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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 1 緒論 1 1 沖壓的概念 特點(diǎn)及應(yīng)用 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備 主要是壓力機(jī) 上的模具對(duì)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 俗稱沖壓或沖壓件 的一種壓力加工方法 沖 壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工 且主要采用板料來(lái)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 隸屬于材 料成型工程術(shù) 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具 簡(jiǎn)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(méi)有符合要求的沖模 批量沖 壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行 沒(méi)有先進(jìn)的沖模 先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn) 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(wú)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(dòng)化 這是因?yàn)闆_ 壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)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(zhǎng) 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(méi)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 但是 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 沖壓地 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(lái)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(guò)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(shuō) 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 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 2 頁(yè) 都是難以實(shí)現(xiàn)的 1 2 沖壓的基本工序及模具 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(lái) 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(lái)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(jí)進(jìn)和復(fù)合 級(jí)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(jí)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(jí)進(jìn) 在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)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(jí)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組成 上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)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(guò)定位零件定位 壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)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?；厣龝r(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(lái) 以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán) 1 3 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展 許多新技術(shù) 新工藝 新設(shè)備 新材料不斷涌現(xiàn) 因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展 其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如 下 1 沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ) 目前 國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究 非常重視 在材料沖壓性能研究 沖壓成形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析 板料變形規(guī)律研究及 坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展 特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù) 的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善 近年來(lái)國(guó)內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過(guò)程的 計(jì)算機(jī)模擬技術(shù) 即利用有限元 FEM 等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過(guò)程 根 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 3 頁(yè) 據(jù)分析結(jié)果 設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題 并 通過(guò)在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù) 可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì) 這樣既節(jié)省了昂 貴的試模費(fèi)用 也縮短了制模具周期 研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量 降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種壓新 工藝 也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一 目前 國(guó)內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝 軟模 成形工藝 高能高速成形工藝及無(wú)模多點(diǎn)成形工藝等精密 高效 經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝 其中 精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法 它擴(kuò)大了沖壓加工范圍 目前精密沖 裁加工零件的厚度可達(dá) 25mm 精度可達(dá) IT16 17 級(jí) 用液體 橡膠 聚氨酯等作柔性 凸?