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江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)課題 L 形支架設(shè)計(jì) 系 別 機(jī) 電 系 專(zhuān) 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模具 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 完成時(shí)間 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 2 頁(yè) 共 38 頁(yè) 2 目 錄 引言 1 1 本課題的目的 意義與主要內(nèi)容 2 1 1 目的 2 1 2 意義 2 1 3 沖壓模具的相關(guān)研究動(dòng)態(tài) 2 1 4 設(shè)計(jì)方法及步驟 4 2 零件沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析和沖壓工藝分析 4 2 1 沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析 4 2 2 工件零件沖壓工藝性分析 5 2 2 1 零件工藝分析 6 2 2 2 確定沖壓基本工序 6 2 2 3 排樣方案的確定 7 2 2 4 連續(xù)模的送料定位系統(tǒng)的選用 10 3 沖孔 落料 彎曲級(jí)進(jìn)模零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 17 3 1 沖裁模具凸模和凹模刃口尺寸計(jì)算 17 3 1 1 沖壓力的計(jì)算 17 3 1 2 壓力中心的計(jì)算 24 3 1 3 模具主要零件尺寸計(jì)算 24 3 2 選擇沖壓設(shè)備 37 3 3 沖模的閉合高度 37 3 4 固定與聯(lián)接零件 38 4 模具安裝與調(diào)試 44 4 1 上 下模座的安裝 44 4 1 1 上模的安裝形式與聯(lián)接 44 4 1 2 下模的安裝形式與聯(lián)接 44 4 2 調(diào)整和試模 44 4 2 1 調(diào)整模具閉合高度 44 4 2 2 調(diào)整模具間隙 45 4 2 3 試模 45 5 結(jié)論 46 謝 辭 47 參考文獻(xiàn) 48 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 3 頁(yè) 共 38 頁(yè) 3 1 本課題的目的 意義與主要內(nèi)容 1 1 目的 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)理論課并進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)后 進(jìn)行的一 個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié) 其目的是通過(guò)設(shè)計(jì)給定沖壓工件的沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 提高學(xué) 生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) 解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力 為以后從事工程技術(shù)工作奠定基礎(chǔ) 并培養(yǎng)求是 創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和養(yǎng)成嚴(yán)肅 認(rèn)真 細(xì)致的從事技術(shù)工作的優(yōu)良作風(fēng) 1 2 意義 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是工件的沖孔 落料及彎曲的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì) 課題的主要內(nèi)容 是對(duì)給定零件形狀進(jìn)行沖壓工藝性分析 提出各種可能的沖壓工藝方案 經(jīng)過(guò)分析與 討論確定適合于大批生產(chǎn)的工藝方案和中批生產(chǎn)的工藝方案 進(jìn)行詳細(xì)的工藝計(jì)算 選擇沖壓設(shè)備 編制工藝文件 然后設(shè)計(jì)出中批生產(chǎn)所用的沖孔 落料 彎曲級(jí)進(jìn)模 1 3 沖壓模具的相關(guān)研究動(dòng)態(tài) 我國(guó)模具的發(fā)展現(xiàn)狀 沖壓技術(shù)廣泛用于航空 汽車(chē) 電機(jī) 家電和通信等行業(yè)零部件的成形 近幾年 來(lái) 我國(guó)具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展 歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì) 近幾年來(lái) 我國(guó)模具技術(shù)有 了很大發(fā)展 模具設(shè)計(jì)與制造水平有了較大提高 大型 精密 復(fù)雜 高效和長(zhǎng)壽命 模具的需求量大幅度增加 模具質(zhì)量 模具壽命明顯提高 模具交貨期較前縮短 模 具CAD CAM技術(shù)也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用 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(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外 集體 合資 獨(dú)資和私營(yíng)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 1 以汽車(chē)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(chē)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(chē)覆蓋件模具 2 體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級(jí)進(jìn)模 覆蓋面大增 已從電機(jī) 電鐵芯片模 具 擴(kuò)大到接插件 電子零件 汽車(chē)零件 空調(diào)器散熱片等家電零件模具上 模具質(zhì) 量 模具壽命明顯提高 模具交貨期較前縮短 3 模具CAD CAM CAE技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用 并開(kāi)發(fā)出了自主版權(quán)的模具 CAD CAE軟件 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?許多研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā) 經(jīng)過(guò)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) 一些國(guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD 并陸續(xù)開(kāi)始使 用 UG Pro Engineer I DEAS Euclid IS 等國(guó)際通用軟件 個(gè)別廠家還引進(jìn)了 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 4 頁(yè) 共 38 頁(yè) 4 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 4 電加工 數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā)揮了重要作用 模具加工機(jī)床品種 增多 水平明顯提高 5 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展 尤其這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制 造技術(shù) RPM 進(jìn)展很快 國(guó)內(nèi)有多家已自行開(kāi)發(fā)出達(dá)到國(guó)際水平的相關(guān)設(shè)備 6 模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用更加廣泛 品種有所擴(kuò)展 模具材料方面 由于對(duì)模具壽命 的重視 優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展 目前 我國(guó)模具總量雖然已達(dá)到相當(dāng)大的規(guī)模 