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沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 本文主要研究端蓋級進(jìn)模的設(shè)計(jì)及其制造工藝 本論文應(yīng)用專業(yè)所學(xué)課程的理論 和生產(chǎn)實(shí)際知識 進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立 工作能力 鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容 掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的 方法和步驟 掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能 懂得怎樣分析零件的工藝性 怎樣確 定工藝方案 通過對比和結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要 明白了單工序模 復(fù)合模 級進(jìn)模各個(gè) 優(yōu)勢所在 了解了模具的基本結(jié)構(gòu) 提高了計(jì)算能力 繪圖能力 熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí) 獨(dú)立思考的能力也有了提高 結(jié)構(gòu)采用級進(jìn) 模 能更簡單的實(shí)施自動化操作 另外 級進(jìn)模凹模采用鑲件 能使在實(shí)際生產(chǎn)中更 易換模 維修 保養(yǎng) 從而使得提升工作效率 主要工序包括 a 拉深 b 沖孔 c 翻 邊 d 壓印 e 落料 本設(shè)計(jì)分別論述了產(chǎn)品工藝分析 沖壓方案的確定 工藝計(jì)算 模板及零件設(shè)計(jì)等問題 關(guān)鍵詞 沖裁工藝 級進(jìn)模 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II Abstract This text main research design and manufacture process of the progressive die for the cover This thesis applied professional curriculum theory and the actual production of knowledge to cultivating and improving students ability to work independently with doing a cold stamping mould design in practical training work consolidated and expanded the course content of cold stamping mould design grasps the methods and steps of cold stamping mould design Master design basic skills of cold stamping mould know how to analysis the parts manufaturability determine the process Through the comparison and combined with the actual production needs understand the advantage of procedure composite modulus progressive die understand the basic structure of mould improve the ability of calculating and drawing familiar with the specifications and standards comprehensive review each subjects those related knowledge in the same time and improving my independent thinking ability Structure determine use progressive die which can make automation simple And female die use insert make mould changing maintenance and maintain easier then improve the work efficiency during the actual production The main processes including that drawing punching flanging pressure seal and blanking The product process analysis determine the stamping scheme process calculation templates design parts design are discussed respectively in design Keywords Blanking craft Progressive die CAD 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) III 目錄 1 緒論 1 1 1 沖壓模的簡介 1 1 2 級進(jìn)模國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 2 2 總體計(jì)算 4 2 1 零件圖 4 2 2 研究方案確定 6 2 3 排樣圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 9 2 4 材料利用率 沖裁力及壓力機(jī)的選擇 12 2 5 模具刃口尺寸計(jì)算 17 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 24 3 1 設(shè)計(jì)原則 24 3 2 凸凹模原則 24 3 3 模架及其他零件設(shè)計(jì) 選用 25 4 模具裝配工藝 28 4 1 沖裁模裝配的技術(shù)要求 28 4 2 模具總裝 28 4 3 凸 凹模間隙的調(diào)整 29 5 零件的工藝方案 30 6 典型零件制造工藝 31 6 1 凹模板的加工工藝 31 6 2 圓形凸模加工工藝 31 7 結(jié)論 32 參 考 文 獻(xiàn) 33 致 謝 34 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1 1 沖壓模的簡介 沖壓是在利用安裝在沖壓設(shè)備 主要是壓力機(jī) 上的模具對材料施加壓力 使其 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 沖壓通常是在常溫下 對材料進(jìn)行冷變形加工 且主要采用板料來加工成所需零件 所以也叫冷沖壓或板料 沖壓 沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一 在機(jī)械制造中屬于一種高效 的加工方式 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具 簡稱沖模 沖模是將材料 金屬或非金屬 批 量加工成所需沖件的專用工具 沖模在沖壓中至關(guān)重要 沒有符合要求的沖模 批量 沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行 沒有先進(jìn)的沖模 先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn) 冷沖模技術(shù)的 先進(jìn)程度幾乎決定了沖壓工藝的先進(jìn)程度 是否能產(chǎn)出 一模一樣 的制件 是否能 達(dá)到精度要求 是否能實(shí)現(xiàn)沖壓工藝都決定于先進(jìn)的沖模 沖壓工藝與模具 沖壓設(shè) 備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素 只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比 沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面 都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn) 主要表現(xiàn)如下 1 沖壓加工的生產(chǎn)效率高 且操作方便 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動化 這是因?yàn)?