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北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒 論 作為一個(gè)即將畢業(yè)的材料專業(yè)模具方向?qū)W生來說 年專業(yè)知識的學(xué)習(xí) 為以后從 事沖壓模具設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ) 同時(shí)在校時(shí)了解模具行業(yè)的發(fā)展趨勢也是很有必要 的 它有助于我們把握自己的學(xué)習(xí)方向 不斷提高自己的專業(yè)素養(yǎng) 近年中國經(jīng)濟(jì)高速增長 各行各業(yè)高速發(fā)展 帶動(dòng)了模具市場的持續(xù)高速發(fā)展 模 具市場中最大的板塊是汽車 模具市場中第二大板塊是電子及信息產(chǎn)業(yè) 中國的玩具 自行車 微波爐分別占全世界市場份額的 70 60 和 50 中國的影印機(jī) 個(gè)人電腦 電視機(jī)和空調(diào)器分別占全世界市場份額的 2 3 2 5 和 1 3 冰箱也已占了 20 這些產(chǎn) 品制造業(yè)都是模具的大用戶 在此形勢之下 中國的模具工業(yè)高速發(fā)展是必然所趨 隨著中國加入 WTO 在機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存中 中國模具工業(yè)面臨的形勢是機(jī)遇大于挑 戰(zhàn) 因而 一方面是模具的進(jìn)出口高速發(fā)展 另一方面是外資大量涌入中國的模具行業(yè) 外資大量涌入中國模具行業(yè)產(chǎn)生兩方面效應(yīng) 一是外資不僅帶來資金 也帶來了技術(shù)與 市場 二是外資企業(yè)在市場中處于優(yōu)勢地位 給國內(nèi)民族工業(yè)帶來了很大的競爭壓力 這兩方面效應(yīng)都促使中國模具工業(yè)的快速發(fā)展 包括模具產(chǎn)品的數(shù)量 質(zhì)量 品種和水 平 現(xiàn)代模具工業(yè)有 不衰亡工業(yè) 之稱 世界模具市場總體上供不應(yīng)求 市場需求量 維持在 600 億至 650 億美元 同時(shí) 我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇 近幾 年 我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13 的年增長率 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) 2004 年國內(nèi)模具進(jìn)口總 值達(dá)到 600 多億 同時(shí) 有近 200 個(gè)億的出口 2005 年模具產(chǎn)值超過 600 億元 模具 及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從每年 9000 多萬美元增長到 2005 年的 2 億美元左右 質(zhì)量 周期 價(jià)格 服務(wù) 是模具銷售的四大要素 在目前的模具市場中 周期越 來越重要 模具材料不斷漲價(jià) 工資不斷上升 模具價(jià)格總體上卻是不漲反降 因此模 具生產(chǎn)企業(yè)利潤空間被壓縮 為了生存與發(fā)展 近年模具企業(yè)更加注重技術(shù)進(jìn)步和管理 改善 這些也都促進(jìn)了模具市場的健康發(fā)展 由于中低檔模具競爭加劇 中高檔模具市 場空間相對較大 因此 不斷提高模具產(chǎn)品的技術(shù)含量 已是許多模具企業(yè)的共同目標(biāo) 這樣 大型 精密 復(fù)雜 長壽命等技術(shù)含量高的中高檔模具的發(fā)展速度自然也就快于 模具行業(yè)的總體發(fā)展速度 從而促進(jìn)了模具市場的產(chǎn)品和技術(shù)結(jié)構(gòu)向著合理化方向發(fā)展 致使模具市場更加繁榮 未來模具技術(shù)的發(fā)展趨勢 1 模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化精密化 2 快速經(jīng)濟(jì)模具 的前景十分廣闊 3 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛 4 在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推 廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 