模具水平也已有了很大提高 但設(shè)計(jì) 制造水平在總體上要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快 市場(chǎng) 競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇 人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量 成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要 性 而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一我國(guó)目前的模具開(kāi)發(fā)制造水平比國(guó)際 先進(jìn)水平至少相差10 年 特別是大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命模具的產(chǎn)需矛盾更加突 出 已成為嚴(yán)重制約我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的瓶頸 未來(lái)沖壓模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該要適應(yīng)模具產(chǎn)品 交貨期短 精度高 質(zhì)量好 價(jià)格低 的要求 達(dá)到要求發(fā)展有以下幾項(xiàng) 1 模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化 精密化 2 多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展 新型多功能復(fù)合具是在多工位級(jí)進(jìn)?；A(chǔ)上 開(kāi)發(fā)出來(lái)的 一套多功能模具除了沖壓成 形零件外 還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位 疊壓 攻絲 鉚 接 鎖緊等組裝任務(wù) 通過(guò)這種多功能模具生產(chǎn)出來(lái)的不再是單個(gè)零件 而是成批的 組件 3 熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高 4 快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊 適應(yīng)多品種 少批量生產(chǎn)方式 一方面是制 品使用周期短 品種更新快 另一方面制品的花樣變化頻繁 均要求模具的生產(chǎn)周期 越快越好 因此 開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)具越來(lái)越引起人們的重視 例如 中 低 熔點(diǎn)合金模 具 噴涂成型模具 陶瓷型精鑄模 疊層模及快速 原型制造模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將進(jìn) 一步發(fā)展 快換模架 快換沖頭等也將日益發(fā)展 另外 采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操 作的快速換模裝置 快速試模技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高 5 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛 使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期 而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本 6 模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進(jìn)的表面處理技術(shù) 7 在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣CAD CAM CAE技術(shù) 8 高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用 9 模具研磨拋光將向自動(dòng)化 智能化方向發(fā)展 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 5 頁(yè) 共 38 頁(yè) 5 10 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 1 4 設(shè)計(jì)方法及步驟 1 查閱有關(guān)模具材料 模架結(jié)構(gòu) 模具設(shè)計(jì)理論 模具設(shè)計(jì)實(shí)例等方面的文獻(xiàn) 檢索相關(guān)資料和模具技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài) 全面復(fù)習(xí)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程 并翻譯外文資 料一篇 2 初步計(jì)算 根據(jù)所給零件圖樣 進(jìn)行必要的工藝計(jì)算 確定初步的設(shè)計(jì)方案 3 通過(guò)相關(guān)資料和調(diào)研 熟悉各種沖壓模具的結(jié)構(gòu) 模具的制造 設(shè)計(jì)和裝配流 程 4 模具設(shè)計(jì) 確定快換模架的結(jié)構(gòu)形式 結(jié)合本零件繪制模具裝配圖和指定模具 的零件圖 2 零件沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析和沖壓工藝分析 2 1 沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析 產(chǎn)品零件的生產(chǎn)批量對(duì)沖壓工藝加工的經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用 沖壓產(chǎn)品的成 本構(gòu)成 C C 材 C1 C 模 C 材 材料費(fèi) C 1 加工費(fèi) C 模 模具費(fèi) 提高沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì) 效益的有效途徑有 1 提高材料利用率 一般材料費(fèi)要占沖壓件成本的 60 生產(chǎn)中通過(guò)合理設(shè)計(jì)零件 或改進(jìn)毛坯形狀 合理排樣 搭邊或?qū)嵭刑撞没蚶煤脧U料等 2 減少工序數(shù) 世界不少國(guó)家大力推行減少每個(gè)零件的工序數(shù)目 日本是瞄準(zhǔn) 3 4 道工序 目前其某些廠家已達(dá)到 2 3 道工序 因此日本沖壓件成本一般比我們低 25 其他國(guó)家也在大力推行 由于工序數(shù)減少 導(dǎo)致模具數(shù)量及模具出問(wèn)題的機(jī)會(huì) 減少 開(kāi)動(dòng)率提高 經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高 3 推行 按件定隙 經(jīng)驗(yàn)證明 當(dāng)相當(dāng)間隙 Z 雙收 15 20 時(shí) 模具使用壽命可 提高 3 5 倍 因各種沖壓見(jiàn)的使用要求不同 質(zhì)量要求各異 故其沖裁間隙也應(yīng)不同 按件定隙 會(huì)取得最佳效益 4 推行 按件選模 因?qū)_壓件質(zhì)量與批量要求差別較大 要根據(jù)具體要求 及批量大小選擇各種不同模具結(jié)構(gòu) 模具材料及制模方法等 在大批量生產(chǎn)時(shí)要采用 高效的多工位級(jí)進(jìn)模 復(fù)合模 高壽命的硬質(zhì)合金模等 而在小批量時(shí) 可采用一些 造價(jià)低廉 制模周期短 模具材料可回收利用的各種簡(jiǎn)易模具 組合模具或低熔點(diǎn)合 金模等 5 提高生產(chǎn)率 目前世界一些國(guó)家 都在向生產(chǎn)效率要效益 有代表傾向的是 a 建立沖壓自動(dòng)線 b 沖壓設(shè)備向多工位壓力機(jī)轉(zhuǎn)移 c 以拉伸墊或數(shù)控拉伸墊代 替雙動(dòng)拉伸壓力機(jī) 由于生產(chǎn)效率高了 分?jǐn)偟絾渭馁M(fèi)用減少 即降低產(chǎn)品成本增 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 6 頁(yè) 共 38 頁(yè) 6 加收入 2 2 零件沖壓工藝性分析 圖 2 1 圖 2 2 2 2 1零件工藝分析 如上圖所示 此工件有沖孔 落料 彎曲三個(gè)工序 材料為08 板料厚度為3mm 具有良好的沖壓性能 適合沖裁 工件結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單 但是做出的工件要求的精度高 所以要求做出的模具的精度就相應(yīng)要高 