沖壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工 普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次 高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上 而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件 2 沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度 且一般不破壞沖壓件的表 面質(zhì)量 而模具的壽命一般較長 所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定 互換性好 具有 一模一樣 的 特征 3 沖壓可加工出尺寸范圍較大 形狀較復(fù)雜的零件 如小到鐘表的秒表 大到 汽車縱梁 覆蓋件等 加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng) 沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高 4 沖壓一般沒有切屑碎料生成 材料的消耗較少 且不需其它加熱設(shè)備 因而 是一種省料 節(jié)能的加工方法 沖壓件的成本較低 沖壓加工于其它方法相比 具有高精度 高復(fù)雜程度 高一致性 高生產(chǎn)率和低 消耗 是其它加工方法所不能比擬的 但模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品 其制造屬單件小批 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 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) 冷沖模具的結(jié)構(gòu)組 成有的可能復(fù)雜而且加工難度很大 模具往往很昂貴 但利用模具生產(chǎn)制件的操作卻 很簡單 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 單件制件生產(chǎn)周期極短 所以制件的成本可以很低 而且沖壓加工所使用的模具 一般具有專用性 有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形 且模具制造的精度 高 技術(shù)要求高 是技術(shù)密集形產(chǎn)品 所以 只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下 沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn) 從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益 沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛 相當(dāng)多的工業(yè)部門 越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件 如汽車 農(nóng)機(jī) 儀器 儀表 電子 航空 航天 家電及輕工等行業(yè) 在這些工業(yè)部門中 沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?少則 60 以上 多則 90 以上 不少過去用鍛造 鑄造和切削加工方法制造的零件 現(xiàn)在大多 數(shù)也被質(zhì)量輕 剛度好的沖壓件所代替 因此可以說 如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝 許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 降低生產(chǎn)成本 快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等 都是難以實(shí)現(xiàn)的 由于沖壓加工的零件種類繁多 各類零件的形狀 尺寸和精度要求又各不相同 因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的 概括起來 可分為分離工序和成形 工序兩大類 分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀 尺寸和斷面 質(zhì)量的沖壓 俗稱沖裁件 的工序 成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性 變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序 上述兩類工序 按基本變形方式不同又可分為沖裁 彎曲 拉深和成形四種基本 工序 每種基本工序還包含有多種單一工序 在實(shí)際生產(chǎn)中 當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大 尺寸較少而公差要求較小時(shí) 若用分 散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求 這時(shí)在工藝上多采用集中的方案 即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成 稱為組合的方法不同 又可 將其分為復(fù)合 級進(jìn)和復(fù)合 級進(jìn)三種組合方式 復(fù)合沖壓 在壓力機(jī)的一次工作行程中 在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或 兩種以上不同單一工序的一種組合方法式 級進(jìn)沖壓 在壓力機(jī)上的一次工作行程中 按照一定的順序在同一模具的不同 工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式 復(fù)合 級進(jìn) 在一副沖模上包含復(fù)合和級進(jìn)兩種方式的組合工序 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多 通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模 彎曲模 拉深模和成形 模等 按工序的組合方式可分為單工序模 復(fù)合模和級進(jìn)模等 但不論何種類型的沖 模 都可看成是由上模和下模兩部分 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 組成 上模被固定在壓力機(jī)工作臺或墊板上 是沖模的固定部分 工作時(shí) 坯料 在下模面上通過定位零件定位 壓力機(jī)滑塊帶動上模下壓 在模具工作零件 即凸模 凹模 的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形 從而獲得所需形狀與尺寸的沖件 上模 回升時(shí) 模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸 凹模上卸下或推 頂出來 以便 進(jìn)行下一次沖壓循環(huán) 1 2 級進(jìn)模國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 1 國外現(xiàn)狀與發(fā)展 CAD CAE CAM PRO E UG 等軟件的成為級進(jìn)模制造普遍應(yīng)用的技術(shù) 一些國家 還開發(fā)了級進(jìn)模專用的 3D 設(shè)計(jì)軟件 應(yīng)用這些軟件不僅可完成 2D 設(shè)計(jì) 同時(shí)可獲得 3D 模型 為 CAD CAM 的集成提供了保證 應(yīng)用 3D 設(shè)計(jì) 還可以在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行裝配干涉 的檢查 保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性 此外 CAE 技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟 可用來模擬金屬變 形過程 分析應(yīng)力應(yīng)變的分布 預(yù)測破裂 起皺 回彈等缺陷 在設(shè)計(jì)上采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念 