5 模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將發(fā)揮更大的作用 6 模具研 磨拋光將向自動(dòng)化 智能化方向發(fā)展 7 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 2 第 2 章 設(shè)計(jì)題目 產(chǎn)品名稱 蓋體 材料 LF21 M 厚度 t 1 2mm 下圖為零件的二維 CAXA 圖 圖 2 1 蓋體零件圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 3 第 3 章 工藝分析 工件的工藝性是指工件對沖壓加工工藝的適應(yīng)性 它是從沖壓加工角度對產(chǎn)品 設(shè)計(jì)提出的工藝要求 工藝分析包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面內(nèi)容 在技術(shù)方面 根據(jù)產(chǎn) 品圖樣 主要分析該沖壓件的形狀特點(diǎn) 尺寸大小 精度要求和材料性能等因素是 否符合沖壓加工的要求 在經(jīng)濟(jì)方面 主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量 分析產(chǎn)品成本 闡明采用沖壓加工可取得的經(jīng)濟(jì)效益 3 1 技術(shù)分析 3 1 1 沖裁的結(jié)構(gòu)工藝性 1 沖裁件的外形或內(nèi)孔應(yīng)避免尖銳的清角 在各直線或曲線的連接處 除屬于無 廢料沖裁或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)外 宜有適當(dāng)?shù)膱A角 其半徑的最小值如表1所示 本次沖裁 為落料一圓形件 2 用普通沖裁模沖制的零件 其斷面與零件表面并不垂直 并有明顯區(qū)域性特征 采用合理使用間隙沖裁模沖制的零件 光亮區(qū)域約占斷面厚度的30 凹模側(cè)有明顯的塌 角 凸模側(cè)有高度不小于0 05mm的毛刺 外形有一定程度的拱曲 3 凡產(chǎn)品圖紙上未注公差的尺寸均屬于未注公差尺寸 在計(jì)算凸模和凹模時(shí) 沖 壓件未注公差尺寸的極限偏差數(shù)值通常按GB1800 79IT14級 3 1 2 拉深的結(jié)構(gòu)工藝性 1 拉深件的形狀應(yīng)盡量簡單 對稱 2 拉深件各部分尺寸比例要恰當(dāng) 拉深件高度不宜太大 一般控制在h 2d h為拉深件高度 d為拉深件直徑 拉深件 凸緣寬度不宜太寬 一般控制在如下范圍 d 12t d 凸 h1 d1 故不能一次拉深成形 材料的首次拉深極限為0 52 0 55 以后各次為0 70 0 75 選定m 1 0 58 m2 0 722 m2 m m1m2 0 298 0 58 0 722 0 71 d1 m1 D 0 58 98 57mm h1 9 73mm m2 0 724 查得m 2 0 70 0 75 d2 m2 d1 0 724 57 41 2mm h2 22 86mm 至此 拉深成筒形件 m3 0 71 查得m 3 0 70 0 75 d2 m2 d1 0 71 41 2 29 2mm h2 36mm 綜上所述 完成錐形件的拉深需三次 4 2 工藝方案的確定 在沖壓工藝性分析的基礎(chǔ)上 找出工藝與模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與難點(diǎn) 根據(jù)實(shí)際情況提 出各種可能的沖壓工藝方案 內(nèi)容包括工序性質(zhì) 工 序數(shù)目 工序順序及組合方式等 有時(shí)同一種沖壓零件也可能存在多個(gè)可行的沖壓工藝方案 通常每種方案各有優(yōu)缺點(diǎn) 應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量 生產(chǎn)效率 設(shè)備占用情況 模具制造的難易程度和壽命高低 生產(chǎn)成本 操作方便與安全程度等方面進(jìn)行綜合分析 比較 確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方 案 初步分析可以知道蓋體的沖壓成形需要多道工序 落料 筒形拉深 錐體拉深 翻 孔 整形 沖孔及切邊 成形工藝方案十分重要 考慮到生產(chǎn)批量大 因此制定應(yīng)在生產(chǎn) 合格零件的基礎(chǔ)上 盡量提高生產(chǎn)效率 降低生產(chǎn)成本 要提高生產(chǎn)效率 