難度就增大 在工件的展開(kāi)圖中 有一個(gè) 6mm的孔和 18mm的長(zhǎng)孔 在沖裁的時(shí)候在保證他們的精度的時(shí)候還要保證它們的同 軸度 在彎曲工序的時(shí)候 要防止彎裂 并且還要保證彎曲的垂直度要夠 該工件是 大批量生產(chǎn) 質(zhì)量要求高 若采用單工序模不僅工藝繁瑣 而且質(zhì)量也很難保證 由 于零件體積小 操作不方便 多次定位后有些尺寸難以穩(wěn)定 產(chǎn)量低 不能適應(yīng)大批 量生產(chǎn)的需要 因此采用沖壓多工位級(jí)進(jìn)模 工件的尺寸公差要求為IT7級(jí) 尺寸精度 較高 模具要求的精度高 2 2 2確定沖壓基本工序 從零件的形狀看有以下基本工序 該工件包括沖孔 落料和彎曲三個(gè)基本工序 根據(jù)基本工序可以擬定出以三種工藝方案 方案一 采用落料 沖孔 彎曲單工序模 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 7 頁(yè) 共 38 頁(yè) 7 方案二 采用沖孔 落料復(fù)合模 彎曲單工序模 方案三 采用沖孔 落料 彎曲級(jí)進(jìn)模 分析 方案一 雖然模具結(jié)果簡(jiǎn)單 但需要三道工序三副模具 成本高而生產(chǎn)效 率低 難以滿足中批量生產(chǎn)要求 方案二 工件的精度及生產(chǎn)效率都較高 但還是需 要量副模具 需要成本還是比較高 并且沖壓后成本品件留在模具上 在清理模具上 的物料時(shí)會(huì)影響沖壓速度 操作不方便 方案三 只需一副模具 工序數(shù)目少 沖孔 落料 彎曲整合為一個(gè)工序 大大提高了生產(chǎn)效率 操作方便 并能保證零件的質(zhì)量 延長(zhǎng)模具壽命 適合大批量生產(chǎn) 綜合以上分析 本設(shè)計(jì)要求為大批量生產(chǎn) 故采用 方案三 2 2 3排樣方案的確定 按沖裁工藝方法和材料的合理利用 條料的排樣方法可分為三種 1 有廢料排樣 沿沖件全部外形沖裁 在沖件周邊都留有搭邊 沖件尺寸完全由沖模 保證 沖件精度高 模具壽命也高 但材料利用率低 2 少?gòu)U料排樣 沿沖件部分外形沖切 只在沖件之間或沖件與條料側(cè)邊間有搭邊 3 無(wú)廢料排樣 沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件 無(wú)搭邊 沖件質(zhì)量和模具壽命更 差一些 但材料利用率最高 從零件圖上分析可知 零件形狀不算復(fù)雜 但是從外形需要和工件精度的要求來(lái) 看 可以采用少?gòu)U料排料提高材料的利用率 采用合理的排樣方法才能降低廢料的比 例 本設(shè)計(jì)的工件為長(zhǎng)方形工件 考慮到效率采用一次沖出兩件產(chǎn)品的工序設(shè)計(jì) 沿 板 卷 料順長(zhǎng)度方向進(jìn)行排樣 符合材料規(guī)格及工藝要求 考慮到此為大批量生產(chǎn) 結(jié)合沖壓生產(chǎn)率 沖模耐用度 沖模結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單和操作方便 安全等因素 提出 以下幾種方案 方案一 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 8 頁(yè) 共 38 頁(yè) 8 工位三 工位二 工位一 圖 2 3 此方案采用工位緊靠排樣 只需要三個(gè)工位即可 即是 沖孔 彎曲和落料的設(shè) 計(jì) 但此時(shí)排樣材料利用少 方案二 工位三 空位 工位二 空位 工位一 圖 2 4 與方案一相比 此方案每步增加了空位的工位和改換了產(chǎn)品的排列方位 改善了 凸凹模的緊湊性 在凸模固定板和凹模設(shè)計(jì)上都比較合理 增強(qiáng)了凸模和凹模的強(qiáng)度 但工件要求的精度高 此方案和方案一都存在定位精度不夠高情況 所以需要增加定 位裝置 方案三 圖 2 5 此方案是對(duì)方案二的改進(jìn) 增加了兩個(gè)側(cè)刃定位 兩個(gè)定位裝置的配合提高了定 位精度 滿足了加工工件的精度要求 這樣方便于凸模的固定安裝 也有利于增加凹 模壁厚 這樣都加強(qiáng)了凸凹模的強(qiáng)度 并且還為側(cè)刃的安裝增加了空間 此方案緊湊 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 9 頁(yè) 共 38 頁(yè) 9 工位排布合理 并且達(dá)到了加工工件精度的要求 所以選用此方案 4 材料利用率 材料的經(jīng)濟(jì)利用 直接取決于沖壓工件的加工工藝和排樣方法 沖壓工藝設(shè)計(jì)中 評(píng)價(jià)材料經(jīng)濟(jì)利用程度的指標(biāo)是材料利用率 材料利用率 10 消 耗 材 料 面 積實(shí) 際 材 料 面 積 實(shí)際材料面積即沖壓件 毛坯 的有效面積 它與消耗材料面積之差即為廢料 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率可用下式表示 2 1 10 BSA 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 若考慮到料頭 料尾和邊余料的材料消耗 則一張板料 或帶料 條料 上總的 材料利用率 為 總 一張板料上總的材料利用率 總 2 2 10 BLAn總總 式中 A 一張沖裁件 毛坯 的實(shí)際面積 2m 一張板料 或帶料 條料 上所沖工件總數(shù)量 總 板料長(zhǎng) 寬 2m 材料利用率 如果 那么將有16 的材料變成沖壓廢料 1 84 經(jīng)計(jì)算 本設(shè)計(jì)工件的面積為 A 160 2 條料寬度計(jì)算 mnbaDnbaDB 04 0101 6185 2 1528 6 5 D 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 側(cè)搭邊值 n 側(cè)刃數(shù) 側(cè)刃切去材料寬度方向尺寸 1b 0 751a 條料長(zhǎng)度 3000 Lm 所以 6 7106 18304 BAn總總 5 排樣方法 排樣方法的選擇原則 沖裁小工件或某種工件需要窄條料時(shí) 應(yīng)沿板料順長(zhǎng)度方向進(jìn)行排樣 符合材料 a 規(guī)格及工藝要求 沖裁件在條料上的排樣 應(yīng)考慮沖壓生產(chǎn)效率 沖模耐用度 沖模結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單 b 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 10 頁(yè) 共 38 頁(yè) 10 和操作方便與安全等 條料寬度選擇與在板料上的排樣應(yīng)優(yōu)先選用條料寬度較大而步距較小的方案 以 c 便經(jīng)濟(jì)地裁切板料 并減少?zèng)_壓用時(shí)間 在可能的情況下 要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)修正產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸 以減少或消 d 除設(shè)計(jì)廢料的形成 并有可能采取小 無(wú)廢料排樣方式 2 2 4連續(xù)模的送料定位系統(tǒng)的選用 沖模的送料定位系統(tǒng)是沖模結(jié)構(gòu)的重要組成部分 其主要功能是對(duì)送入模具的條 帶 卷料實(shí)施精確定位 控制送為進(jìn)距 達(dá)到準(zhǔn)確 一致 以確保沖模沖壓時(shí)具有均 勻一致的搭邊與沿邊 從而使沖件獲得更高的尺寸與形位精度 所以 定位系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)與制造是沖模設(shè)計(jì)與制造的重要環(huán)節(jié) 而沖模的定位系統(tǒng)是由各種不同的進(jìn)距限位 構(gòu)成的 主要包括表2 1所列各種類(lèi)型 不同規(guī)格的各種進(jìn)距限位裝置 見(jiàn)表2 1 兩工位及兩工位以上的連續(xù)模都應(yīng)設(shè)置一套由擋料 進(jìn)距控制 送進(jìn)誤差校準(zhǔn)等 裝置構(gòu)成的送料定位系統(tǒng) 1 2 表 2 1 1 靠切邊定位的側(cè)刃組件構(gòu)成的定位系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)如下 可以不間斷連續(xù)沖壓 使壓力機(jī)額定滑塊行程次數(shù)得到充分利用 生產(chǎn)效率更 高 操作工人的手不需要也不可能進(jìn)入模具T作區(qū) 故操作安全 便于實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程的機(jī)械化與自動(dòng)化 定位精確度可達(dá) O 15mm甚至更高精度 