如為了便于模具設(shè)計(jì)與計(jì)算 各道工序均以一 個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)點(diǎn)為中心 以坐標(biāo)尺寸的方式標(biāo)注尺寸 選定基準(zhǔn)點(diǎn)后 產(chǎn)品上任何一 個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)尺寸 都能準(zhǔn)確地計(jì)算出來 各工序的模具尺寸以該基準(zhǔn)點(diǎn)為中心 用坐 標(biāo)尺寸標(biāo)注 給模具設(shè)計(jì)與制造帶來方便 此外 將各工序的加工內(nèi)容 尺寸要求 加工部位 沖壓方向 壓力中心及相互關(guān)系等 用一張圖表示出來 稱為加工要領(lǐng)圖 有了加工要領(lǐng)圖 對各道工序的關(guān)系就可一目了然 不僅便于模具設(shè)計(jì) 而且對模具 加工和調(diào)整也方便 國外各模具生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)自身的生產(chǎn)能力 經(jīng)驗(yàn)等 制定了自己的標(biāo)準(zhǔn) 它包括 設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化 模具零件和模具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化 模具企業(yè)的生要任務(wù)是設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu) 和零件 并加工凸 凹模等主要零件 進(jìn)行裝配調(diào)試等 其他模具零件均可作為標(biāo)準(zhǔn) 件在市場上采購 有些模具企業(yè) 模具零件的粗加工 半精加工 也由相對固定的協(xié) 作廠家去完成 因此 模具設(shè)計(jì) 生產(chǎn)周期大大縮短 2 國內(nèi)現(xiàn)狀與發(fā)展 標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的精密多任務(wù)位級進(jìn)模 具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造難度大 精 度高 壽命長和生產(chǎn)效率高等特點(diǎn) 是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密沖模 從精密多任務(wù)位級進(jìn)模的沖制件來看 包括電機(jī)鐵芯片級進(jìn)模 空調(diào)器翅片級進(jìn) 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 模 集成電路引線框架級進(jìn)模 電子連接器級進(jìn)模 彩管電子槍零件級進(jìn)模 汽車零 件級進(jìn)模 家電零件級進(jìn)模等 可以說 沖制件覆蓋了電子 通訊 汽車 機(jī)械 電 機(jī)電器 儀器儀表和家電等產(chǎn)品范疇 從當(dāng)前國內(nèi)制造的精密多任務(wù)位級進(jìn)模的水平分析 在模具的技術(shù)含量 制造精 度 使用壽命和制造周期等方面均獲得了明顯進(jìn)步 其中 部分高檔優(yōu)質(zhì)模具的總體 水平與國際同類模具水平相當(dāng) 標(biāo)識沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具 是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模 具品種 有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具 已基本達(dá)到國 際水平 但總體上和國外多工位級進(jìn)模相比 在制造精度 使用壽命 模具結(jié)構(gòu)和功 能上 仍存在一定差距 高強(qiáng)度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級進(jìn)模 連續(xù)模今后將會有較快的 發(fā)展 多功能 多工位級進(jìn)模中發(fā)展重點(diǎn)是高精度 高效率和大型 高壽命的級進(jìn)模 精沖模中發(fā)展重點(diǎn)是厚板精沖模大型精沖模 并不斷提高其精度 為了提高沖壓模具 的壽命 模具表面的各種強(qiáng)化超硬處理等技術(shù)也是發(fā)展重點(diǎn) 在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天 在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下 我國沖 壓模具必須盡快提高水平 通過改革與發(fā)展 采取各種有效措施 在沖壓模具行業(yè)全 體職工的共同努力奮斗之下 我國沖壓模具也一定會不斷提高水平 逐漸縮小與世界 先進(jìn)水平的差距 在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下 不斷提高自主開發(fā)能力 重視創(chuàng)新 堅(jiān)持改革開放 走新 型工業(yè)化道路 將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來 我 國的沖壓模具的水平也必然會更上一層樓 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 2 總體計(jì)算 2 1 零件圖 如圖 2 1 2 2 2 3 所示 圖 2 1 零件圖 圖 2 2 零件俯視圖 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 2 3 正等側(cè)視圖 工藝分析 生產(chǎn)批量 大批量 自動送料 材料 SECC SV 塑性稍差于 08F 鋼材 但與 10 鋼基本類同 厚度 0 6mm 如圖所示 此零件需要經(jīng)過拉深 沖孔 落料等工序完成 其塑性條件適合在不采用中間退火等熱處理工序時(shí)實(shí)現(xiàn)連續(xù)拉深的沖壓生產(chǎn) 2 2 研究方案確定 2 2 1 方案設(shè)計(jì) 方案一 使用單工序沖裁模加工 拉深 沖孔 翻邊 壓印等逐一進(jìn)行 單工序模具有操作簡單 加工零件尺寸穩(wěn)定 成本低廉等特點(diǎn) 壓力機(jī)在一次行 程中完成一道工序的沖裁 此零件需要經(jīng)過多次拉深 并且還有沖孔 翻邊 沖裁等 工藝 生產(chǎn)工序多 使用的模具相對多 會使總成本增加 單工序模適于簡單零件的 中小批量生產(chǎn) 故排除方案一 方案二 使用復(fù)合沖裁模進(jìn)行加工 先沖孔落料 后拉深沖裁成型 復(fù)合模可以在壓力機(jī)的一次行程中 在同一位置同時(shí)完成幾道工序 在同一位置 上合理布置凹凸模 能使其同時(shí)完成沖孔及落料的工序 根據(jù)復(fù)合模加工成型的零件 來看 一般都是平面零件 這就導(dǎo)致在沖孔落料此零件之后 需要再找另一副模具 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 來使零件拉深成型 并且此時(shí)定位要求高 零件加工困難 很容易產(chǎn)生廢品 使加工 成本增加 所以排除方案二 方案三 使用級進(jìn)模進(jìn)行加工 不同工序依次加工 級進(jìn)模是壓力機(jī)在一次行程中 依次在幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道工序的沖 模 級進(jìn)模適合于加工結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 需要大批量生產(chǎn)的零件 使用級進(jìn)模進(jìn)行加工 需要控制沖裁件的孔與外形的相對位置精度 這就要求嚴(yán)格控制送料步距 此零件加工需要完成多次拉深 整形 沖孔 翻邊 壓印 落料等需要多道工序 而級進(jìn)?？