就應(yīng)該盡量復(fù)合 能復(fù)合的工序 但復(fù)合程度太高 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜 而且各零件在動(dòng)作時(shí)要求相互不干涉 準(zhǔn) 確可靠 這就要求模具的制造應(yīng)有較高的精度 從而模具的制造成本也就提高了 制造周期 延長 維修不如單工序模簡便 因此端蓋的沖壓成形主要有以下幾種工藝方案 方案一 1 落料 2 拉深 3 預(yù)沖孔 4 翻孔 5 整形 6 沖孔 7 切邊 方案二 1 落料拉深復(fù)合模 2 二次拉深及三次拉深 3 沖孔翻孔復(fù)合模 4 整形 5 沖孔 6 切邊 方案一復(fù)合程度低 模具結(jié)構(gòu)簡單 安裝調(diào)試容易 但生產(chǎn)道次多 生產(chǎn)效率低不適 合大批量生產(chǎn) 方案二采用落料 拉深復(fù)合工序 由于采用落料 拉深復(fù)合模 即可在一次沖壓行程 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 中完成 生產(chǎn)效率提高一倍 節(jié)省了人力 電力和工序間的搬運(yùn)工作 而且在同一工位上沖 孔無需重新定位 從而使沖壓工件的位置精度得到提高 經(jīng)過理論計(jì)算 可以采用落料 拉深復(fù)合模成形 選用方案二進(jìn)行生產(chǎn) 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 第5章 工藝計(jì)算 5 1 材料排樣及材料利用率的計(jì)算 排樣是指沖裁零件在條料 帶料或板料上布置的方法 合理有效的排樣在于保證在 最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下 得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件 在沖壓生產(chǎn)過程 中 保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)最重要的技術(shù)指標(biāo)之一 在沖壓工作中 沖 壓件材料消耗費(fèi)用可達(dá)總成本的60 75 每降低1 的沖壓廢料 將會(huì)使成本降低 0 4 0 5 合理利用材料是降低成本的有效措施 尤其在成批和大量生產(chǎn)中 沖壓零 件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬件 甚至數(shù)百萬件 材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效果更為突出 5 1 1 材料排樣的選用原則 1 沖裁小工件或某種工件需要窄帶料時(shí) 應(yīng)沿板料順長方向進(jìn)行排樣 符合材料 規(guī)格及工藝要求 2 沖裁彎曲件毛坯時(shí) 應(yīng)考慮板料的軋制方向 3 沖件在條 帶 料上的排樣 應(yīng)考慮沖壓生產(chǎn)率 沖模耐用度 沖模結(jié)構(gòu)是否 簡單和操的方便與安全等 該零件采用落料拉深復(fù)合模 毛坯形狀為圓形 為便于送料和設(shè)計(jì) 采用單排方案 搭邊可用于補(bǔ)償定位誤差 并可使條料保持有一定的剛度 便于送料 搭邊是廢料 所以應(yīng)盡量取小 但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模 增加刃口磨損 影響模具壽命 并且也 影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量 排料搭邊數(shù)值大小不僅與材料性能和厚度 沖件形狀和尺 寸大小有關(guān) 而且與沖裁模具選用不同卸料方式有關(guān) 一般來說 搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定 的 查表7 工件間a 0 8側(cè)面a 1 1 0 5 1 2 確 定 板 料 規(guī) 格 和 裁 料 方 式 根 據(jù) 條 料 的 寬 度 尺 寸 選 擇 合 適 的 板 料 規(guī) 格 使 剩 余 的 邊 料 越 小 越 好 該 零 件 寬 度 用 料 為 100mm 以 選 擇 1000mm 100mm 1 2mm 的 板 料 規(guī) 格 為 宜 一張板料上總的材料利用率 5 75 3 01489 一一h2 1 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 5 2 沖壓力的計(jì)算及設(shè)備的選擇 5 