的基礎(chǔ) 上模座通過模柄安裝在沖床滑塊上 下模座用壓板 和螺栓固定在工作臺(tái)上 矩形模座外形不帶導(dǎo)柱 套 的模座的外形尺寸 其矩形長度尺寸為MZL 2 L 40 100 MZL 6 9 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 式中 矩形模座尺寸 mm MZL L 矩形凹模尺寸 mm 750 80 830mmZ 矩形模座的寬度 B 應(yīng)稍大于凹模寬度 而此模具中凹模寬度已足夠大 所以取 B 240mm 模座的厚度尺寸確定如下 1 4 1 6 mzHdH 6 10 式中 模座厚度 mm mzH 凹模厚度 mm 則 d 1 4 1 6 140mmz 此復(fù)合模中上 下模座均取 195mm 2 墊板與凸模固定板 墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力 以降低模座所受的單位壓力 保 護(hù)模座以免被凸模端面壓陷而影響模具的正常工作 其外形尺寸與凹模周界尺寸一致 取其厚度為 10mm 用凸模固定板將凸模固定在模座上 其平面輪廓尺寸除應(yīng)保證凸模安裝孔外 還 要考慮螺釘與銷釘孔的設(shè)置 固定板的外形與凹模輪廓尺寸基本上是一致的 一般取 其厚度等于凹模厚度的 60 80 此處取 120mm 固定板孔與凸模采用過渡配合 H7 m6 壓裝后端面要磨平 以保證沖模的垂直度 3 模柄 模柄是連接上模與壓力機(jī)的零件 此處選用壓入式模柄 它與上模座孔采用 H7 m6 過渡配合 并加螺釘固定 d 值按壓力機(jī)模座孔為 200 按文獻(xiàn) 表 22 5 24 選 4 模柄 A200 250 見圖 6 11 圖 6 11 模柄 A200 250 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 28 6 11 3 緊固件選用 按已確定的沖模形式及計(jì)算出的參數(shù) 從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中查出有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件 具體 5 如下 銷釘 2 32 120 GB119 86 2 32 150 GB119 86 1 4m6 22 GB T 119 1 2000 4 6 35 GB119 86 螺釘 4 M36 80 GB75 85 4 M36 100 GB70 85 1 M24 80 GB T 75 1985 6 11 4 模具自制零件的材料及熱處理要求 6 上 下模座 HT200 模 柄 Q235A 43 48HRC 凸模固定板 Q2353A 43 48HRC 凹 模 CrWMn 58 60HRC 凸 模 CrWMn 58 60HRC 導(dǎo) 料 板 45 鋼 調(diào)質(zhì) 28 32HRC 固定擋料銷 45 鋼 43 48HRC 導(dǎo) 板 45 鋼 43 48HRC 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 7 壓力機(jī)的選用與校核 所選用的壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)大于計(jì)算出來的總沖壓力 壓力機(jī)的最大裝模高度應(yīng) 大于或等于 765mm 沖模閉合高度 5mm 工作臺(tái)板尺寸應(yīng)能滿足沖模的正確安裝 按上述要求可選用雙動(dòng)拉深壓力機(jī) JB46 315 其主要技術(shù)參數(shù)為 公稱壓力 6300kN 滑塊行程 500mm 最大封閉高度 950mm 封閉高度調(diào)節(jié)量 500mm 模柄孔尺寸 50mm 70mm 工作臺(tái)尺寸 前后 左右 1600mm 3150mm 1 沖壓力的校核 總沖壓力 6114 558kN 公稱壓力 6300kN 2 做功校核 雙動(dòng)拉深壓力機(jī)的選用與通用壓力機(jī)類似 一般雙動(dòng)拉深壓力機(jī)僅做拉深用 故 可不進(jìn)行做功效核 只要工藝力 位移曲線落在壓力機(jī)的安全操作區(qū)內(nèi)即可 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 30 8 鐓粗模設(shè)計(jì)計(jì)算 8 1 鐓粗力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 8 1 1 鐓粗力的計(jì)算 該零件為自動(dòng)變速箱飛輪 材料為 45 鋼 飛輪底部的外圓要通過壓入方式和齒環(huán) 內(nèi)表面裝配 飛輪的內(nèi)表面和其他零件也有裝配關(guān)系 所以飛輪的 2 個(gè)圓角半徑要達(dá) 到 R5mm 和 