梢砸来卧趲讉€(gè)不同的位置上逐步加工工件 使用一副多工位級進(jìn)模可以在 壓力機(jī)一次行程中加工完成需要的零件 所以選用方案三 2 2 2 方案分析 根據(jù)以上方案設(shè)計(jì)結(jié)論 最后選用級進(jìn)模進(jìn)行零件的加工 為了避免因先沖孔后 拉深 導(dǎo)致孔尺寸被破壞的情況發(fā)生 故決定加工順序依次為拉深 沖孔 中心孔翻 邊 標(biāo)記壓印 最后成型落料 這在最大程度上保證了孔的大小 位置 精度要求 且不影響條料輸送 滿足了自動送料的要求 具體設(shè)計(jì)步驟 1 計(jì)算所需的毛坯直徑 確定送料步距和條料寬度 2 計(jì)算總拉伸系數(shù) 確定拉深次數(shù) 具體工位計(jì)算 3 選擇適合的排樣方式 繪制排樣圖 4 計(jì)算拉深力 沖裁力 壓邊力等 計(jì)算壓力中心 5 進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 2 3 工藝計(jì)算 首先按單工序拉深的計(jì)算方法及沖件的尺寸計(jì)算所需的毛坯直徑 2 1 2 241 70 56Ddhrd 計(jì)算得 D 26mm 表 2 1 凸緣拉深件的修邊余量 凸緣的相對直徑 td凸緣直徑 td 1 5 以下 1 5 2 2 2 5 2 5 25 1 8 1 6 1 4 1 2 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 25 50 2 5 2 0 1 8 1 6 50 100 3 5 3 0 2 5 2 2 100 150 4 3 3 6 3 0 2 5 150 200 5 0 4 2 3 5 2 7 200 250 5 5 4 6 3 8 2 8 250 6 5 4 3 經(jīng)查表得 19 25 3td 得 8m 則 2 241 70 56Ddhrd 7 8m 2 2 mD 總 式中 制件中線直徑 d 制件實(shí)際毛坯直徑 D 即 15 60278m 總 表 2 2 連續(xù)拉深的極限總拉伸系數(shù) m總 極限總拉伸系數(shù) 總 不帶推件裝置 材料 強(qiáng)度極限 b MPa 伸長率 材料厚度 1 2t mm 材料厚度 t 1 2 2mm 帶推件裝置 08F 300 400 28 40 0 40 0 32 0 16 黃銅 H62 H68 300 400 28 40 0 35 0 29 0 2 0 24 軟鋼 80 110 22 25 0 38 0 30 0 18 經(jīng)查表得 極限總拉伸系數(shù) 0 16m總 則 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 極限總拉伸系數(shù) 0 06 2 0 2 0 5 0 5 1 1 1 5 1 5 1 1 0 45 0 52 0 50 0 62 0 57 0 70 0 60 0 80 0 75 0 90 1 1 1 3 0 40 0 47 0 45 0 53 0 50 0 60 0 56 0 72 0 65 0 80 根據(jù)相對厚度 及凸緣相對直徑10tD td 得出 7 20468hD 查表得 1 7 需采用有切口的帶料連續(xù)拉深工藝 因該拉深件的筒壁直邊及凸緣與底部的過渡 R 尺寸較小 應(yīng)通過后面工位的沖壓 工序來達(dá)到這一要求 因而設(shè)置了二次拉深加整形工序 2 3 排樣圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算 2 3 1 排樣的設(shè)計(jì)原則 1 提高材料利用率 2 使工人操作方便 安全 減輕工人的勞動強(qiáng)度 3 使模具結(jié)構(gòu)簡單 模具壽命較高 4 排樣應(yīng)暴政沖裁件的質(zhì)量 排樣設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容包括選擇排樣方法 確定搭邊的數(shù)值 計(jì)算條料寬度及送料 步距 畫出排樣圖 有必要時(shí)還應(yīng)核算材料的利用率 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 2 3 2 排樣圖的計(jì)算 排樣采用以自動送料機(jī)構(gòu)送進(jìn)為粗定位 以拉深凸模為各拉深工序間的定距尺寸 該沖件采用有切口的帶料連續(xù)拉深工藝 在工藝切口沖切工位后 即安排了拉深工序 經(jīng)一次拉深后 在其后的工位上設(shè)置了第二次拉深及整形工序 對直壁及凸緣與底部 連接的過渡 R 逐步整修到位 在整形后 再分別用三個(gè)工位進(jìn)行底部沖孔 翻邊 標(biāo) 記壓印 最后為外形的整體落料工序 搭邊值要合理確定 從節(jié)省材料出發(fā) 搭邊值越小越好 但搭邊小于一定數(shù)值后 對模具壽命和剪切表面質(zhì)量都不利 搭邊值過小 作用在模具側(cè)表面上的法向力沿著 落料毛坯周長的分布不均勻 造成模具刃口磨損 同時(shí)在沖裁時(shí) 搭邊被拉斷 使零 件產(chǎn)生毛刺 有時(shí)還會拉入凸模和凹模間隙中 損壞模具刃口 降低模具壽命 搭邊 值過大 材料利用率低 搭邊值大小的有關(guān)因素如下 1 與材料的機(jī)械性能有關(guān) 硬材料的搭邊值可小些 軟材料 脆性材料的搭邊值 要大一些 2 與材料厚度有關(guān) 厚材料的搭邊值應(yīng)取大些 3 與零件的形狀與尺寸有關(guān) 零件的形狀復(fù)雜 且有尖突及尺寸大時(shí) 搭邊值要 取大些 4 與送料及擋料方式有關(guān) 有側(cè)壓扳導(dǎo)向的手工送料 其搭邊值可以小些 另外 排樣方式 有無壓料機(jī)構(gòu)對搭邊值均有影響 一般搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的 送料步距的確定 條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距 每個(gè)步距可以沖出一個(gè)零件 也可 以沖出幾個(gè)零件 送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個(gè)對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點(diǎn)之間的距離 每次只沖一個(gè)零件的步距 A 的計(jì)算公式為 2 3 Da 式中 D 平行于送料方向的沖裁件寬度 mm a 沖裁件之間的搭邊值 mm 條料寬度的確定 在排樣方式和搭邊數(shù)值確定以后 就可以確定條料的寬度 為了保證最小的搭邊 必須考慮條料的單向 負(fù)向 公差 其計(jì)算公式 參照文獻(xiàn) 9 如下 有側(cè)壓裝置時(shí) 條料寬度為 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 2 4 2BDa 無側(cè)壓裝置時(shí) 條料寬度為 2 5 Z 式中 B 條料寬度 mm D 垂直于送料方向的沖裁件尺寸 mm a 側(cè)搭邊的最小值 mm 條料寬度的單向 負(fù)向 偏差值 mm 見表 2 4 和表 2 5 Z 導(dǎo)尺與最寬條料之間的最小間隙 mm 其值見表 2 6 有側(cè)刃裝置時(shí) 條料寬度為 2 6 21 5BLanbanb 式中 B 條料寬度 mm L 沖裁件垂直于送料方向的尺寸 mm n 側(cè)刃數(shù) b 側(cè)刃裁切的寬度 mm 見表 2 7 側(cè)搭邊值 mm a 表 2 4 條料寬度偏差 材料厚度 t mm條料寬度 B mm 1 1 2 2 3 3 5 50 0 04 0 5 0 7 0 9 50 100 0 5 0 6 0 8 1 0 150 200 0 6 0 7 0 9 1 1 200 220 0 7 0 8 1 0 1 2 220 300 0 8 0 9 1 1 1 3 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 表 2 5 條料寬度偏差 材料厚度 t mm條料寬度 B mm 0 5 0 5 1 1 2 20 0 05 0 08 0 10 20 30 0 08 0 10 0 15 30 50 0 10 0 15 0 20 表 2 6 送料最小間隙 導(dǎo)向方式 無側(cè)壓裝置 有側(cè)壓裝置 條料寬度 100 以下 100 200 200 300 100 以下 100 以上 0 5 0 5 0 5 1 0 5 0 8 0 0 5 1 0 5 0 5 1 0 5 0 8 0 1 2 0 5 1 0 1 0 5 0 8 0 2 3 0 5 1 0 1 0 5 0 8 0 3 4 0 5 1 0 1 0 5 0 8 0 材料 厚度 mm 4 5 0 5 1 0 1 0 5 0 8 0 表 2 7 值 材料厚度 t mm 金屬材料 非金屬材料 1 5 1 5 2 1 5 2 5 2 0 3 2 5 3 2 5 4 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 經(jīng)查表得 a 1 0mm a 1 2mm 則 27 819ADam 0 10 1 2 32BZ 條料寬度為整數(shù) 料寬為 32mm 步距為 29mm 2 3 3 排樣圖 如圖 2 4 所示 圖 2 4 排樣共 8 個(gè)工位 1 沖工藝切口 2 第一次拉深 3 第二次拉深 4 整形 5 沖小孔及翻邊預(yù)孔 6 翻 邊 7 