2 1 落料 沖裁時(shí) 工件或廢料從凸模上取下來的力叫卸料力 從凹模內(nèi)將工件或廢料順著沖 裁的方向推出的力叫推件力 逆沖裁方向頂出的力叫頂件力 目前多以經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 采用平刃口凸模和凹模沖裁時(shí) 沖裁力F 0 Lt 5 2 式中 L 沖裁件周長 T 材料厚度 材料的抗剪強(qiáng)度 MPa 考慮沖裁厚度不一致 模具刃口的磨損 凸凹模間隙的波動(dòng) 材料性能的變化等因 素 實(shí)際沖裁力還須增加30 故F 沖 1 3F0 1 3 Lt F沖 1 3F0 1 3 Lt 5 3 1 3 1 2mm 125MPa 60KN F卸 F 推 F 頂 是由壓力機(jī)和模具的卸料 頂件裝置獲得 影響這些力的因素主要有 材料的力學(xué)性能 材料的厚度 模具的間隙 凸凹模表面粗糙度 零件形狀和尺寸以及 潤滑情況 實(shí)際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 F卸 K卸 F沖 5 4 F推 K推 F沖 5 5 查表8知 卸料力 推件力的系數(shù)K 卸 0 05 K 推 0 055 因而F 卸 0 05 60KN 3KN F推 0 055 60KN 3 3KN 5 2 2 拉深 壓邊圈的壓力必須適當(dāng) 如果過大 就要增加拉深力 因而會(huì)使工件拉裂 而 壓邊圈的壓力過低就會(huì)使工件的邊壁或凸緣起皺 壓邊力的計(jì)算公式為 5 6 式中 D 平毛坯直徑 98 d1 拉深件直徑 58mm 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 r凹 凹模圓角半徑 2 p 單邊壓力值 查表10 知P 1 5MPa 把以上數(shù)據(jù)代入上式 得壓邊力 kNMPamF7824 65 1259 壓 采用壓邊圈的圓筒形件 F K 5 7 式中 拉深件的直徑 材料厚度 材料的抗拉強(qiáng)度 MPa 查表11 拉深系數(shù) 1 0 58 所以k取0 68 將K 0 68 d 1 58mm 1 2mm 105MPa代入上式 得 F 拉 0 68 58 1 2mm 105MPa 二次拉深力計(jì)算為 F拉 0 68 3 14 41 2 1 2mm 105MPa 11 08KN 壓邊力為 kNMPam5 15 12 48 2 壓 1 555KN 三次拉深力計(jì)算為 F拉 0 68 3 14 29 2 1 2mm 105MPa 7 856KN 5 2 3 總沖壓力 復(fù)合?？偟臎_壓力 KN1 73824 6306F一F一 5 2 4 沖壓設(shè)備的選擇 5 2 4 1 壓力機(jī)類型的選擇 沖壓設(shè)備的選擇是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容 它直接關(guān)系 到設(shè)備的合理使用 安全 產(chǎn)品質(zhì)量 模具壽命 生產(chǎn)效率和成本等一系列重要問題 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 沖 壓 設(shè) 備 的 選 擇 包 括 兩 個(gè) 方 面 類 型 及 規(guī) 格 首先 應(yīng)根據(jù)所要完成工序的工藝性質(zhì) 批量大小 工件的幾何尺寸和精度等選定 壓力機(jī)類型 沖壓生產(chǎn)中常用的是曲柄壓力機(jī)和液壓機(jī) 它們在性能方面的比較見表 12 對于中小型沖裁件 彎曲件或淺拉深件多用具有C形床身的開式曲柄壓力機(jī) 雖然 開式壓力機(jī)的剛度差 并且由于床身的變形而破壞了沖模的間隙分布 降低了沖模的壽 命和裁件的質(zhì)量 但是 它卻具有操作空間三面敞開 操作方便 容易安裝機(jī)械化的附 屬設(shè)備和成本低廉等優(yōu)點(diǎn) 目前仍是中小件生產(chǎn)的主要設(shè)備 所以本模具采用開式曲柄 壓力機(jī) 5 2 4 2 壓 力 機(jī) 規(guī) 格 的 確 定 在 壓 力 機(jī) 的 類 型 選 定 之 后 應(yīng) 根 據(jù) 變 形 力 的 大 小 沖 壓 件 尺 寸 和 模 具 尺 寸 來 確 定 壓 力 機(jī) 的 規(guī) 格 在復(fù)合沖壓中 工序力的計(jì)算和其它復(fù)雜的加工過程一樣 可按時(shí)間分為若干階段 分別計(jì)算 求出某階段所完成各種工藝力的總和及該階段的輔助負(fù)荷 二者相加即為該 階段的工序力 為安全起見 防止設(shè)備的過載 可按公稱壓力 F 壓 1 6 