比擋料銷(xiāo)定位高一個(gè)檔次 實(shí)際沖件的尺寸精度都在IT10級(jí)以上 使用側(cè)刃切邊定位的主要缺點(diǎn)是增加了廢料量 降低了板料利用率 同時(shí) 也增 大了沖裁力而且連續(xù)沖壓必然要加大所需沖壓設(shè)備的噸位 也還使沖模的制造與修理 趨于復(fù)雜化 而GB與JB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的三種不同斷面形狀的側(cè)刃 最大切邊長(zhǎng)度僅 40 2mm 2 側(cè)刃的形成沖裁 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 11 頁(yè) 共 38 頁(yè) 11 已納入國(guó)標(biāo)GB與機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB的側(cè)刃完全相同 共2類(lèi)6種各38個(gè)規(guī)格 一般進(jìn) 行有搭邊排樣的有廢料沖裁 標(biāo)準(zhǔn)側(cè)刃作為一種送料進(jìn)距限位裝置 由于其最大切邊 長(zhǎng)度Lmax 40 2mm 故僅能用于送料進(jìn)距S 40 2mm的小型沖壓件 其使用范圍十分 有限 通常僅用于 成批與大量生產(chǎn)料厚t 1 2 5mm的各種金屬板料用連續(xù)模沖制的小型沖壓件并 要求沖模有更高的生產(chǎn)率 沖壓件的尺寸與形位精度要求較高 尺寸精度高于1T10極 送料進(jìn)距 S 40 2mm 送進(jìn)進(jìn)距S誤差10 25 25 50材料厚度t h Z h Z h Z 1 5 1 0 0 06 1 2 0 07 1 5 0 09 1 5 3 0 6t 0 07 0 8t 0 09 t 0 12 3 5 0 5t 0 08 0 6t 0 11 0 8t 0 16 注 當(dāng)沖裁件公差較小時(shí) 可取雙面間隙Z 0 01 0 03mm 由于本設(shè)計(jì)中板料厚度為1 mm 導(dǎo)正孔為5 mm 故取Z 0 06mm 查表得 h 1mm 要正確安排側(cè)刃孔及導(dǎo)正釘 連續(xù)模的側(cè)刃孔一般安排在第一工位 而采用雙向 側(cè)刃時(shí) 本設(shè)計(jì)中考慮到后面?zhèn)热械陌惭b方便 第二側(cè)刃安排在第二個(gè)工位的另一側(cè) 對(duì)于導(dǎo)正銷(xiāo)孔 若采用自動(dòng)送料時(shí)必須要在第一工位先沖出工藝孔 而在第二工位或 再隔2 4個(gè)工位的相應(yīng)位置設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)孔 圖 2 7 如圖6所示沖件形狀簡(jiǎn)單但尺寸精度要求較高 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用成形側(cè)刃 雖然 制造復(fù)雜 但當(dāng)側(cè)刃刃部磨鈍后 條料邊緣處也不會(huì)出現(xiàn)毛刺 不影響正常送進(jìn) 通 過(guò)此裁塔邊法完成側(cè)刃搭邊的切除 此側(cè)刃沖切使定位更精確 如圖6中的排樣圖所示 利用沖制工件上的18mm孔 在沖孔后的后續(xù)工位上設(shè)導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正 使送料進(jìn)距S的偏 差小于0 015mm 保證良好的沖壓精度 5 步距大小的確定 連續(xù)模中 每次送料前進(jìn)的距離稱步距 步距計(jì)算的正確與否 直接關(guān)系到工件 質(zhì)量和尺寸精度 步距的大小可按下式計(jì)算 A C a1 2 3 式中 A 步距 mm C 工件最大寬度 mm a1 工件間搭邊寬度 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 14 頁(yè) 共 38 頁(yè) 14 X 69 1 2 71 2mm 6 側(cè)刃大小的確定 側(cè)刃的長(zhǎng)度一般應(yīng)等于步距的大小 而寬度可選擇在 6 9mm 即可 側(cè)刃的位置可以根據(jù)沖模的具體情況任意選定 如采用雙側(cè)刃時(shí)則雙側(cè)刃的距 離應(yīng)為 成形側(cè)刃尺寸計(jì)算 L A 0 05 0 10 mm 式中 L 成形側(cè)刃斷面沿送料方向的長(zhǎng)度 A 步距 L 71 2 0 05 71 25mm 如下圖 8 用側(cè)刃定距時(shí)導(dǎo)料板間距離 當(dāng)條料的送進(jìn)步距用側(cè)刃定位時(shí) 導(dǎo)料板間距離 2 4 CnbaDCB 1 5 65 1 5 1 5 2 1 5 0 5 70 75 mm 2 5 y 1 65 1 5 1 5 0 1 67 25 mm D 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸 側(cè)搭邊值 a n 側(cè)刃數(shù) 側(cè)刃切去材料寬度方向尺寸 1b 搭邊值 1 5 mm 側(cè)刃沖切的料邊寬度 b1 1 5mm 沖切前的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙 C 2 0 25 0 5mm 沖切后的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙 y 2 0 05 0 1mm 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 15 頁(yè) 共 38 頁(yè) 15 圖 2 8 9 側(cè)刃檔塊 在用側(cè)刃檔塊定距的級(jí)進(jìn)模中用側(cè)刃檔塊限制條料側(cè)邊沖切缺口的條料送進(jìn) 側(cè)檔 塊需和側(cè)刃連用 側(cè)刃用在級(jí)進(jìn)模中 通過(guò)切掉條料旁側(cè)少量材料達(dá)到限定條料的送進(jìn)步距 側(cè)刃定 位用于步距較小或材料厚度較薄 t 1 5mm 場(chǎng)合 也用于對(duì)步距精度要求較高及手 工送料的多工位連續(xù)模上 側(cè)刃的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)型式很多 根據(jù)側(cè)刃的截面形狀可分為 三種 a 長(zhǎng)方形側(cè)刃 制造和使用都很簡(jiǎn)單 但刃口尖角磨損后 在條料的側(cè)邊容易 產(chǎn)生毛刺 影響條料的送進(jìn)和定位的準(zhǔn)確性 b 凹型側(cè)刃 其兩端略高于主刃面 由于兩端尖角磨損而產(chǎn)生的毛刺處于條料 側(cè)邊凹槽內(nèi) 不會(huì)影響條料的送進(jìn)和定位 步距精度較高 但凹型側(cè)刃形狀較復(fù)雜 刃口制造難度增大 沖裁廢料也較多 c 尖角形側(cè)刃 需要與彈簧擋料銷(xiāo)配合使用 每送一個(gè)步距需將條料向后拉 由 于擋料銷(xiāo)卡住缺口而定位 尖角形側(cè)刃不浪費(fèi)材料 但操作不如前者方便 只適合于 生產(chǎn)率要求不太高的手工送料模具 根據(jù)模具的需求 先選用梯形側(cè)刃 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 16 頁(yè) 共 38 頁(yè) 16 在本模具設(shè)計(jì)中采用雙側(cè)刃 側(cè)刃沖頭的固定方法采用螺釘聯(lián)接固定 側(cè)刃的工作 尺寸取 0 010mm 的偏差 即 S 0 0 02 側(cè)刃結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 故凸模尺寸可參照下圖左所示 設(shè)計(jì) 側(cè)刃凹模與凸模配作 保證單面間隙均勻?yàn)?0 005 0 010 m 10 側(cè)導(dǎo)板 導(dǎo)料板 用側(cè)導(dǎo)板導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)常用于單工序和級(jí)進(jìn)模中 側(cè)導(dǎo)板一般設(shè)在條料兩側(cè) 一種 分開(kāi)制造 用于彈壓卸料板結(jié)構(gòu)中 另一種是在固定卸料板結(jié)構(gòu)中 與卸料板制成整 體結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)用的是分開(kāi)制造的形式 圖 2 12 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 17 頁(yè) 共 38 頁(yè) 17 3 沖孔 落料級(jí)進(jìn)模零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3 1 沖裁模具凸模和凹模刃口尺寸計(jì)算 3 1 1沖壓力的計(jì)算 沖裁力 沖裁模設(shè)計(jì)時(shí) 為了合理地設(shè)計(jì)模具及選用設(shè)備 