標(biāo)記壓印 8 沖件外形落料 2 4 材料利用率 沖裁力及壓力機(jī)的選擇 在沖壓生產(chǎn)中 零件的材料費(fèi)用占制造成本的 60 以上 所以材料的經(jīng)濟(jì)利用是 一個(gè)極其重要的問題 沖裁件在板料 條料或帶料 上的布置方法稱為沖裁工作的排樣法 通常叫做排 樣 排樣的目的在于合理利用原材料 并盡可能節(jié)約材料 材料利用率是衡量排樣經(jīng) 濟(jì)性的指標(biāo) 它是指零件的實(shí)際面積 與每個(gè)零件所占板料面積 S 的百分比 即 0S 2 7 0 1 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 式中 材料利用率 S1 零件的實(shí)際面積 2m S2 沖裁此零件所占用的板料面積 包括零件實(shí)際面積與廢料面積 2m 值越大 說明廢料越少 材料利用率就越高 從上式可以看出 若減少廢料面積 就可以提高材料利用率 沖裁時(shí)產(chǎn)生的廢料 分為工藝廢料與結(jié)構(gòu)廢料兩種 搭邊和余量屬于工藝廢料 它取決于排樣形式及沖壓 方式 結(jié)構(gòu)廢料是由零件本身的形狀特點(diǎn)決定的 一般不能改變 故經(jīng)計(jì)算 00 165 4 S 通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值 它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之 一 沖裁力 F 一般按下式計(jì)算 2 8 1 3bFKLt 式中 F 沖裁力 N L 沖裁周邊長度 mm t 材料厚度 mm 材料抗剪強(qiáng)度 MPa b K 系數(shù) 系數(shù) K 是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中 模具間隙值的波動和不均勻 刃口的磨損 板料力 學(xué)性能和厚度波動等因素的影響而給出的修正系數(shù) 一般取 K 1 3 在一般情況下 材料的 為方便計(jì)算 也可用下式計(jì)算沖裁力 1 3b 2 9 bFKLt 沖裁周長 L 59 72mm 因 SECC 為連續(xù)電鍍鋅冷軋鋼板 故抗拉強(qiáng)度 為 270 390MPa 取 390MPab 59 72 0 6 390 13974 48NbFLt 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 拉深力的公式為 2 10 bFKLt 拉 式中 拉深力 Mpa F拉 K 拉深系數(shù) 通常取 K 0 7 0 9 L 拉深件斷面周長 mm t 材料厚度 mm 材料抗拉強(qiáng)度 Mpa b FKLt 拉 0 9 15 0 6 390 9924 29N 整形力的計(jì)算為 2 11 1FAq 整 式中 校平力 N 整F A 校平投影面積 2m 單位校平力 1q 225 6 9c 1071FAN 整 沖孔力的計(jì)算為 2 12 1 652 18Lm 2 13 1 039sFt N 261 L 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 21 306924 5sFLt N 則總的沖孔力 12 4 78 沖 翻邊力的計(jì)算為 1 翻邊的工藝計(jì)算 翻遍高度 H 的表達(dá)式 2 14 0 43 722DdHrt 或 2 15 1 0 43 722drt 許可的最大翻邊高度 2 16 maxmin 1 4DHKrtcm 當(dāng)工件要求高度 時(shí) 就不能直接由平板毛坯翻邊成形 這時(shí)可以采用先 拉深 再在拉深底部沖孔翻邊 如圖所示 2 5 圖 2 5 在拉深件底部沖孔后翻邊 在拉深件底部沖孔翻邊時(shí) 應(yīng)先決定翻邊所能達(dá)到的最大高度 h 然后根據(jù)翻邊高 度 h 及工件高度 H 來確定拉深高度 h 翻邊高度為 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 2 17 22Ddtthrr 2 18 1 0 57 得出 1 0 57 922Ddhr 若以極限翻邊系數(shù) 代入上式中的 即可求得其極限翻邊高度 為 minK dKD minh 2 19 inmin 1 0 572hr 其預(yù)沖孔直徑 d 應(yīng)為 2 20 43 6dDr 式中 D 豎邊部分的中徑 mm r 豎邊轉(zhuǎn)角處的內(nèi)徑 mm t 料條厚度 mm 其拉深高度 h 應(yīng)為 2 21 2 4hHrt 翻邊時(shí) 豎邊口部變薄現(xiàn)象較為嚴(yán)重 2 翻邊力的計(jì)算 翻邊力 F N 一般不大 需要時(shí)可按下式計(jì)算 2 22 1 sFDdt 式中 D 翻邊后直徑 mm d 翻邊預(yù)沖孔直徑 mm t 材料厚度 mm 材料的屈服點(diǎn) MPa s 由上式 得 1 sFDdt 翻 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 1 34 56 0 39 728N 壓印力的計(jì)算為 2 23 2FAq 壓 式中 壓印力 N F壓 A 壓印投影面積 2m 單位壓印力 2q N1507F 壓 切口力的計(jì)算為 8 34LDm 206 7bKtN 切 2 24 0 536 89NF 翻翻 卸 2 25 2沖 卸 沖 則 517 645FFFNK 翻 切總 拉 沖 翻 卸 沖 卸 總壓力能夠滿足整形所需 壓力機(jī)的選擇 聯(lián)系到該模具的尺寸 而且是企業(yè)實(shí)際生產(chǎn) 故壓力機(jī)型號選擇偏大些 壓力機(jī)型號為 J23 40 標(biāo)稱壓力 400 KN 公稱力行程 4KN 滑塊行程 100 mm 行程次數(shù) 50 次 min 最大閉合高度 230 mm 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 閉合高度調(diào)節(jié)量 60mm 滑塊中心線至床身距離 230mm 工作臺尺寸 前后 左右 380 630 mm mm 工作臺孔尺寸 150 mm 工作臺厚度 75mm 模柄孔尺寸 40 mm 床身最大可傾角 20 電機(jī)功率 3KW 機(jī)身兩立柱間距離 280 mm 外形尺寸 1400 1000 2300 mm mm mm 2 5 模具刃口尺寸計(jì)算 2 5 1 拉深 凸 凹模圓角半徑 首次拉伸凹模圓角半徑可按下式計(jì)算 2 26 10 8 drDdt 式中 首次拉深凹模圓角半徑 mm 1dr D 毛坯直徑 mm d 凹模內(nèi)徑 mm t 工件料厚 mm 以后各次拉深的凹模圓角半徑 可按下式確定 2 27 1 0 68 i iddrr 首次拉深凸模圓角半徑按下式確定 2 28 11 7 pdrr 以后各次拉深凸模圓角半徑為 2 29 1 2iiiptr 式中 為各工序件的外徑id1i 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 對于中間各次拉深工序 一般情況可取 pdr 計(jì)算得 12 5 0 8ddrmr 最后一次拉深凸模圓角半徑應(yīng)等于零件的圓角半徑 但不得小于 2 3 t 如果 零件的圓角半徑要求小于 2 3 t 時(shí) 則凸模圓角半徑仍取 2 3 t 最后用一次整 形工序來得到零件要求的圓角半徑 圖 2 5 拉深尺寸 工件要求內(nèi)形尺寸 以凸模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算 凸模尺寸 2 30 0 4 d 凸凸 凹模尺寸 2 31 2Z 凹 凹 0 式中 D 圓筒形件直徑 mm 拉伸件公差 mm Z 凸凹模雙面間隙 mm 凸凹模制造偏差 凸 凹 經(jīng) 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 查表 得 0 02 0 04凸 凹 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 另外 2 32 2maxnttZ 式中 n 見習(xí)系數(shù) t 為材料厚度 經(jīng) 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 查表 1 6 43 得 Z 0 6 第一次拉深 02 02 64154 615 凸d 04 09 凹 第二次拉深 02 02 1454 15 凸d 04 036 凹 2 5 2 整形 采用光面模校平或齒形模校平 后者局部材料要產(chǎn)生明顯塑性變形 整形后圓角 R 的尺寸滿足要求即可 故采用光面模校平 圖 2 6 整形尺寸02 02 1454 15 凸d 