；虬寄５能浤３尚喂に?能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的 零件 在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果 采用爆炸等高能效成形方法對(duì)于加工 各種尺寸在 形狀復(fù)雜 批量小 強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件 具有很重要的 實(shí)用意義 利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形 可以用一次成形代替多道普通的沖 壓成形工序 這對(duì)于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性 無(wú)模多點(diǎn)成形 工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技術(shù) 我國(guó) 已自主設(shè)計(jì)制造了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無(wú)模多點(diǎn)成形設(shè)備 解決了多點(diǎn)壓機(jī)成形法 從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài) 提高了材料的成形極限 同時(shí)利用反復(fù)成形技 術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力 實(shí)現(xiàn)無(wú)回彈成形 無(wú)模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以 CAD CAM CAE 技術(shù) 為主要手段 能快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)化成形 2 沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件 在沖模的設(shè)計(jì)制造上 目前正朝著以下兩方面 發(fā)展 一方面 為了適應(yīng)高速 自動(dòng) 精密 安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要 沖模正向 高效率 高精度 高壽命及多工位 多功能方向發(fā)展 與此相比適應(yīng)的新型模具材料 及其熱處理技術(shù) 各種高效 精密 數(shù)控自動(dòng)化的模具加工機(jī)床和檢測(cè)設(shè)備以及模具 CAD CAM 技術(shù)也在迅速發(fā)展 另一方面 為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的 需要 鋅基合金沖模 聚氨酯橡膠沖模 薄板沖模 鋼帶沖模 組合沖模等各種簡(jiǎn)易 沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展 精密 高效的多工位及多功能級(jí)進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模 的技術(shù)水平 目前 50 個(gè)工位以上的級(jí)進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到 2 微米 多功能級(jí)進(jìn)模不 僅可以完成沖壓全過(guò)程 還可完成焊接 裝配等工序 我國(guó)已能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到 國(guó)際水平的精度達(dá) 2 5 微米 進(jìn)距精度 2 3 微米 總壽命達(dá) 1 億次 我國(guó)主要汽車模 具企業(yè) 已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具 在設(shè)計(jì)制造方法 手段方面已基本達(dá)到了國(guó) 際水平 但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平 模具結(jié)構(gòu) 功能方面也接近 國(guó)際水平 但在制造質(zhì)量 精度 制造周期和成本方面與國(guó)外相比還存在一定差距 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)技術(shù) 信息技術(shù) 自動(dòng)化技術(shù) 等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透 交叉 融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù) 其 中高速銑削加工 電火花銑削加工 慢走絲切割加工 精密磨削及拋光技術(shù) 數(shù)控測(cè) 量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平 高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的 加工精度和表面質(zhì)量 主軸轉(zhuǎn)速一般為 15000 40000r min 加工精度一般可達(dá) 10 微 米 最好的表面粗糙度 Ra 1 微米 而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低 工件只升 高 3 攝氏度 切削力小 因而可加工熱敏材料和剛性差的零件 合理選擇刀具和切削 用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料 60HRC 加工 電火花銑削加工 又稱電火花創(chuàng)成加工 是以高 速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單管狀電極作三維或二維輪廓加工 像數(shù)控銑一樣 因此不再需要制造昂 貴的成形電極 如日本三菱公司生產(chǎn)的 EDSCAN8E 電火花銑削加工機(jī)床 配置有電極損 耗自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng) CAD CAM 集成系統(tǒng) 在線自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng) 