必須計(jì)算沖裁力 沖裁力是沖 裁過(guò)程中 模具工作部分對(duì)材料的壓力 沖裁力在沖裁過(guò)程中隨上模行程變化而變化 故通常是指沖裁力的最大值 沖裁力是選用沖壓設(shè)備和檢驗(yàn)沖模強(qiáng)度的重要依據(jù) 沖 裁力的大小與材料性質(zhì) 厚度和工件分離的輪廓長(zhǎng)度有關(guān) 因采用平刃口沖裁 其理論沖裁力 N 按下式計(jì)算 F KLt b 3 1 式中 L 沖裁內(nèi) 外周邊的總長(zhǎng) 單位為 mm t 材料的厚度 單位為 mm b 材料的抗切強(qiáng)度 單位為 MPa K 系數(shù) 一般取 K 1 3 F 沖孔力 單位為 N 為了計(jì)算簡(jiǎn)便 也可按下式估算沖裁力 F 3 2 bLt 式中 為材料的抗拉強(qiáng)度 單位為 MPa b 1 沖 6 工序孔 圖 3 1 沖孔力 F 3 2 bLt 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 18 頁(yè) 共 38 頁(yè) 18 查資料得 490 b F 3 14 12 4 1 490 1230 88 N 卸料力 FK1 查資料得 取07 4 1 K04 2 9831 N 推件力 FnK2 查資料得 取 063 2 凹模型口直壁高度 考慮到修模量 取 mh5 則 N 71 8 2 F 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為 32 54 230 4 21 z 推料力 FnK2 查資料得 取 063 2 凹模型口直壁高度 考慮到修模量 取 mh5 則 N 18 5 49 12 F 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為 26 54 306 2 3212 z 2 沖 2 個(gè) 18 孔 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 19 頁(yè) 共 38 頁(yè) 19 圖 3 3 沖孔力 F 3 2 bLt 查資料得 490 N 81 24901 8 3 F 卸料力 FK 查資料得 取7 1K04 1 N 95 3281 F 推料力 n2 查資料得 取 063 2 K 凹模型口直壁高度 考慮到修模量 取 mh5 則 N 8 51 8 12 F 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為 N 18 90 57 36 213 Fz 3 沖 2 個(gè)腰形孔 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 20 頁(yè) 共 38 頁(yè) 20 圖 3 4 沖孔力 F 3 2 bLt 查資料得 490 N 64 5904 5930 F 卸料力 FK1 查資料得 取7 1K04 N 83 29561 F 推料力 nK2 查資料得 取 063 2 凹模型口直壁高度 考慮到修模量 取 mh5 則 N 7 59 4 12 F 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為 N 68 257 3 80 269 421 z 4 彎曲工序 剪切力 F 3 2 bLt 通過(guò)計(jì)算得 m68 71 04 32 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 21 頁(yè) 共 38 頁(yè) 21 查資料得 490b N 28 735490 6837 F 卸料力 FK1 查資料得 取 1K04 N 295873041 F 推料力 Fn2 查資料得 取 063 2 K 凹模型口直壁高度 考慮到修模量 取 mh5 則 N 27 4578 12 F 采用彈性卸料裝置和下出料的總裁力為 89 12 63 3215 z 因?yàn)樵诒緩澢羞€要計(jì)算彎曲后的頂件力和壓料力 所以還要計(jì)算本工件 的自由彎曲力 U 形件 3 4 trKBFb 27 0自 式中 自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時(shí)的彎曲力 自F B 彎曲件的寬度 t 彎曲材料的厚度 r 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑 材料的抗拉強(qiáng)度 b K 安全系數(shù) 一般取 1 3 材料抗拉強(qiáng)度為 490Mpa b 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 22 頁(yè) 共 38 頁(yè) 22 則 58 264 06939 1707 022 NtrKBFb 自 彎曲頂件力或壓料力 本彎曲模設(shè)有頂件裝置和壓料裝置 其頂件力 或壓料力 可以近似取DFY 自由彎曲力的 30 80 即 0 3 0 8 3 5 DF自 本設(shè)計(jì)中因?yàn)楣ぜ?材料薄 作用力小 所以取彎曲力的 30 則 0 3 0 3 2662 558 798 77 N Y自 由于沖孔 落料和彎曲是同時(shí)進(jìn)行的 故總的沖裁力為 N 7 8129 73182 9657 901 82 543 54321 Dzzz FF校 總卸料力為 1905 14 N 總 2 9 164 壓力機(jī)公稱壓力 P 1 3 1 3 88182 77 114637 6 N 114 6 KN Z 3 1 2壓力中心的計(jì)算 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖裁的壓力中心 為了保證壓力機(jī)和模具平穩(wěn)的 工作 必須使壓力中心與滑塊中心線相重合 對(duì)于使用模柄的中小型模具就要 使壓力中心與模柄軸線相重合 否則將使沖模和壓力機(jī)滑塊承受側(cè)向力 引起 凸 凹模間隙不均勻和導(dǎo)向零件加速磨損 甚至還會(huì)引起壓力機(jī)導(dǎo)軌的磨損 影響壓力機(jī)精度 在實(shí)際生產(chǎn)中 可能會(huì)出現(xiàn)由于沖件的形狀特殊或排樣特殊 從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造考慮不宜使壓力機(jī)中心與模柄中心線相重合 這時(shí)應(yīng)注 意使壓力中心的偏離不致超出所選用壓力機(jī)允許的范圍 由于本工件的排樣圖中都是中心對(duì)稱的工作圖 所以本模具的壓力中心就 在中心處 3 1 3模具主要零件尺寸計(jì)算 1 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 凸模的長(zhǎng)度尺寸計(jì)算 凸模長(zhǎng)度由模具結(jié)構(gòu)尺寸確定 通常應(yīng)考慮留有修磨余量 以及模具在閉合 狀態(tài)下 卸料板至凸模固定板間應(yīng)留的安全距離 這里需要考慮凸模固定板厚度 導(dǎo)料板厚度 彈簧或橡膠的厚度 等因素 凸模的長(zhǎng)度計(jì)算公式為 1h4h5h 3 6 L 321 其中 凸模固定板厚度 mm 1 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 23 頁(yè) 共 38 頁(yè) 23 卸料板厚度 mm 2h 導(dǎo)料板厚度 mm 3 附加長(zhǎng)度 主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度 0 5 1 0mm 總修磨量 4 6mm 以及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板的安全距離 10 15mm 等 因素確定 mL56168 故凸模的最終長(zhǎng)度為 56mm 2 凸模強(qiáng)度校核 凸模的強(qiáng)度在一般情況下是足夠的 可以不必做強(qiáng)度校核 但是 在凸模 特別細(xì)長(zhǎng)或凸模的斷面尺寸很小沖裁厚且硬的材料時(shí) 必須對(duì)凸模抗壓強(qiáng)度和抗 彎剛度進(jìn)行校核 凸?？箟簭?qiáng)度校核 凸模沖裁時(shí)的正常工作條件是其刃口端面承受的軸向壓應(yīng)力 必須小于凸模材料的許用壓應(yīng)力 即 3 7 ccpAF 式中 凸模刃口端面承受的壓應(yīng)力 單位為 MPa F 作用在凸模端面的沖裁力 單位為 N A 凸模刃口端面面積 單位為 2m 凸模材料許用壓應(yīng)力 單位為 MPa 需校核的凸模如下圖 c 圖 3 9 沖裁力 F 1230 88 N A 3 14 得 2mMPa39214 80 AFcp 凸模選用材料為 Cr12MoV 許用壓應(yīng)力 為 1000 1600MPa 此凸模強(qiáng)度足夠 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 24 頁(yè) 共 38 頁(yè) 24 3 沖裁模凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算 根據(jù)工件尺寸精度不同和加工方法的選擇 沖裁模凸 凹模刃口尺寸技術(shù) 方法有分開(kāi)加工計(jì)算和配作加工計(jì)算兩種方法 本設(shè)計(jì)零件形狀簡(jiǎn)單 并且尺 寸精度要求為 IT7 級(jí) 屬于中高精度公差等級(jí) 故須采用分開(kāi)加工加工計(jì)算方 法來(lái)計(jì)算刃口尺寸 1 分開(kāi)加工計(jì)算方法的特點(diǎn) 分開(kāi)加工的方法就是分別規(guī)定凸?