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 04 04 31621 04 15 凹d 2 5 3 沖孔 采用周圍四孔 中間一預(yù)沖孔同時(shí)加工 圖 2 7 沖孔尺寸 凸模刃口尺寸 2 33 0 dx 凸凸 凹模刃口尺寸 2 34 min0 Z 凹凹 式中 沖孔凸模和凹模的直徑尺寸 mm 凸d凹 d 沖孔的公稱尺寸 mm 沖裁件公差值 凸凹模選定的最小雙面間隙 mm minZ x 磨損系數(shù) 沖裁件公差等級為 IT10 X 1 IT11 13 X 0 75 IT14 X 0 5 凸凹模制造偏差 凸 凹 經(jīng) 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 查表 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 得 0 048 0 02 0 02 x 0 75 minZ 凸 凹04 06 2715 00 2 2 5417dx 凸凸 0 2min0Z 凹凹 凸 預(yù)沖孔 2 35 mrhDd6 314 式中 D 豎邊部分的中徑 r 豎邊轉(zhuǎn)角處的內(nèi)徑 t 料條厚度 經(jīng) 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 查表 得 0 048 0 02 0 02 x 0 75 minZ 凸 凹05 08 36 00 2 2 375367dx 凸凸 0 2min0Z 凹凹 凸 2 5 4 翻邊 選擇底部拉深沖預(yù)孔后翻邊 如圖 2 8 所示 圖 2 8 翻邊尺寸 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 md05 4 凸 經(jīng) 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 查表 得 翻邊凸凹模單邊間隙為 0 5 故 md52 04 凹 2 5 5 壓印 壓印時(shí) 材料厚度會發(fā)生變化 擠壓處的材料會形成鼓凸或花紋 選擇在封閉的 模腔中進(jìn)行壓印 如圖 2 9 所示 圖 2 9 壓印尺寸 壓印尺寸隨凸模尺寸磨損而變小 凸模尺寸 m 8 16 2 5 6 落料 表 2 8 凸凹模雙面間隙值 08 10 35 09Mn Q235板料 厚度 minZmaxZ 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 0 5 極小間隙 0 5 0 040 0 060 0 6 0 048 0 072 查表得 0 048mm 0 072mmminZmaxZ axin0 24 第一類 凸?；虬寄Ｔ谀p后會增大的尺寸 第二類 凸模或凹模在磨損后會減小的尺寸 第三類 凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸 如圖 2 10 所示 圖 2 10 落料尺寸 2 x 14 0第 一 類 尺 寸 沖 裁 件 上 該 尺 寸 的 最 大 極 限 尺 寸 36 2 0 14 第 二 類 尺 寸 沖 裁 件 上 該 尺 寸 的 最 小 極 限 尺 寸 37 2 x 第 三 類 尺 寸 沖 裁 件 上 該 尺 寸 的 中 間 尺 寸 18 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 38 對凹模來說 A C 為第一類尺寸 B 為第三類尺寸 m05 2 0418 75 3 凹B125 69 凹C025 1 043 21 凹 85Am 凸 25B 凸 C 凸 按凹模實(shí)際尺寸配作 保證雙面間隙值為 0 048 0 072mm 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 設(shè)計(jì)原則 級進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 1 盡量選用成熟的模具結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu) 2 模具要有足夠的剛性 以滿足壽命和精度的要求 3 結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單 實(shí)用 要具有合理的經(jīng)濟(jì)性 4 能方便地送料 操作要簡便安全 出件容易 5 模具零件之間定位要準(zhǔn)確可靠 連接要牢固 6 要有利于模具零件的加工 7 模具結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備要協(xié)調(diào) 8 模具容易安裝 易損件更換方便 3 2 凸凹模原則 凹模的基本類型見表 3 1 表 3 1 凹模的基本類型 整體凹模 不適宜用于多工位級進(jìn)模 但是由于設(shè)計(jì)簡單 一些工位數(shù) 不多的或工位數(shù)較多而只是純沖裁的級進(jìn)模會選用 鑲套式凹模 為了小的工作型孔的加工方便 容易更換和刃磨 在整體凹 模或其他形式凹模的局部型孔位置鑲嵌套裝凹模 拼合式型孔凹模 為滿足凹模型孔加工精度這一要求 用于某些不易加工的凹 模型孔 分段拼合凹模 解決各工位型孔間的間距精度 將模具的凹模分成若干段 每段中的型孔數(shù)不一 然后將這幾段凹模的結(jié)合面研和鑲?cè)?凹模外套 或圍框 內(nèi) 構(gòu)成的一個(gè)整體凹模 較多采用 綜合拼合凹模 是上述各種拼合鑲?cè)虢Y(jié)構(gòu)的綜合 多用于沖裁彎曲級進(jìn)模 沖裁成型級進(jìn)模 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 綜合考慮 所設(shè)計(jì)的級進(jìn)模凹模除沖孔 落料工位的凹模外 其他凹模采用鑲套 式凹模 在實(shí)際生產(chǎn)中凹模尺寸不會改變 能更簡單 有效率地更換 維護(hù)或維修模 具 如圖 3 1 所示 圖 3 1 凹模 凸模設(shè)計(jì) 凸模的基本類型有如下 1 直通式凸模 其工作部分和固定部分的形狀與尺寸做成一樣 這類凸?？梢?采用成型磨削 線切割等方法進(jìn)行加工 加工容易 但固定板型孔的加工較復(fù)雜 這 種凸模的工作端應(yīng)進(jìn)行淬火 淬火長度約為全長的 1 3 另一端處于軟狀態(tài) 便于與固 定板鉚接 為了鉚接 其總長度應(yīng)增加 1mm 直通式凸模常用于非圓形斷面的凸模 2 臺階式凸模 工作部分和固定部分的形狀與尺寸不同 固定部分多做成圓形 或矩形 這時(shí)凸模固定板的型孔為標(biāo)準(zhǔn)尺寸孔 加工容易 工作部分可采用車削 磨 削 對于圓形 或采用仿形刨加工 最后用鉗工進(jìn)行精修 對于非圓形 加工較難 對于圓形凸模 廣泛采用這種臺階式結(jié)構(gòu) 冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中制訂了這類凸模的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu) 形式與尺寸規(guī)格 對于非圓形凸模 若其固定部分采用了圓形結(jié)構(gòu) 則其余固定板配 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 合時(shí)必須采用防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu) 使其在圓周方向有可靠定位 根據(jù)本案設(shè)計(jì) 選擇圓形沖孔所需凸模為臺階式凸模 如圖 3 2 所示 圖 3 2 凸模 3 3 模架及其他零件設(shè)計(jì) 選用 凹模尺寸確定后 參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取 滾動四導(dǎo)柱模架 315mmx200mmx180mm 210mm 上模座 315mmx200mmx50mm 下模座 315mmx200mmx65mm 滾動導(dǎo)柱 32h5x195mm 導(dǎo)套 32H6x125mm 鋼球保持圈 32x76mm 3 3 1 模柄的類型及選擇 中小型模具一般都用模柄將上模與壓力機(jī)滑塊相連接 設(shè)計(jì)模具時(shí) 選擇模柄的 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 類型要考慮模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和使用要求 模柄工作斷的直徑應(yīng)與所選定的壓力機(jī)滑塊 孔的直徑相一致 下面分別介紹幾種常見的標(biāo)準(zhǔn)模柄形式 1 旋入式模柄 旋入式模柄 通過螺紋與上模座連接 上端兩平行面供扳手旋緊用 