體現(xiàn)了當(dāng)今 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 4 頁(yè) 電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平 慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高 功能也相當(dāng)完 善 自動(dòng)化程度已達(dá)到無(wú)人看管運(yùn)行的程度 目前切割速度已達(dá)到 300mm min 加工2 精度可達(dá) 1 5 微米 表面粗糙度達(dá) Ra 01 0 2 微米 精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控 成形磨床 數(shù)控光學(xué)曲線磨床 數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù) 模具加工過(guò)程中的檢測(cè)技術(shù)也取得了很大的發(fā)展 現(xiàn)在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè) 量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外 其良好的溫度補(bǔ)償裝置 可靠的抗振保護(hù)能力 嚴(yán)密的除塵措施 及簡(jiǎn)單操作步驟 使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能 此外 激光快速成形技術(shù) RPM 與 樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用 利用 RPM 技術(shù)快速成形三維 原型后 通過(guò)陶瓷精鑄 電弧涂噴 消失模 熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模 如 清華大學(xué)開發(fā)研制的 M RPMS 型多功能快速原型制造系統(tǒng) 是我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 世界惟一擁有兩種快速成形工藝 分層實(shí)體制造 SSM 和熔融擠壓成形 MEM 的系統(tǒng) 它 基于 模塊化技術(shù)集成 之概念而設(shè)計(jì)和制造 具有較好的價(jià)格性能比 一汽模具制 造公司在以 CAD CAM 加工的主模型為基礎(chǔ) 采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形 的樹脂沖模應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑 3 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面 性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件 高精度 高壽命 高效 率的沖模需要高精度 高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配 為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要 目前沖壓設(shè)備也由單工位 單功能 低速壓力機(jī)朝著多工位 多功能 高速和數(shù)控方 向發(fā)展 加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用 使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高 各式各 樣的沖壓自動(dòng)線和高速自動(dòng)壓力機(jī)紛紛投入使用 如在數(shù)控四邊折彎?rùn)C(jī)中送入板料毛 坯后 在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲 從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率 在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí) 一分鐘可沖幾百片 并能自動(dòng)疊成定 轉(zhuǎn)子鐵芯 生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍 材料利用率高達(dá) 97 公稱壓力為 250KN 的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá) 2000 次 min 以上 在多功能壓力機(jī)方面 日 本田公司生產(chǎn)的 2000KN 沖壓中心 采用 CNC 控制 只需 5min 時(shí)間就可完成自動(dòng)換模 換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作 美國(guó)惠特尼公司生產(chǎn)的 CNC 金屬板材加工中心 在相同 的時(shí)間內(nèi) 加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的 4 10 倍 并能進(jìn)行沖孔 分段沖裁 彎 曲和拉深等多種作業(yè) 近年來(lái) 為了適應(yīng)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng) 對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來(lái)越高 且其更新?lián)Q代的 周期大為縮短 沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求 開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝 設(shè)備和模具 其中 無(wú)需設(shè)計(jì)專用模具 性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī) 激光切 割和成形機(jī) CNC 萬(wàn)能折彎?rùn)C(jī)等新設(shè)備已投入使用 特別是近幾年來(lái)在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展起 來(lái) 國(guó)內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元 FMC 和沖壓柔性制造系統(tǒng) FMS 代表了 沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢(shì) FMS 系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體 包括板料 模具 沖壓件分 類存放系統(tǒng) 自動(dòng)上料與下料系統(tǒng) 生產(chǎn)過(guò)程完全由計(jì)算機(jī)控制 車間實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)無(wú) 人控制生產(chǎn) 同時(shí) 根據(jù)不同使用要求 可以完成各種沖壓工序 甚至焊接 裝配等 工序 更換新產(chǎn)品方便迅速 沖壓件精度也高 4 沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面 模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn) 已得到模具行業(yè)和廣泛重視 因?yàn)闆_模屬單件小批量 生產(chǎn) 沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性 又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性 因此 只 有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化 才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化 商品化 從而降 低模具的成本 提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期 目前 國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 5 頁(yè) 化生產(chǎn)程度已達(dá) 70 80 模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件 大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件 廠購(gòu)買 使生產(chǎn)率大幅度提高 模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高 分工越來(lái)越細(xì) 如目前有模架廠 頂桿廠 熱處理廠等 甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖 裁模或彎曲模 這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短 我國(guó)沖模標(biāo)準(zhǔn)化與 專業(yè)化生產(chǎn)近年來(lái)也有較大發(fā)展 除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外 標(biāo) 準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展 精度亦有提高 但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求 主 要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高 一般在 40 以下 標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少 大多數(shù)標(biāo) 準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn) 標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問(wèn)題 另外 標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷 售 供貨 服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高 2 零件的工藝性分析 2 1 零件的工藝性分析 原始資料 如圖 1 1 所示 材料 H62 材料厚度 0 7mm 生產(chǎn)批量 大批量 未注公差 按 IT14 級(jí)確定 圖 1 1 該零件材料為 H62 黃銅 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 形狀對(duì)稱 是由圓弧和直線組成的 沖孔時(shí)有尺 寸為 6 3 根據(jù)課本知沖孔時(shí) 因受凸模強(qiáng)度的限制 孔的尺寸不應(yīng)太小 沖孔的最小尺 寸取決于材料性能 凸模的強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)等 根據(jù)表 3 3 可查得圓形孔最小值得 d 0 9t 0 9 0 7 0 63mm 1 5 2 t 所以經(jīng)分析計(jì)算可知孔與孔之間距 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 6 頁(yè) 離滿足工藝性要求 可以用沖裁進(jìn)行加工 2 2 沖裁件的精度與粗糙度 沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于 IT14 級(jí) 一般落料公差等級(jí)最好低于 IT10 級(jí) 沖孔 件公差等級(jí)最好低于 IT9 級(jí) 由表 3 5 可得落料公差 沖孔公差分別為 0 40 0 08 而沖 件落料公差 最高精度沖孔公差分別為 0 5 0 15 由表 3 6 得孔中心距公差 0 15 而沖 件孔中心距最高精度公差為 0 25 因此可用于一般精度的沖裁 普通沖裁可以達(dá)到要 求 由于沖裁件沒(méi)有的尺寸公差為自由公差 所以使用沖裁加工可以滿足該工件要求 2 3 沖裁件的材料 由表 1 3 可得 H62 黃銅 抗剪強(qiáng)度 255Mpa 斷后伸長(zhǎng)率 35 此材料具有良好 的塑性級(jí)較高的彈性 沖裁性較好 可以沖裁加工 2 4 確定工藝方案 墊板零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔 可擬訂出以下三種工藝方案 方案一 用簡(jiǎn)單模分兩次加工 即先落料 后沖孔 采用單工序模生產(chǎn) 方案二 落料 沖孔復(fù)合模 采用復(fù)合模生產(chǎn) 方案三 沖孔 落料級(jí)進(jìn)模 采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn) 方案一 生產(chǎn)率低 工件的累計(jì)誤差大 操作不方便 由于該工件為大批量生產(chǎn) 方案二和方案三更具有優(yōu)越性 方案二 沖壓生產(chǎn)率較高 壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成兩個(gè)以上工序 實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械 化 自動(dòng)化難 制件和廢料排除較復(fù)雜 另外復(fù)合模制造的復(fù)雜性和價(jià)格較高 方案三 只需要一副模具 生產(chǎn)率高 壓力機(jī)一次行程內(nèi)可完成多個(gè)工序 實(shí)現(xiàn)操 作機(jī)械化自動(dòng)化容易 尤其適應(yīng)于單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 沖模的制造復(fù)雜性和價(jià)格低于 復(fù)合模 精度也可也得到保證 通過(guò)上述三個(gè)方案的比較 該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三更佳 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 7 頁(yè) 3 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 模具類型 由沖壓工藝分析可知 采用級(jí)進(jìn)方式?jīng)_壓 所以模具類型為級(jí)進(jìn)模 本零件的沖壓 