；虬寄５某叽绾凸?分別進(jìn)行制造 用凸模與凹模的尺寸及制造公差來(lái)保證間隙要求 這種加工方法必須把模具的 制造公差控制在間隙變動(dòng)的范圍之內(nèi) 使模具的制造難度加大 主要用于沖裁 件形狀簡(jiǎn)單 間隙較大 精度較低的模具 隨著電火花 線切割等設(shè)備的應(yīng)用 和加工精度的不斷提高 分別加工也越來(lái)越都地用于形狀復(fù)雜 間隙較小 精 度較高的復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模等模具 用分開(kāi)加工的凸 凹模具有互換性 制造周 期短 便于成批制造 采用分開(kāi)加工必須滿足下列條件 凸 凹 Z Max Zmin 3 9 式中 Z Max 最大沖裁間隙 Zmin 最小沖裁間隙 凸 凹 分別為凸模 凹模的制造公差 凸模公差取下偏差 相當(dāng) 于基準(zhǔn)軸的公差帶位置 凹模取上偏差 相當(dāng)于基準(zhǔn)孔的 公差帶位置 一般可按零件公差的 1 3 1 4 來(lái)選取 對(duì) 于形狀簡(jiǎn)單的沖裁件 如圓形件 方形件等 由于制造簡(jiǎn) 單 精度容易保證 分開(kāi)加工凸 凹模刃口尺寸計(jì)算 根據(jù)尺寸計(jì)算的原則 可對(duì)沖裁件凸 凹模工作部分尺寸確定如下 1 落料 設(shè)工件的尺寸為 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0 D 確定凹模尺寸 使凹模的基本尺寸基本接近或等于工件輪廓的最小極限 尺寸 將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺寸 3 10 AxMaA 0 3 11 0 TTMinaxinT ZDZD 2 沖孔 設(shè)沖孔尺寸為 根據(jù)計(jì)算原則 沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 首先確 0d 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 25 頁(yè) 共 38 頁(yè) 25 定凸模尺寸 使凸模的基本尺寸基本接近或等于工件孔的最大極限尺寸 將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸 3 12 0min TxdT 3 13 AAZxdZA 0minin0i 3 孔心距 孔心距離屬于磨損后基本不變的尺寸 在同一個(gè)步中 在工件上沖出孔 距為 兩個(gè)孔時(shí) 其凹模型孔中心距 可以按下式確定 2 LdL 3 14 81d 上述式中 落料凹 凸模尺寸 mm ADT 沖孔凸 凹模尺寸 mm 落料件的最大極限尺寸 mm Max 沖孔件孔的最小極限尺寸 mm mind 工件孔心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸 mm L 工件制造公差 mm 最小合理間隙 mm minZ 磨損系數(shù) 值在 0 5 1 之間 它與沖件精度有關(guān) 可以查xx 相關(guān)的表或按下列關(guān)系選取 沖件精度為 IT10 以上時(shí) X 1 沖件精度為 IT11 IT13 時(shí) X 0 75 沖件精度為 IT14 以下時(shí) X 0 5 凸 凹模的制造公差 可按 IT6 IT7 級(jí)來(lái)選取 或取T A 4 0minaxZ 6 0minaxZA 由工件的形狀可知 查相關(guān)的資料得沖模初始雙面間隙值 Z 為 0 024mm 0 032mm 則minZax 0 032 0 024 mm 0 008 mmmZin 因?yàn)楣ぜ木葹?IT7 所以取 X 1 沖 8 mm 的定位孔時(shí) 精度要求為 IT10 則取 X 1 則 沖 2 6mm 的孔 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 26 頁(yè) 共 38 頁(yè) 26 圖 3 10 工件的精度為 IT7 查得 6mm 的孔的制造公差 0 01mm 則 制造精度為 IT5 mxdTT 04 04 0min 16 16 校核 凸 凹 Z Max Zmin 0 004mm 0 004mm 0 032mm 0 024mm 其他尺寸計(jì)算相同 不在重復(fù) 彎曲凹模尺寸設(shè)計(jì) 由于本設(shè)計(jì)模具凸模和凹模刃口尺寸是按照分開(kāi)加工的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算 所以凹模和凸模尺寸設(shè)計(jì) 須確定模具的雙面沖裁間隙 才能計(jì)算出凹模實(shí)際 尺寸 沖裁間隙指的是凸 凹模刃口縫隙的距離 是沖裁過(guò)程中的重要工藝參數(shù) 間隙的大小影響沖裁件的質(zhì)量 沖裁力的大小以及模具的壽命 間隙是影響斷 面質(zhì)量的主要因素 間隙在一定的合理范圍內(nèi)時(shí) 由凸凹模刃口沿最大剪切力 方向產(chǎn)生的裂紋將互相重合 制件斷面比較平直 光亮 毛刺很小 間隙過(guò)小 或過(guò)大時(shí) 上 下裂紋不重合 出現(xiàn)硬擠裂或者撕裂 斷面質(zhì)量較差 毛刺較 大 間隙還影響零件的尺寸和形狀精度 間隙的大小及其沿刃口邊緣的均勻性直接影響零件剪切面質(zhì)量 選取合理 間隙 保證間隙均勻 并使其在整個(gè)沖裁過(guò)程中保持間隙均勻恒定是沖裁技術(shù) 的關(guān)鍵條件 間隙主要取決于材料厚度 并與沖裁輪廓 工件材料有關(guān) 因?yàn)闆_裁模凸 凹模間隙值受多種因素制約 而斷面質(zhì)量和尺寸精度在不 同的行業(yè)中其要求也不相同 所以 在生產(chǎn)中很難確定統(tǒng)一的間隙數(shù)值 只能 分類(lèi)按照使用要求及材料性質(zhì) 板料厚度確定一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙值 只要凸 凹模間隙在此范圍內(nèi)就能沖壓出復(fù)合要求的沖壓件 合理間隙的最小 值稱為最小合理間隙值 最大值稱為最大合理間隙值 Zmax 設(shè)計(jì)和制造模具時(shí) 應(yīng)考慮模具凸 凹模在使用中會(huì)因被磨損而使間隙增大 故應(yīng)按最小間隙值定 合理間隙值 Zmin 來(lái)確定模具間隙 按凸模尺寸配制 其雙面間隙為 沖裁間隙 Z 的確定查下表最 小Z最 大 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 27 頁(yè) 共 38 頁(yè) 27 3 3 表 3 3 沖裁模初始雙面間隙 杜拉鋁 中硬度鋼材料厚度 mm 最 小Z最 大Z 0 4 0 024 0 032 考慮凸 凹模的磨損 沖裁過(guò)程中凸模刃口尺寸磨損使沖孔尺寸減小 凹 模刃口尺寸磨損則使落料尺寸增大 為了保證沖裁件的尺寸精度要求 并盡可 能提高模具的使用壽命 設(shè)計(jì)落料模時(shí) 凹模刃口的基本尺寸應(yīng)取工件孔公差 范圍內(nèi)的較小尺寸 設(shè)計(jì)沖孔模時(shí) 凸模刃口的基本尺寸應(yīng)取工件孔尺寸公差 范圍內(nèi)的較大尺寸 這樣就能保證凸 凹模磨損到一定程度后仍能沖裁出合格 的工件 不論落料還是沖孔 凸 凹模間隙都應(yīng)取用合理間隙范圍內(nèi)的最小值 3 凹模外形尺寸的確定 凹模外形可分為圓形和長(zhǎng)方形兩種 其中圓形凹模已標(biāo)準(zhǔn)化 凹模材料均 選擇 Cr12MoV 淬火硬度 熱處理 HRC60 64 凹模刃口尺寸較復(fù)雜 根據(jù)基 本外形選用長(zhǎng)方形凹模外形 3 2 選擇沖壓設(shè)備 在實(shí)際生產(chǎn)中 沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模的深度一般均小于沖裁材料的厚度 但在本設(shè)計(jì)中 后面一個(gè)是落料彎曲工序 所以凸模在沖壓工作時(shí)行程比較大 但有效行程還是小于壓力機(jī)的行程長(zhǎng)度 因而沖裁模具在選擇設(shè)備時(shí) 需按總 沖裁力小于設(shè)備公稱力和標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù)是否達(dá)到月產(chǎn)量 10 件的要求 即 及每分鐘行程次數(shù) 次 按一個(gè)月公pz 7608310 30 天 每天工作 8 小時(shí)算 考慮到實(shí)際情況 故選擇公稱壓力為 