R2 5mm 必須采用鐓粗工藝 局部鐓粗的變形力也無較確定的計(jì)算方法 可以采用與此類似工作狀態(tài)的閉式鐓 擠力計(jì)算公式 P 4 985 1 0 001 D 2s 式中 D 直徑 m 為變形終了時(shí)材料的屈服強(qiáng)度 MPas 45 鋼在常溫下的屈服點(diǎn)為 353Mpa 在 700 800 時(shí)大約為 Mpa 考慮加工硬化和成形過程的溫度變化 一般90 1 取 100Mpa 計(jì)算得到總變形力約為 300 噸 比一次成形時(shí)的擠壓力小 8 1 2 鐓粗用壓力機(jī)的額定壓力的確定 為了確保機(jī)械壓力機(jī)的安全 按經(jīng)驗(yàn) 可將計(jì)算的鐓粗力限制在壓力機(jī)額定壓力 的 75 80 并據(jù)此確定壓力機(jī)的額定壓力 按上述要求可選用雙動(dòng)液壓機(jī) Y28 400T 其主要技術(shù)參數(shù)為 公稱壓力 4000KN 滑塊行程 500 最大封閉高度 800 封閉高度調(diào)節(jié)量 400 工作臺(tái)尺寸 前后 左右 1500 2800mm 8 2 鐓粗件的分析 工件在凸模圓角處變薄拉裂和鐓粗時(shí)在該處折疊 圖紙要求凸模圓角要盡可能小 這樣就有可能出現(xiàn)毛坯在凸模圓角處變薄拉裂 這是一個(gè)厚板拉伸 不存在發(fā)蘭處起 皺問題 從而鐓粗時(shí)可能在圓角處產(chǎn)生折疊缺陷 在給定的最小凸模圓角 r12mm 情況下 板料在圓角處有一定的變薄 此處的應(yīng)變也較大 但總體上變形 較為均勻 拉裂的趨勢很小 拉伸件的壁厚從上部到底部圓角處 由最大值過渡到最 小值 變形先從圓角處開始 較為均勻 鐓粗開始后 凸模圓角處金屬向外流動(dòng) 坯 料和凸模分離 并最后形成較小的外圓角 但是并沒有產(chǎn)生折疊 因此凸模圓角 r 是 影響該工藝的關(guān)鍵參數(shù) 增大 r 可減輕圓角處的變薄程度從而降低折疊的趨勢 結(jié)果 顯示 該工藝可行 在生產(chǎn)時(shí) 可根據(jù)情況適當(dāng)增加凸模圓角值 工件在內(nèi)圓角處要 進(jìn)行機(jī)械加工 所以輕微的折疊不會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量 8 3 鐓粗模工作部分尺寸的確定 此鐓粗模主要是為了使工件的底部外圓角達(dá)到要求尺寸 模芯與工件內(nèi)底面接觸 是影響內(nèi)圓角的主要因數(shù) 鐓粗凸模直接與工件的上表面接觸 無圓角要求 如圖 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 圖 8 1 鐓粗凸模 鐓粗件的彎曲圓角半徑大于最小彎曲半徑 凸模圓角半徑取工件半徑 R5 凹模圓角 半徑取理論最小值 2 5mm 8 4 鐓粗模零件總體尺寸的確定 8 4 1 凸 凹模尺寸 凹模半徑 取 364mm 凸模長度基本尺寸 141 2mm 凸模內(nèi)徑 252mm 8 4 2 上 下模座尺寸 上模座 長 寬 高 1230mm 1250mm 141mm 模柄 203mm 270mm 此處將模柄與上模座做為整體 下模座 長 寬 高 1230mm 1250mm 175mm 8 4 3 緊固件選用 按已確定的鐓粗模形式及計(jì)算出的參數(shù) 從模具標(biāo)準(zhǔn)中查出有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件 具體如 下 5 銷釘 2 30 120 GB119 86 4 24 100 GB119 86 螺釘 2 20 80 GB65 76 4 M30 120 GB70 76 4 M24 100 GB2867 5 81 8 4 4 模具自制零件的材料及熱處理要求 上 下模座 45 鋼 調(diào)質(zhì) 40 42HRC 凹 模 CrWMn 58 60HRC 凸 模 CrWMn 58 60HRC 自動(dòng)變速箱飛輪沖壓模具設(shè)計(jì) 32 9 模具裝配 此處介紹連續(xù)模的裝配工藝 1 裝配前的準(zhǔn)備 8 1 讀模具圖樣 了解以下模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 工件排樣方法為直排法 送料定距采用初始擋料銷和固定擋料銷的形式 沖孔凸模和落料凸模均采用鉚接式固定方法 選用剛性卸料和壓入式模柄結(jié)構(gòu) 沖孔 落料的廢料和工件均為下出料 根據(jù)以上特點(diǎn) 確定本模具裝配工藝要點(diǎn)是 由于其中有三個(gè)凸模之間的距離很 少 因此采用鉚接法固定 鉚接后應(yīng)磨平 保證凸模的垂直度和對垂直度的校正 2 各零件是否已完成加工工序 并經(jīng)檢驗(yàn)合格 重點(diǎn)檢查項(xiàng)目如下 凹模各型孔是采用線切割加工