包括沖孔和落料兩個(gè)工序 為方便小孔廢料和成形工件的落下 采用正裝結(jié)構(gòu) 即沖 孔凹模和落料凹模都安排在下模 3 2 操作與定位方式 零件大批量生產(chǎn) 安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn) 且能降低模具成 本 因此采用手工送料方式 零件尺寸較大 厚度較高 保證孔的精度及較好的定位 宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向 導(dǎo)正銷導(dǎo)正 為了提高材料利用率采用始用擋料銷和固定擋料銷 3 3 卸料與出件方式 考慮零件尺寸和厚度 以及模具結(jié)構(gòu) 采用固定卸料方式 為了便于操作 提高生 產(chǎn)率 沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式 3 4 模架類型及精度 經(jīng)過(guò)對(duì)制件的分析可知 該制件的尺寸較小 厚度較薄 又是級(jí)進(jìn)模為了提高開敞 性和導(dǎo)向均勻性 因此采用導(dǎo)向平穩(wěn)的對(duì)角導(dǎo)柱模架 考慮零件精度要求不是很高 沖裁間隙較小 因此采用 級(jí)模架精度 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 8 頁(yè) 4 沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 4 1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 排樣圖是排樣設(shè)計(jì)的最終表達(dá)式 是編制沖壓工藝和設(shè)計(jì)模具的重要工銀文件 它 應(yīng)繪在沖壓工藝規(guī)程卡片上和沖裁?？傃b圖的右上角 畫排樣圖時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 按選定的排樣方案畫出排樣圖 按照模具類型和沖裁順序畫上剖面線要能從排樣圖 的剖面線上看出是單工序模 還是級(jí)進(jìn)?；驈?fù)合模 采用斜排方法排樣時(shí) 應(yīng)注明傾斜角度的大小 對(duì)有纖維方向的排樣圖 應(yīng)用箭頭 表示出纖維方向 級(jí)進(jìn)模的排樣要反映出沖壓的順序 空工位 定距方式等 側(cè)刃定距時(shí)要畫出側(cè)刃 沖切條料的位置 排樣的原則 a 提高材料利用率 b 便于工人操作 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度 c 使模具結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單 模具壽命提高 d 排樣應(yīng)保證沖裁件質(zhì)量 不能只考慮材料的利用率 而不考 慮沖裁件的性能 由于該零件具有 T 形的特點(diǎn) 直排列時(shí)材料的利用率較低 采用直對(duì)排的排樣方案 可以提高材料的利用率 減少?gòu)U料 搭邊的作用和影響因素 作用 a 補(bǔ)償誤差 b 是凸凹模雙邊受力 c 增加條料剛度 方便條料送進(jìn) 影響因素 a 材料的力學(xué)性能 b 材料厚度 c 沖裁件的形狀和尺寸 d 送料及擋料 方式 e 卸料方式 搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的 查表 2 9 取得搭邊值為 1 2mm 和 1 0mm 排樣圖 如圖 4 1 所示 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 9 頁(yè) 圖 4 1 排樣圖 計(jì)算條料寬度 B Dmax 2a z 24 2 1 2 5 31 4 mm 進(jìn)距為 s 12 a1 12 1 13mm 根據(jù) 3 14 導(dǎo)板間距為 B0 B C 31 4 5 36 4mm 由零件圖在 CAD 用計(jì)算機(jī)算得一個(gè)零件的面積為 346 81mm2 一個(gè)步距內(nèi)的坯料面積 B S 34 1 13 443 3 mm 2 因此材料利用率為 S1 BS 100 式中 S1 一個(gè)步距內(nèi)零件的實(shí)際的面積 mm 2 B 一個(gè)步距內(nèi)板料寬度 mm L 一個(gè)步距內(nèi)板料長(zhǎng)度 mm 所以材料的利用率為 346 81 34 1 13 100 78 23 4 2 設(shè)計(jì)沖壓力與壓力中心 初選壓力機(jī) 沖裁模設(shè)計(jì)時(shí) 為了合理的設(shè)計(jì)模具和選用沖壓設(shè)備 必須合理的計(jì)算沖裁工藝力 壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁工藝力 以適應(yīng)沖裁間隙的要求 沖裁工藝力主 要包括沖裁力 F 卸料力 F 推件力 F 和頂件力 F 卸 推 頂 裁力的大小隨凸模進(jìn)入材料的深度 凸模行程 而變化 本模具采用普通平刃口模 具沖裁 其沖裁力 F 按下式計(jì)算 4 2 1 沖裁力 根據(jù)零件圖 用 CAD 可計(jì)算出沖一次零件內(nèi)外周邊之和 L 88 6mm 首次沖裁除外 又 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 10 頁(yè) 因?yàn)?255Mpa t 0 7mm 取 K 1 3 則根據(jù)式 2 18 可知 F KLt 式中 F 沖裁力 L 沖裁周邊長(zhǎng)度 t 材料厚度 材料抗剪強(qiáng)度 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(dòng)和不均勻 刃口的磨 損 板料的力學(xué)性能和厚度的波動(dòng)等因素的影響而給出的修正系數(shù) 一般 K 1 3 所以沖裁力為 F KLt 1 3 88 6 0 7 255 11 8 KN 沖裁時(shí) 材料分離前存在著彈性變形 在沖裁結(jié)束時(shí) 由于材料的彈性回復(fù)及摩擦 的存在 將落料件或沖孔廢料梗塞在凹模內(nèi) 而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上 為 使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行 必須將箍在凸模上的料卸下 將梗塞在凹模內(nèi)的料推出 卸料 力是將廢料或工件從凸凹模上刮下的力 而推件力是將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向 推出所需的力 頂件力逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需的力 卸料力 推件力和頂 件力是由壓力機(jī)和模具卸料裝置或頂件裝置傳遞的 所以在選擇設(shè)備公稱壓力或設(shè)計(jì) 沖裁的時(shí)候應(yīng)分別予以考慮 影響這些力的因素較多 主要有材料的力學(xué)性能 厚度 模具間隙 凹模洞口結(jié)構(gòu) 搭邊大小 潤(rùn)滑情況 制件的形狀和尺寸等 現(xiàn)在按照下 面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 卸料力 Px Px P 落K 式中 Px 卸料力 卸料系數(shù) 查表 2 7 取 0 025 