160kN 的 J23 16F 開(kāi)式液動(dòng)壓力機(jī) 其主要參數(shù)為 公稱壓力 160kN 滑塊行程 70mm 最大閉合高度 250mm 閉合高度調(diào)節(jié)量 45mm 工作臺(tái)尺寸 前后 300mm 左右 450mm 工作臺(tái)孔尺寸 前后 300mm 左右 530mm 墊板尺寸 厚度 40mm 模柄孔尺寸 直徑 40mm 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 28 頁(yè) 共 38 頁(yè) 28 直徑 210mm 深度 60mm 標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù) 不小于 min 1 120 立柱間距離 不小于 220mm 表 3 4 3 3 沖模的閉合高度 沖模的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)即模具在最低工作位置時(shí) 上模座上平 面與下模座下平面之間的距離 H 沖模的閉合高度必須為壓力機(jī)的裝模高度相 適應(yīng) 沖模的閉合高度 H 應(yīng)介于壓力機(jī)的最大裝模高度 Hmax 和最小裝模高度 Hmin 之間 其關(guān)系式如下 Hmax 5 Hmin 10 3 20 則 250 5 245mm 166 66 40 206 66 mm 250 45 10 215mm 最大閉合高度 250mm 閉合高度調(diào)節(jié)量 45mm 模具閉合高度 H 166 66mm 墊板厚度 40mm 若無(wú)特殊情況 H 應(yīng)取上限值 最好為 H H min M 3 以避免因連桿調(diào) 節(jié)過(guò)長(zhǎng)而損壞連接螺紋 如果沖模的閉合高度大于壓力機(jī)最大閉和高度 沖模 無(wú)法安裝 但若小于壓力機(jī)最小閉和高度 可另附加墊板 本設(shè)計(jì)中要加 8 34 mm 的墊板 所以 在實(shí)際生產(chǎn)中 可靈活調(diào)節(jié) 其示意圖如圖 38 所示 圖 3 23 沖模閉合高度計(jì)算 3 4 固定與聯(lián)接零件 固定與聯(lián)接零件是用來(lái)將凸 凹模固定在上 下模座上 以及將上 下模 座固定在壓力機(jī)上的零件 主要的固定與聯(lián)接零件有模柄 上模座 下模座和 上下模固定板 以及墊板 螺釘和銷(xiāo)釘?shù)?1 模柄的類(lèi)型及選擇 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 29 頁(yè) 共 38 頁(yè) 29 模柄是將上模座安裝在壓力機(jī)滑塊上的零件 選擇模具的類(lèi)型要考慮模具 結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和使用要求 模柄工作段的直徑應(yīng)與所選定的壓力機(jī)滑塊孔的直徑 相一致 中小型模具一般都用模柄將上模和壓力機(jī)滑塊相連接 設(shè)計(jì)模具時(shí) 選擇 模柄的類(lèi)型要考慮模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和使用要求 模柄工作段的直徑應(yīng)與所選定 的壓力機(jī)滑塊孔的直徑相一致 模柄有以下四種形式 整體式 模柄與上模座做成整體 適用于小型模具 壓入式 與模座安裝孔用 H7 h6 配合 可保證較高的同軸度和垂直度 適于中小型模具 螺紋旋入式 制造和安裝方便 為防止松動(dòng)擰入防轉(zhuǎn)螺釘 適合于中 小型模具 凸緣式 用螺釘與銷(xiāo)釘與上模座緊固在一起 使用與較大的模具 浮動(dòng)式 可通過(guò)球面墊塊消除壓力機(jī)導(dǎo)軌誤差對(duì)沖模導(dǎo)向精度的影響 這種結(jié)構(gòu)允許模柄有少許傾斜 可以避免壓力機(jī)滑塊導(dǎo)向誤差對(duì)模具導(dǎo)向精度 的影響 本設(shè)計(jì)中 因?yàn)槟＞卟皇呛艽?所以在這里選用螺紋旋入式模柄 模柄材 料采用 Q235 的 A 型鋼 淬硬 HRC43 48 制造 如圖下圖 圖 3 24 2 固定板 固定板的尺寸和輪廓應(yīng)與相應(yīng)的整體凹模一致 凸模固定板的厚度應(yīng)取凹 模厚度的 60 80 本設(shè)計(jì)中凸模固定板取凹模厚度的 80 為 18mm 凸模和 固定板選用 H7 m6 或 H7 n6 配合 壓入固定板后應(yīng)將底面與固定板一起磨平 固定板通常選用 Q235 或 Q237 鋼制造 壓裝配合面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到 6 1 80aR 固定板上的型孔應(yīng)與凸模配作 并保證過(guò)盈為 0 0 011mm 如下圖 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 30 頁(yè) 共 38 頁(yè) 30 圖 3 25 凸模固定板 3 沖模模架的選用 滾動(dòng)導(dǎo)向模架是在導(dǎo)柱與導(dǎo)套間裝有預(yù)先過(guò)盈壓配過(guò)的鋼珠 使進(jìn)行相對(duì) 滾動(dòng)摩擦運(yùn)動(dòng)的模架 其特點(diǎn)是導(dǎo)向精度高 運(yùn)動(dòng)剛性好 使用壽命長(zhǎng) 主要 用于高精度 高壽命的硬質(zhì)合金沖模 高速精密級(jí)進(jìn)沖模等 滾動(dòng)導(dǎo)向裝置的導(dǎo)柱 導(dǎo)套通常用 GCr15 軸承鋼制造 淬火硬度 60 62HRC 表面粗糙度值應(yīng)到達(dá) 襯套用黃銅 H62 或鋁合金1 0aRm 5 LY11 等材料制造 4 上下模座 上下模座是用來(lái)安裝全部模具零件 構(gòu)成模具的總體和傳遞沖壓力 因此 模座不僅要有足夠的強(qiáng)度 還要有足夠的剛度 設(shè)計(jì)模座時(shí) 通常都按標(biāo)準(zhǔn)選 用模架或模座 本次設(shè)計(jì)的待加工零件的尺寸不大 所以選用標(biāo)準(zhǔn)模架 考慮 到零件精度等級(jí)較高 選用滾動(dòng)導(dǎo)向 四導(dǎo)向模座 上模座的尺寸為 凹模周界 L 200mm B 160mm 厚度取厚度 H 40mm 材料 為 HT200 GB9493 時(shí)效兩次處理 下模座的尺寸為 凹模周界 L 200mm B 160mm 厚度取厚度 H 45mm 材料 為 HT200 GB9493 時(shí)效兩次處理 上下模座如下圖 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 31 頁(yè) 共 38 頁(yè) 31 圖 3 26 上模座 圖 3 27 下模座 5 墊板 墊板置于模座和固定板之間 其作用是分散凸模傳遞力 當(dāng)計(jì)算的凸模尾 端承受的壓應(yīng)力大于許用壓應(yīng)力時(shí) 為防止凸模尾端壓損模座 在凸模與模座 之間必須安裝淬硬磨平的墊板 凸模墊板厚度為 6mm 材料選用 45 號(hào)鋼 熱處 理硬度 43 48HRC 凹模墊板的作用跟凸模墊板的一樣 凹模墊板厚度為 10 mm 材料選用 45 號(hào)鋼 熱處理硬度 43 48HRC 如下圖 圖 3 28 凸模墊板 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 32 頁(yè) 共 38 頁(yè) 32 圖 3 29 凹模墊板 6 螺釘和銷(xiāo)釘 用于對(duì)模具板件固定與定位 通常兩者選用相同的直徑 連接件的銷(xiāo)釘孔 應(yīng)同時(shí)鉆 鉸 銷(xiāo)釘與孔采用 H7 m6 過(guò)渡配合 7 卸料裝置 彈壓卸料裝置主要由卸料板 卸料螺釘和彈性元件 彈簧或橡皮 等構(gòu)成 卸料力由彈性元件提供 彈壓卸料裝置可兼起壓料的作用 因而沖裁質(zhì)量較好 平直度高 適用于薄料沖裁和質(zhì)量要求高的沖裁件 由于零件排樣方式的特點(diǎn)和工件質(zhì)量要求較高 故采用分體式彈壓卸料板 卸料板只起卸料作用 卸料板上的型孔應(yīng)與凸模配作 并保證與凸模的雙面間 隙為 0 2mm 8 彈簧的選用與計(jì)算 沖裁模使用的彈簧已經(jīng)有標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)模具時(shí) 只需按標(biāo)準(zhǔn)選用 選用的原 則是 滿足模具的結(jié)構(gòu) 行程和作用力的要求 圓柱螺旋壓縮彈簧 彈性卸料裝置中的彈簧 一般不進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì) 而是按標(biāo)準(zhǔn)選用 選擇標(biāo)準(zhǔn)彈簧時(shí)應(yīng)滿足如下要求 1 壓力要足夠 即 3 21 nP 卸預(yù) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 