1 8 F 總 的原則選取壓 力機(jī) 壓 力 機(jī) 滑 塊 行 程 大 小 應(yīng) 保 證 成 形 零 件 的 取 出 和 方 便 毛 坯 的 放 進(jìn) 在 沖 壓 工 藝 中 拉 深 和 彎 曲 工 序 一 般 需 要 較 大 的 行 程 對 于 拉 深 工 序 所 用 壓 力 機(jī) 的 行 程 至 少 應(yīng) 為 成 品 零 件 高 度 的 兩 倍 以 上 一 般 取 2 5 倍 壓力機(jī)的裝模高度是指滑塊處于下死點(diǎn)位置時(shí) 滑塊下表面到工作墊板上表面的距 離 模具的閉合高度是指工作行程終了時(shí) 模具上模座上表面與下模座下表面之間的距 離 壓力機(jī)的閉合高度是裝模高度與墊板厚度之和 大多數(shù)壓力機(jī) 其連桿長度是可以 調(diào)節(jié)的 也就是說壓力機(jī)的裝模高度是可以調(diào)整的 設(shè)計(jì)模具時(shí) 必須使模具的閉合高 度介于壓力機(jī)的最大裝模高度與最小裝模高度之間 工作臺面和滑塊底面尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸 并還留有安裝固定模具的余地 一般壓力機(jī)臺面應(yīng)大于模具底座尺寸 50 70mm 以上 工作臺和滑塊的形式應(yīng)充分考慮沖 壓工藝的需要 必須與模具的打料裝置 出料裝置及卸料裝置等的結(jié)構(gòu)相適應(yīng) 在壓力機(jī)的滑塊和工作臺上安裝一副或數(shù)副模具 加工時(shí)上 下模要有正確的相對 運(yùn)動(dòng) 這是一切沖壓工藝的共同要求 壓力機(jī)的精度主要包括工作臺面的平面度 滑塊 下平面的平面度 工作臺面與滑塊下平面的平行度 滑塊行程同工作臺面的垂直度及滑 塊中心孔同滑塊行程的平行度等 壓力機(jī)精度的高低對沖壓工序有很大的影響 精度高 則沖壓件質(zhì)量也高 沖模的使用壽命長 反之 壓力機(jī)精度低 不僅沖壓件質(zhì)量低 且 模具壽命短 例如若滑塊行程與工作臺的垂直度差 將導(dǎo)致上 下模的同軸度降低 沖 模刃口易損傷 壓力機(jī)的精度對沖裁加工的影響較之其它加工工序明顯 參 照 開 式 雙 柱 固 定 臺 壓 力 機(jī) 基 本 參 數(shù) JA21 35 可 選 取 公 稱 壓 力 為 350KN 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 的 開 式 固 定 臺 壓 力 機(jī) 該 壓 力 機(jī) 與 模 具 設(shè) 計(jì) 有 關(guān) 系 的 參 數(shù) 為 公 稱 壓 力 350KN 滑 塊 行 程 130 最 大 閉 合 高 度 280 閉 合 高 度 調(diào) 節(jié) 量 60 工 作 臺 尺 寸 380 610 模 柄 孔 尺 寸 50 70 5 3 模具壓力中心的計(jì)算 為了保證壓力機(jī)和模具正常地工作 必須使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心線相 重合 否則在沖壓時(shí)會(huì)使沖模與壓力機(jī)滑塊歪斜 引起凸 凹模間隙不均和導(dǎo)向零件加 速磨損 造成刃口和其它零件的損壞 甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌磨損 影響壓力機(jī)精度 形狀簡單而對稱的工件 如圓形 其沖裁時(shí)的壓力中心與工件的幾何中心重合 圖5 1 如圖6所示按比例畫出工件的形狀 選定坐標(biāo)系XOY 因沖壓件對稱于X軸 Y軸 故 模具的壓力中心在工件的幾何中心 即圖中的O點(diǎn) 5 4 模具刃口尺寸和公差確定 5 4 1 坯料沖裁間隙的確定 沖裁間隙是直接關(guān)系到?jīng)_件斷面質(zhì)量 尺寸精度 模具壽命和力能消耗的重要工藝 參數(shù) 沖裁間隙數(shù)值 主要與材料牌號 供應(yīng)狀態(tài)和厚度有關(guān) 但由于各種沖壓件對其 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 斷面質(zhì)量和尺寸精度的要求不同 以及生產(chǎn)條件的差異 在生產(chǎn)實(shí)踐中就很難有一種統(tǒng) 一的間隙數(shù)值 而應(yīng)區(qū)別情況 分別對待 在保證沖件斷面質(zhì)量和尺寸精度的前提下 使模具壽命最高 沖裁斷面應(yīng)平直 光潔 圓角小 光亮帶應(yīng)有一定的比例 毛刺較小 沖裁件表面 應(yīng)盡可能平整 尺寸應(yīng)在圖樣規(guī)定的公差范圍之內(nèi) 影響沖裁件質(zhì)量的因素有 凸 凹 模間隙值大小及其分布的均勻性 模具刃口鋒利狀態(tài) 模具結(jié)構(gòu)與制造精度 材料性能 等 其中 間隙值大小與分布的均勻程度是主要因素 沖裁件的尺寸精度是指沖裁件實(shí)際尺寸與基本尺寸的差值 差值越小 精度越高 該差值包括兩方面的偏差 一是沖裁件相對于凸?