騎縫螺釘用 于防止模柄轉(zhuǎn)動 2 壓入式模柄 壓入式模柄 固定段與上模座孔采用 H7 h6 過渡配合 并加騎縫銷釘 防止轉(zhuǎn)動 裝配后模柄軸線與上模座垂直度比旋入式模柄號 3 凸緣式模柄 凸緣模柄 在上模座加工出容納模柄大凸緣的沉孔 與凸緣為 H7 h6 配合 并用 3 個(gè)或 4 個(gè)內(nèi)六角螺釘進(jìn)行固定 由于沉孔底面的表面粗糙度較差 與上模座的平行度 也較差 所以裝配后模柄的垂直度遠(yuǎn)不如壓入式的模柄 因此在能應(yīng)用壓入式模柄時(shí) 不應(yīng)采用凸緣模柄 這種模柄的優(yōu)點(diǎn)在于凸緣的厚度一半不到模座厚度的一半 模座 凸緣以下部分仍可加工出形孔 以便容納推件裝置的頂板采用螺紋模柄的小型模具也 可以這樣應(yīng)用 但螺紋連接段的長度要比上模座厚度小些 4 浮動模柄 模柄與上模座不是剛性連接 允許模柄在工作過程中產(chǎn)生少許傾斜 采用浮動模 柄 可避免壓力機(jī)滑塊由于導(dǎo)向精度不高對模具導(dǎo)向裝置產(chǎn)生不利影響 減少對模具 導(dǎo)向件的磨損 延長其使用壽命 使模具導(dǎo)向裝置長期保持良好的導(dǎo)向精度 浮動模 柄主要用于滾動導(dǎo)向模架 在壓力機(jī)導(dǎo)向精度不高時(shí) 選用一級精度滑動導(dǎo)向模架也 可采用 但選用浮動模柄的模具必須使用行程可調(diào)沖床 保證在工作過程中導(dǎo)柱和導(dǎo) 套不脫離 否則 在回程上模有可能與浮動模柄移位 嚴(yán)重時(shí)甚至可將上模甩出去 輕者損壞模具 重者可能造成人員傷害 5 通用模柄 將快換凸模插入模柄孔內(nèi) 配合為 H7 h6 再用螺釘從模柄側(cè)面將其固緊 防止卸 料時(shí)拔出 就組成了通用沖孔模的上模 根據(jù)以上模具的比較 在此設(shè)計(jì)中 我選用壓入式模柄 結(jié)構(gòu)如圖所示 如圖 3 3 所示 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 圖 3 3 模柄 3 3 2 緊固件的選擇 沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷頂 受力較大的連接螺釘一般都采用內(nèi)六 角螺釘 其特點(diǎn)是用 45 號鋼制造 并淬火達(dá) 35 40HRC 因此可承受較大的拉應(yīng)力 受 力不大的小螺釘可以采用普通圓柱頭螺釘 但一般不用半球頭螺釘 其一字槽容易擰 壞 此次設(shè)計(jì)采用 M8 號螺釘 3 3 3 定位銷 定位銷定采用普通圓柱銷 可以承受一定的切應(yīng)力 3 3 4 模具的閉合高度 模具的閉合高度 H 模具 是指模具在最低工作位置時(shí)上模座的上平面與下模座的 下平面之間的高度 如圖 3 2 如圖 3 4 所示 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 圖 3 4 閉合高度示意圖 根據(jù)閉合高度示意圖 我設(shè)計(jì)的模具的閉合高度為 模具閉合高度 上模座高度 上墊板高度 沖孔凸模高度 凹模鑲塊的直壁高度 下墊板高度 下模座高度 上模座厚度 50mm 上墊板厚度 10mm 沖孔凸模長度 65mm 凹模鑲塊的直壁高度 25mm 下墊板高度 10mm 下模座厚度 65mm 模具閉合高度 50 10 65 25 10 65 225mm 4 模具裝配工藝 4 1 沖裁模裝配的技術(shù)要求 1 裝配好的沖模 其閉合高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 2 模柄裝入上模座后 其軸心線對上模座上平面的垂直度誤差 在全長范圍內(nèi) 不大于 0 05mm 3 導(dǎo)柱和導(dǎo)套裝配后 其軸心線應(yīng)分別垂直度于下模座的底平面和上模座的上 平面 4 上模座的上平面應(yīng)和下模座的底平面平行 5 裝入模架的每對導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合間隙值應(yīng)符合規(guī)定要求 6 裝配好的模架 其上模座沿導(dǎo)柱上 下移動應(yīng)平穩(wěn) 無阻滯現(xiàn)象 7 裝配后的導(dǎo)柱 其固定端面與下模座下平面應(yīng)保留 1 2mm 距離 選用 B 型導(dǎo) 套時(shí) 裝配后其固定端面低于上模座上平面 1 2mm 8 凸模和凹模的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求 沿整個(gè)刃口輪廓應(yīng)均勻一致 9 定位裝置要保證定位正確可靠 10 卸料及頂件裝置靈活 正確 出料孔暢通無阻 保證制件及廢料不卡在沖 模內(nèi) 11 模具應(yīng)在產(chǎn)生的條件下進(jìn)行試驗(yàn) 沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求 模架的裝配 4 2 模具總裝 以凹模作為裝配基件 其裝配順序?yàn)?1 裝配模架 2 裝配凹模組件 凹模及導(dǎo) 料板 和凸模組件 凸模及其固定板 墊板 3 將凸 凹模組件用螺釘和銷釘安裝固 定在指定模座的相應(yīng)位置上 4 以凹模為基準(zhǔn) 將凸模組件初步固定在凹模模座上 調(diào)整凸模組件及凹模的位置 使凸模刃口和凹模刃口分別與凸凹模的內(nèi) 外刃口配合 并保證配合間隙均勻后固緊凸模組件與凹模 5 試沖檢查合格后 將凸模組件 凹模 和相應(yīng)模座一起鉆鉸銷孔 6 卸開上 下模 安裝相應(yīng)的定位 卸料 導(dǎo)料零件 再 重新組裝上 下模 并用螺釘和定位銷緊固 安裝完成后檢查模具裝配是否準(zhǔn)確 擦清壓力機(jī)滑塊底面 工作臺或墊板平面以及沖模上下模座的頂面和底面 將沖模置于壓力機(jī)工作臺或墊板上 移至近似工作位置 觀察工件或廢料能否漏下 用手扳動飛輪或利用壓力機(jī)的寸動位置 使壓力機(jī)滑塊逐步降至下止點(diǎn) 在滑塊 下降過程中移動沖模 以便模柄進(jìn)入滑塊中的模柄孔內(nèi) 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 調(diào)節(jié)壓力機(jī)至近似的閉合高度 安裝固定下模的壓板 墊塊和螺栓 但不擰緊 緊固下模 確保上模座頂面與滑塊頂面緊貼無隙 緊固下模 逐次交替擰緊 調(diào)整閉合高度 使凸模進(jìn)入凹模 回升滑塊 在各滑動部分加潤滑劑 確保導(dǎo)套上部出氣槽暢通 以紙片試沖 觀察毛刺以判斷間隙是否均勻 滑塊寸動或由手扳飛輪移動 刃口加油 用規(guī)定材料試沖若干件 檢查沖件質(zhì)量 安裝 測試送料和出料裝置 材料應(yīng)人工逐步送進(jìn) 再次試沖 安裝安全裝置 4 3 凸 凹模間隙的調(diào)整 沖模中凸 凹模之間的間隙大小及其均勻程度是直接影響沖件質(zhì)量和模具使用壽 命的主要因素之一 因此 在制造沖模時(shí) 必須要保證凸 凹模間隙的大小及均勻一 致性 通常 凸 凹模間隙的大小是根據(jù)設(shè)計(jì)要求在凸 凹模加工時(shí)保證 而凸 凹 模之間間隙的均勻性則是在模具裝配時(shí)保證的 沖模裝配時(shí)調(diào)整凸 凹模間隙的方法很多 需根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 間隙值的大 小和裝配條件來確定 總裝圖如圖 4 1 所示 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 圖 4 1 總裝配圖 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 5 零件的工藝方案 在機(jī)械制造中 采用各種機(jī)械加工方法將毛坯加工成零件 再將這些零件裝 配成機(jī)器 為了使上述制造過程滿足 優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn) 低成本 的要求 首先要指定零 件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)器的裝配工藝規(guī)程 然后按照所制定的工藝規(guī)程來進(jìn)行機(jī) 械加工和裝配 由于零件的工藝過程可以是多種多樣的 工藝人員的任務(wù)是從現(xiàn)有生 產(chǎn)條件出發(fā) 制定出一個(gè)切合實(shí)際的最優(yōu)工藝過程 并將其有關(guān)內(nèi)容用文件的形式規(guī) 定下來 規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件 