33 頁(yè) 共 38 頁(yè) 33 式中 彈簧的預(yù)壓力 預(yù)P 卸料力 卸 n 彈簧根數(shù) 2 壓縮量要足夠 即 3 22 修 磨工 作預(yù)總 FF 1 式中 彈簧允許的最大壓縮量 1F 彈簧需要的總壓縮量 總 彈簧的預(yù)壓縮量 預(yù) 卸料板的工作行程 一般取 mm 工 作F 1 工 作F 凸模的總修磨量 一般取 4 6 mm 修 磨 3 要符合模具結(jié)構(gòu)空間的要求 因模具閉合高度的大小 限定了所選彈簧 在預(yù)壓狀態(tài)下的長(zhǎng)度 上 下模板的尺寸限定了卸料板的面積 也就限定了允 許彈簧占用的面積 所以選取彈簧的根數(shù) 直徑和長(zhǎng)度 必須符合模具結(jié)構(gòu)空 間的要求 選擇彈簧的步驟大致如下 a 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初定彈簧根數(shù) n 并計(jì)算出每根彈簧分擔(dān)的卸料力 nP 卸 b 據(jù)預(yù)壓力 和模具結(jié)構(gòu)尺寸 初選彈簧規(guī)格 選擇時(shí)應(yīng)使所選彈 P卸預(yù) 簧的最大工作負(fù)荷 大于 1預(yù) c 據(jù)所選彈簧序號(hào)規(guī)格 查出 校驗(yàn)是否滿足的要求 如滿足 預(yù)F1 1F總 則所選彈簧合適 否則按上述步驟重選 d 檢查彈簧的裝配高度 即彈簧預(yù)壓縮后的長(zhǎng)度 彈簧的自由長(zhǎng)度 H 預(yù)壓縮量 根數(shù) 直徑是否符合模具結(jié)構(gòu)空間尺寸 如符合要求 則為最后選定預(yù)F 的彈簧規(guī)格 否則需重選 這一步 一般在繪圖過(guò)程中檢查 板設(shè)計(jì)中彈簧的選擇 已知 NP14 905 卸 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 34 頁(yè) 共 38 頁(yè) 34 1 根據(jù)模具結(jié)構(gòu) 初定 4 根彈簧 每根彈簧分擔(dān)的卸料力為 NnP476 1 905 卸 2 根據(jù)預(yù)壓力 和模具結(jié)構(gòu)尺寸 由附錄表 3 5 中可選序號(hào) 51 56 76 N 預(yù) 的彈簧 其 530N 1卸 3 校驗(yàn)是否滿足 F總 查附表 3 5 及其負(fù)荷 行程曲線 可得下列有關(guān)數(shù)據(jù) 彈簧序號(hào) H H1 F H H1 F 預(yù) 根據(jù) P 476N 查負(fù) 荷一行程曲線 F 總 F 預(yù) F 工作 F 修 磨 51 40 30 1 9 9 9 10 5 52 50 37 0 13 0 11 13 0 53 60 44 2 15 8 13 15 5 54 70 51 2 18 8 16 17 5 注 0 4 1 1 4mm F 修磨 5 1 工 作F 序號(hào) 52 56 的彈簧均滿足 但選序號(hào) 52 彈簧最合適 因其它彈簧1總 太長(zhǎng) 會(huì)使模具高度增加 特別是使凸模增高 由附表 3 5 查出序號(hào) 52 彈簧規(guī)格為 外徑 D 25 鋼絲直徑 d 4 在自由狀 態(tài)下彈簧高度 50 由此可知 彈簧的裝配高度為 391502 mFH 預(yù) 用同樣的方法可以選出本設(shè)計(jì)中最后一步彎曲時(shí)彈頂裝置所需要的彈簧 根據(jù)頂件力 799 N 最終經(jīng)計(jì)算選擇序號(hào) 62 彈簧 外徑 D 40 鋼絲直徑DP d 6 在自由狀態(tài)下彈簧高度 50 裝置如下圖 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 35 頁(yè) 共 38 頁(yè) 35 圖 3 30 圓柱螺旋彈簧用 65Mn 或 60Si2Mn 彈簧鋼絲卷制而成 彈簧兩端拼緊并需磨 平 熱處理硬度 40 48HRC 4 模具安裝與調(diào)試 4 1 上 下模座的安裝 4 1 1 上模的安裝形式與聯(lián)接 根 據(jù) 模 具 的 大 小 不 同 上 模 的 安 裝 形 式 與 聯(lián) 接 方 法 有 如 下 三 種 1 利 用 模 具 的 模 柄 廣 泛 用 開(kāi) 式 壓 力 機(jī) 模 具 比 較 小 模 柄 固 定 在 壓 力 機(jī) 的 滑 塊 模 柄 內(nèi) 由 于 模 柄 是 聯(lián) 接 模 具 的 整 個(gè) 上 模 部 分 壓 力 機(jī) 滑 塊 的 往 復(fù) 直 線 運(yùn) 動(dòng) 帶 動(dòng) 整 個(gè) 模 具 的 上 模 部 分 完 成 沖 壓 動(dòng) 作 2 利 用 模 座 的 上 模 座 常 用 于 閉 式 壓 力 機(jī) 和 大 的 開(kāi) 式 壓 力 機(jī) 模 具 大 通 過(guò) 壓 板 墊 塊 和 螺 釘 等 利 用 壓 力 機(jī) 滑 塊 底 平 面 上 的 T 型 槽 將 上 模 座 緊 緊 地 固 定 在 壓 力 機(jī) 的 滑 塊 上 這 樣 模 具 的 上 模 部 分 與 壓 力 機(jī) 的 滑 塊 成 為 一 體 壓 力 機(jī) 滑 塊 的 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 帶 動(dòng) 整 個(gè) 模 具 的 上 模 部 分 完 成 沖 壓 動(dòng) 作 3 用 模 柄 又 利 用 上 模 座 可 靠 和 方 便 對(duì) 中 本 設(shè) 計(jì) 采 用 的 是 第 一 種 方 案 4 1 2 下模的安裝形式與聯(lián)接 下 模 板 是 直 接 固 定 在 壓 力 機(jī) 的 工 作 臺(tái) 墊 板 平 面 上 工 作 臺(tái) 墊 板 平 面 上 有 T 型 槽 利 用 壓 板 墊 塊 和 螺 釘 壓 緊 在 工 作 臺(tái) 上 下 模 的 安 裝 常 在 上 模 的 安 裝 之 后 進(jìn) 行 4 2 調(diào)整和試模 4 2 1 調(diào)整模具閉合高度 不 同 沖 壓 性 質(zhì) 的 模 具 閉 合 高 度 的 調(diào) 整 值 是 完 全 不 相 同 的 沖 孔 落 料 等 沖 裁 模 具 凸 模 調(diào) 整 進(jìn) 入 凹 模 刃 口 的 深 度 為 其 被 沖 料 厚 的 2 3 或 略 深 一 些 就 可 以 了 而 壓 彎 模 凸 模 進(jìn) 入 凹 模 的 深 度 與 彎 曲 件 的 形 狀 有 關(guān) 一 般 凸 模 要 全 部 進(jìn) 入 或 進(jìn) 入 凹 模 一 定 深 度 將 彎 曲 件 壓 成 形 為 止 4 2 2 調(diào)整模具間隙 沖 裁 間 隙 最 主 要 的 影 響 因 素 是 被 沖 材 料 的 性 質(zhì) 板 料 厚 度 和 對(duì) 沖 件 的 質(zhì) 量 要 求 沖 裁 間 隙 的 調(diào) 整 是 指 沖 模 裝 配 是 凸 凹 模 之 間 的 間 隙 如 何 做 到 均 勻 一 致 根 據(jù) 沖 模 結(jié) 構(gòu) 形 狀 間 隙 大 小 和 裝 配 方 法 可 采 用 不 同 的 調(diào) 整 方 法 調(diào) 整 方 法 有 以 下 幾 種 透 光 法 切 紙 法 墊 片 法 鍍 銅 法 油 漆 法 測(cè) 量 法 4 2 3 試模 模 具 裝 配 完 后 要 按 正 常 生 產(chǎn) 條 件 下 進(jìn) 行 試 模 即 試 模 使 用 設(shè) 備 和 試 模 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 36 頁(yè) 共 38 頁(yè) 36 用 材 料 等 技 術(shù) 條 件 均 要 符 合 生 產(chǎn) 要 求 1 驗(yàn) 證 使 用 的 設(shè) 備 是 否 準(zhǔn) 確 包 括 沖 壓 力 是 否 足 夠 及 模 具 是 否 不 用 任 何 修 改 就 能 順 利 地 裝 到 設(shè) 備 上 使 用 2 驗(yàn) 證 該 模 具 所 生 產(chǎn) 的 工 件 在 形 狀 尺 寸 精 度 等 方 面 是 否 符 合 設(shè) 計(jì) 要 求 驗(yàn) 證 該 模 具 在 卸 料 定 位 頂 出 件 排 料 及 安 全 生 產(chǎn) 方 面 是 否 正 常 可 靠 能 否 進(jìn) 行 生 產(chǎn) 使 用 3 驗(yàn) 證 沖 壓 工 藝 流 程 是 否 合 理 4 為 模 具 設(shè) 計(jì) 反 饋 信 息 了 解 模 具 結(jié) 構(gòu) 實(shí) 際 等 不 合 理 需 要 改 進(jìn) 的 地 方 5 為 模 具 投 入 正 常 生 產(chǎn) 作 準(zhǔn) 備 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 報(bào)告紙 第 37 頁(yè) 共 38 頁(yè) 37 結(jié) 論 經(jīng) 過(guò) 不 斷 的 努 力 和 不