；虬寄３叽缰?二是模具本身的 制造偏差 沖裁件對于凸?；虬寄３叽绲钠?主要是由于沖裁過程中 材料受到拉伸 擠壓 彎曲等作用而引起的變形 在工件脫模后產(chǎn)生的彈性恢復(fù)造成的 偏差值可能是 正的 也可能是負(fù)的 影響這一偏差值的因素主要是凸 凹模間隙 當(dāng)間隙值較大時(shí) 材料受拉伸作用增大 沖裁完畢后 因材料的彈性恢復(fù) 沖件尺寸向?qū)嶓w方向收縮 使 落料件尺寸小于凹模尺寸 而沖孔件的孔徑則大于凸模尺寸 當(dāng)間隙較小時(shí) 材料的彈 性恢復(fù)使落料件尺寸增大 而沖孔件的孔徑則變小 沖裁件的尺寸變化量的大小還與材 料性能 厚度 軋制方向 沖件形狀等因素有關(guān) 模具制造精度及模具刃口狀態(tài)也會(huì)影 響沖裁件質(zhì)量 沖裁模具的壽命是以沖出合格制品的沖裁次數(shù)來衡量的 可再分為兩次刃磨間的壽 命與全磨損后總的壽命 在沖裁過程中 模具刃口處所受的壓力非常大 使模具刃口和板材的接觸面之間出 現(xiàn)局部附著現(xiàn)象 產(chǎn)生附著磨損 其磨損量與接觸壓力 相對滑動(dòng)距離成正比 與材料 屈服強(qiáng)度成反比 它被認(rèn)為是模具磨損的主要形式 當(dāng)間隙減小時(shí) 接觸壓力 垂直力 側(cè)壓力 摩擦力 會(huì)增大 摩擦距離增長 摩擦 發(fā)熱嚴(yán)重 導(dǎo)致模具磨損加劇 使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象 還會(huì)引起刃口的壓縮 疲勞破壞 使之崩刃 間隙過大時(shí) 板料彎曲拉伸相對增加 使模具刃口端面上的正壓 力增大 容易產(chǎn)生崩刃或產(chǎn)生塑性變形 使磨損加劇 可見間隙過小與過大都會(huì)導(dǎo)致模 具壽命降低 因此 間隙合適或適當(dāng)增大模具問隙 可使凸 凹模側(cè)面與材料間摩擦減 小 并減緩間隙不均勻的不利因素 從而提高模具壽命 增大間隙可以降低沖裁力 而小間隙則使沖裁力增大 當(dāng)間隙合理時(shí) 上下裂紋重 合 最大剪切力較小 而小間隙時(shí) 材料所受力矩和拉應(yīng)力減小 壓應(yīng)力增大 材料不 易產(chǎn)生撕裂 上下裂紋不重合又產(chǎn)生二次剪切 使沖裁力 沖裁功有所增大 增大間隙 時(shí)材料所受力矩與拉應(yīng)力增大 材料易于剪裂分離 故最大沖裁力有所減小 如對沖裁 件質(zhì)量要求不高 為降低沖裁力 減少模具磨損 傾向于取偏大的沖裁間隙 查沖裁模初始雙面間隙表3 4知 落料模刃口始用間隙Z min 0 084 Z MAX 0 108 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 16 5 4 2 落 料 刃 口 尺 寸 的 計(jì) 算 在確定沖模凸模和凹模工作部分尺寸時(shí) 必須遵循以下幾項(xiàng)原則 1 根據(jù)落料的特點(diǎn) 落料件的尺寸取決于凹模尺寸 因此落料模應(yīng)先決定凹模尺 寸 用減小凸模尺寸來保證合理間隙 2 根據(jù)刃口的磨損規(guī)律 刃口磨損后尺寸變大 其刃口的基本尺寸應(yīng)取接近或等 于工件的最小極限尺寸 刃口磨損后尺寸減小 應(yīng)取接近或等于工件的最大極限尺寸 3 考慮工件精度與模具精度間的關(guān)系 在選擇模具刃口制造公差時(shí) 既要保證工 件的精度要求 又能保證有合理的間隙數(shù)值 一般沖模精度較工件精度高2 3級 97 10 的凸凹模制造公差查表得 凸 0 030 凹 0 045 凸凹模采用分 開加工的方法 查表得 X 0 5 5 m 591 7x D04 45 凹 凹 6 9 5 m03 496 0 3 凸凹凸 1 Zin D 10 5 4 3 拉深工序工作部分的尺寸及間隙 5 4 3 1 凸模和凹模的間隙拉深模間隙是指單面間隙 間隙的大小對拉深力 拉深件的 質(zhì)量 拉深模的壽命都有影響 若Z值太小 凸緣區(qū)變厚的材料通過間隙時(shí) 校直與變形 的阻力增加 與模具表面間的摩擦 磨損嚴(yán)重 使拉深力增加 零件變薄嚴(yán)重 甚至拉 破 模具壽命降低 間隙小時(shí)得到的零件 側(cè)壁平直而光滑 