按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn) 才能保 證達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量 生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求 合理的工藝規(guī)程在編制后應(yīng)邀滿足下述要 求 1 零件所需的工序數(shù)量要盡量少 并且要減少或不再采用其他加工方法加工 2 零件各工序所采用的設(shè)備結(jié)構(gòu)要簡單 壽命要長 3 工序中所占用的設(shè)備要少 盡可能采用生產(chǎn)機(jī)械化與自動化 4 生產(chǎn)準(zhǔn)備周期要短 所需材料要少 成本要低廉 5 零件的生產(chǎn)工藝流程要合理 做到安全生產(chǎn) 6 制出的零件應(yīng)符合技術(shù)要求 并且尺寸精度要高 表面質(zhì)量要好 7 盡量采用技術(shù)等級不高的工人生產(chǎn) 以降低成本 指定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則是 在一定的生產(chǎn)條件下 以最低的成本 按計(jì)劃 規(guī)定的速度 可靠地加工出圖紙要求的零件 在編制工藝規(guī)程時(shí) 應(yīng)注意以下幾個(gè)問 題 1 技術(shù)上的先進(jìn)性 在編制工藝規(guī)程時(shí) 應(yīng)盡量采用新工藝 新技術(shù) 先進(jìn)設(shè)備和新材料 以獲得較 高的生產(chǎn)率 但不應(yīng)加大操作工人的勞動強(qiáng)度 而應(yīng)依靠設(shè)備的先進(jìn)性來保證 2 經(jīng)濟(jì)上的合理性 在一定的生產(chǎn)條件下 可能有幾種能保證零件技術(shù)要求的加工工藝方案 此時(shí)應(yīng) 全面考慮 應(yīng)根據(jù)工序數(shù)量 機(jī)械加工難易程度 通過核算或分析選擇經(jīng)濟(jì)效益最佳 的加工方案 以使零件減少工序及降低成本 同時(shí) 加工精度要求不高的零件 盡量 不使用高精度的加工設(shè)備 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 3 創(chuàng)造必要的良好工作條件 在編制工藝規(guī)程時(shí) 必須保證操作人員有良好而安全的工作條件 并保證所加工 的零件的質(zhì)量合格及減輕工人的勞動強(qiáng)度 6 典型零件制造工藝 6 1 凹模板的加工工藝 凹模板材料為 45 鋼 其加工工藝如下 1 備料 2 鍛造 退火 3 用銑床銑出六個(gè)平面 4 用磨床磨六個(gè)平面 刃磨基準(zhǔn)面 保證平行度 0 01 垂直度 0 01 5 在螺紋孔 銷孔 導(dǎo)柱孔等中心線的地方滑線 6 鉆螺紋孔 銷孔 導(dǎo)柱孔等和穿絲孔 7 熱處理 58 62HRC 8 用磨床磨基準(zhǔn)面 保證平行度 0 008 垂直度 0 008 9 電火花線切割 10 研光各形孔以滿足要求 11 用磨床磨小導(dǎo)柱孔的圓角 12 鉗工去毛刺 13 檢驗(yàn) 6 2 圓形凸模加工工藝 凸模材料為 T10A 其加工工藝如下 1 備料 2 鍛造 退火 3 車削 留 0 3mm 預(yù)磨量 4 淬火 58 62HRC 5 外圓磨削 6 鉗工拋光去毛刺倒角 7 檢驗(yàn) 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 7 結(jié)論 該模具主要由沖裁與拉深兩大部分組成 級進(jìn)沖模的凸模導(dǎo)向精度是由卸料 板的導(dǎo)向精度來保證的 除模架導(dǎo)柱外 卸料板和凸模固定板之間還設(shè)置了內(nèi)導(dǎo)柱 并分別在卸料板和凹模板內(nèi)設(shè)置了內(nèi)導(dǎo)套 來保證導(dǎo)向精度和連續(xù)平穩(wěn)的沖壓 拉深級進(jìn)模中 凸模兼具了對帶料導(dǎo)向定位的作用 因此不再設(shè)置其他導(dǎo)正機(jī)構(gòu) 此工件的總體卸料力比較小 因此采用在上模部分設(shè)置彈簧的方式來進(jìn)行卸料 端蓋沖件為淺拉深件 采用了整體式結(jié)構(gòu)的卸料板 沖孔工位使用了有定位功能 兼具保護(hù)作用的導(dǎo)向套 在上模的翻邊凹模內(nèi)設(shè)置了卸料彈頂桿以防止翻邊后工件粘 附在翻邊凹模內(nèi) 采用鑲套式凹模 各個(gè)沖裁 沖孔 翻邊 拉深等工序的小凹模均以獨(dú)立凹模的 形式植入大凹模內(nèi) 優(yōu)點(diǎn)是便于制造 裝配 調(diào)整和更換維修 凸模結(jié)構(gòu)采用常規(guī)過 盈裝配式 設(shè)計(jì)導(dǎo)料裝置時(shí) 先在模具前端的初始工位段兩側(cè)對稱設(shè)置一小段側(cè)面導(dǎo)板 以 保證材料的初始導(dǎo)向 在其后的拉深 整形及其他沖壓區(qū)中 帶料兩側(cè)各設(shè)置了一排 帶導(dǎo)向槽的浮頂導(dǎo)料柱 帶料由導(dǎo)料柱導(dǎo)向送進(jìn) 在上 下模座的對應(yīng)位置安裝了限 位柱 保證了對模的方便 為保證模具在高速 連續(xù)沖壓下的導(dǎo)向精度 該模具模架采用滾動導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的滾 珠四導(dǎo)柱鋼結(jié)構(gòu)模架 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 參 考 文 獻(xiàn) 1 陳炎嗣 多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2009 2 2 薛啟翔 沖壓模具與制造 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 6 3 郝濱海 沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 1 4 丁松聚 冷沖模設(shè)計(jì) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 10 5 王新華 袁聯(lián)富 沖模結(jié)構(gòu)圖冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 4 6 馮炳堯 韓泰榮 蔣文森 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出 版社 2008 1 7 王孝培 沖壓手冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 11 8 劉曉剛 劉志勇 王濱 高精度自動送料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 研究與開發(fā) 2004 33 11 9 謝建 沖壓工具及模具設(shè)計(jì)技術(shù)問答 上海 上?？萍汲霭嫔?2005 9 10 夏琴香 沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 廣東 華南理工大學(xué)出版社 2005 9 11 濮良貴 紀(jì)明剛 機(jī)械設(shè)計(jì) 上海 高等教育出版社 2007 5 12 周大雋 沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要領(lǐng)與范例 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 1 13 曲彩云 黃麗梅 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2008 6 沈陽工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 致 謝 由于此次設(shè)計(jì)所涉及到的是實(shí)際性的課題 對于我們這些缺乏實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)經(jīng) 驗(yàn)的學(xué)生來說 的確存在很大的問題 期間 我查閱了大量的手冊和參考書以及利用 了網(wǎng)上資源對問題進(jìn)行研究 另外也離不開指導(dǎo)老師的講解和分析 這才使得問題迎 刃而解 也最終使這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以走到今天這一步 這次的設(shè)計(jì)工作量與以前的課程設(shè)計(jì)不同 結(jié)合了我們四年的所學(xué) 從基礎(chǔ)理論 知識到