質(zhì)量較好 精度較高 間隙 過大時(shí) 對毛坯的校直和擠壓作用減小 拉深力降低 模具的壽命提高 但零件的質(zhì)量 變差 沖出的零件側(cè)壁不直 因此拉深模的間隙值也應(yīng)合適 確定Z時(shí)要考慮壓邊狀況 拉深次數(shù)和工件精度等 其原則是 既要考慮板料本身的公差 又要考慮板料的增厚現(xiàn) 象 間隙一般都比毛坯厚度略大一些 采用壓邊拉深時(shí)其值可按下式計(jì)算 Z 1 1t 1 32 則拉深模的間隙2Z 2 64 5 4 3 2 拉深模的圓角半徑 1 t D 1 2 97 0 0124 0 1 0 3 當(dāng)工件直徑d 20mm時(shí) rd 0 039d 2 可取圓角半徑為2 5mm 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 17 2 凸模的圓角半徑及尺寸公差等于工件的內(nèi)圓角半徑 5 4 3 3 工作部分尺寸 凸模和凹模的尺寸及公差應(yīng)按零件的要求來確定 由于要求外形尺寸 因此以凹模 設(shè)計(jì)為準(zhǔn) 查表得 凸 0 03 凹 0 05 凹模部分 5 m D05 05 4 67 凹凹 11 凸模部分 5 ZD03 03 5642746 凸凹凸 12 二次拉深模具工作部分尺寸 凹模部分 5 m D05 05 8462 71 凹凹 13 凸模部分 5 ZD03 03 8246475 凸凹凸 14 三次拉深模具工作部分尺寸 凹模部分 5 m D05 05 8122 79 凹凹 13 凸模部分 ZD03 03 42564781 凸凹凸 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 18 第6章 模具結(jié)構(gòu)合理性分析 6 1 模具結(jié)構(gòu)圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 19 圖6 1 模具圖 6 2 模具的工作過程 1 準(zhǔn)備工作 將板料順著檔料銷導(dǎo)向滑動(dòng) 手工送料到全部工位后讓其在步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 的帶動(dòng)下自動(dòng)送料 2 沖床滑塊帶動(dòng)上模從最高點(diǎn)開始向下運(yùn)動(dòng) 3 上模繼續(xù)下行 導(dǎo)柱在導(dǎo)套滑動(dòng) 對上模導(dǎo)向起定位作用 4 隨著上模下行 板料被壓向下運(yùn)動(dòng) 卸料板壓著板料下行 板料碰到凹模 5 板料接觸凹模時(shí)卸料板停止運(yùn)動(dòng) 沖床滑塊繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng) 上模壓卸料板彈簧開始 壓縮 卸料板受彈簧壓力壓緊條料 在這一過程中 沖裁和拉深凸模開始工作 6 在沖床經(jīng)過下死點(diǎn)后 沖床滑塊帶動(dòng)上模開始回升 凸模退回一段距離后此時(shí)在模 具下面的推件板推工件出凹模 上部的活動(dòng)凹模推工件出凸模 9 沖床滑塊帶動(dòng)上模繼續(xù)上行 回到開模狀態(tài)的最高點(diǎn)完成一次沖壓過程 10 板料送進(jìn)一個(gè)步距 準(zhǔn)備下一個(gè)工作循環(huán) 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 20 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 21 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)月 設(shè)計(jì)過程中本人收集了大量有關(guān)沖壓模具設(shè)計(jì)的資料與 實(shí)例 吸收了許多資料的精華部分 因此 本文內(nèi)容詳細(xì)而豐富 同時(shí) 本人對端蓋復(fù) 合模的各個(gè)結(jié)構(gòu)做了充分地研究與論證 并多次改進(jìn)了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 在這次設(shè)計(jì)中 我遇到的難點(diǎn)主要有坯料的計(jì)算和工藝順序的安排 通過老師的指 導(dǎo)幫助 更改了一些模具結(jié)構(gòu) 能夠完成預(yù)期目標(biāo) 通過這次設(shè)計(jì) 我學(xué)到了許多的東 西 首先對于 AUTOCAD2007 和 Pro E 的應(yīng)用更加熟練 其次 通過模具設(shè)計(jì)使我對于沖 模工藝設(shè)計(jì)的流程很熟悉 這次設(shè)計(jì)是對以前所學(xué)的專業(yè)知識的一次綜合性的實(shí)踐 涉 及到機(jī)械制圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì) 互換性以及 CAD CAM 各個(gè)方面的內(nèi)容 使我受益 非淺 同時(shí)能夠使我在以后的工作中更能將所學(xué)的知識付諸實(shí)踐 總結(jié)經(jīng)驗(yàn) 不斷進(jìn)步 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 22 致 謝 本畢業(yè)設(shè)計(jì) 我的第一副沖壓設(shè)計(jì)模具 選題適合 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 在規(guī)定的時(shí)間 內(nèi)完成從模具裝配結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì) 除了自己的努力外 更多的是要感謝指導(dǎo)老師在我 設(shè)計(jì)課題從方案確定到具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的熱情指導(dǎo) 老師不斷的督促 使我不敢有絲毫 懈怠 加緊完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì) 老師的指導(dǎo)以及同學(xué)的幫助讓我修正了設(shè)計(jì)中一個(gè)又 一個(gè)的錯(cuò)誤 更重要的是我從中學(xué)到了很多東西 這些在原來學(xué)過的教材中是無法找到的 這些也是我以后工作中很寶貴的財(cái)富 在此 深深的表示感謝 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 23 參考文獻(xiàn) 1 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)鍛壓學(xué)會(huì) 鍛壓手冊沖壓版第2版 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 2 翁其金 徐新成 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 3 二代龍震工作室 沖壓模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 電子工業(yè)出版社 2006 4 王同海 孫勝 肖白白 實(shí)用沖壓設(shè)計(jì)技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版 1996 5 沈興東 韓森和 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 山東科學(xué)技術(shù)出版社 2005 6 翁其金 冷沖壓技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 7 鐘毓斌 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 8 中華人民共和國航天工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn) 冷沖模 中華人民共和國航天工業(yè)部 1984 9 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 2004 10 姜奎華 沖壓工藝與模具技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 11 鄭家賢 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 12 M Karima Blank development and tooling design drawn parts using a modified slip line field based approach ASME Trans J Eng Ind 111 1989 pp 345 13 S Yossifon et al On the Acceptable Blank Holder Force Range in the Deep Drawing Process J J Mater Process Technology 1992 33