0 06 取 0 06x xKxK 所以 Px 0 06 11 8 0 71KN 推料力 t P 孔 ntt 式中 推料系數(shù) 查表 2 7 取 0 09tKt n 同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù) 取直筒形刃口的凹模刃口形式 由表 2 21 查得 h 5mm 則 n h t 5mm 0 7 7 個(gè) 所以 0 09 0 71 7 0 45KNtP 由于采用固定卸料和下出件方式 所以 F F FT 11 8 0 45 12 25 KN 為了保證沖壓力足夠 一般沖裁時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大 30 左右 即 F 1 3 F 1 3 12 25 16 0KN 初選開式可傾壓力機(jī)參數(shù)壓力機(jī)型號(hào)為 JB23 3 15 查手冊(cè)選擇壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下 公稱壓力為 31 5KN 滑塊行程 25mm 最大閉合高度 120 mm 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 11 頁(yè) 閉合高度調(diào)節(jié)量 25mm 標(biāo)準(zhǔn)型 工作臺(tái)尺寸 左右 前后 160mm 250mm 標(biāo)準(zhǔn)型 工作臺(tái)孔尺寸 左右 前后 90mm 120mm 110mm 標(biāo)準(zhǔn)型 立柱間距離 不小于 120mm 模柄孔尺寸 直徑 深度 25mm 40mm 床身最大可傾角 45 墊板尺寸 30mm 4 2 2 壓力中心 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn) 為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作 應(yīng) 使模具的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相重合 否則沖壓時(shí)滑塊會(huì)承受偏心載荷 導(dǎo)致滑塊的滑軌和模具的導(dǎo)向部分不正常磨損 還會(huì)使合理間隙得不到保證 從而影 響制件的質(zhì)量降低模具壽命甚至損壞模具 根據(jù)排樣 我們可以在 CAD 里使用查詢便能得出沖孔的壓力中心 如圖 4 2 所示 xO 圖 4 2 壓力中心 因工件左右對(duì)稱 即 Xc 0 故只需計(jì)算 Yc 經(jīng)查尋可知制件的壓力中心為 Yc 10 142mm 4 2 3 計(jì)算凸凹模刃口尺寸及公差 該零件屬于無(wú)特殊要求的一般沖孔落料件 外形尺寸由落料 獲得 而中間的小孔尺 寸則是由沖孔得到 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 12 頁(yè) 查表 2 3 得間隙值 Zmin 0 035mm Zmax 0 049mm 沖孔 6 3mm 2mm 凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算 由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 精度要求不高 所以采用凸模和凹模分開加工的方法制造凸模 和凹模 1 凸 凹模刃口尺寸計(jì)算如下 查表 2 5 得凸 凹模制造偏差 凸 0 020 凹 0 020 校核 Zmax Zmin 0 049 0 035 mm 0 014mm 而 凸 凹 0 040 滿足 Zmax Zmin 凸 凹的條件 查表 2 6 得 IT14 級(jí)時(shí)磨損系數(shù) x 0 5 沖孔時(shí) 間隙取在凹模上 則 凸模尺寸 d tdmin 0 凹模尺寸 Zmin at 0 式中 沖孔凸模刃口尺寸t 沖孔凹模刃口尺寸ad d 沖孔件孔的最小極限尺寸 mm min Zmin 雙面間隙 mm 工件公差 mm x 磨損系數(shù) 凸模和凹模的制造公差 mm d 凸 1 dmin x 6 3 0 5 0 36 6 48 mm 0 凸 02 02 d 凹 1 d 凸 Zmin 6 48 0 035 6 515 mm 凹 0 0 0 d 凸 2 dmin x 2 0 5 0 25 2 125 mm 凸 2 2 d 凹 2 d 凸 Zmin 2 125 0 035 2 16 mm 凹 0 0 0 2 落料凸 凹模刃口的計(jì)算 因此落料件為一般復(fù)雜的制件 所以利用凸凹模配合法 這種方法有利于獲得最小 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 13 頁(yè) 的合理間隙 放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求 采用配作法 計(jì)算凹模的刃口尺寸 首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷 出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過(guò)程中是變大還是變小 還是不變這三種情況 然后分別 按不同的計(jì)算公式計(jì)算 a 凹模磨損后會(huì)增大的尺寸 第一類尺寸 A 第一類尺寸 Aj Amax x 0 0 25 b 凹模磨損后會(huì)減小的尺寸 第二類尺寸 B 第二類尺寸 Bj Bmax x 0 0 25 c 凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類尺寸 C 第三類尺寸 Cj Cmin 0 5 0 125 工件圖中未標(biāo)注公差的尺寸 差相關(guān)資料得出其極限偏差 12 4 5 4 5 043 03 03 查表 2 6 地磨損系數(shù)為 當(dāng) 0 16 時(shí) X 0 5 當(dāng) 0 16 時(shí) X 0 75 第一類尺寸 磨損后增大的尺寸 A1 Amax x 0 0 25 12 0 5 0 43 11 79 mm 43 0 25 1 0 A2 Amax x 0 0 25 4 5 0 5 0 30 4 35 mm 075 0 A3 Amax x 0 0 25 4 5 0 5 0 30 4 35 mm 3 25 落料凸模的基本尺寸與凹模相同 分別是 11 79mm 4 35mm 4 35mm 必標(biāo)注公差 但要在技術(shù)條件中注明 凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制 保證最小雙面合理間隙 值 Zmin 0 035 3 磨損后保持不變的尺寸 孔心距屬于磨損后基本不變的尺寸 在同一工步中 在工件上沖出孔距為 L 1 2 兩個(gè)孔時(shí) 其凹模型孔中心距 Ld 可按下式確定 Ld L 1 8 Ld 1 1 8 0 25 1 0 03mm 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 14 頁(yè) 5 模具的總裝圖與零件圖 5 1 根據(jù)前面的設(shè)計(jì)與分析 我們可以得出如級(jí)進(jìn)模具的總裝圖如附圖所示 5 2 沖壓模具的零件圖 5 2 1 凹模設(shè)計(jì) 凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過(guò)螺釘和銷釘將凹模直接固定在支撐件上 凹模刃口 為直壁式 凹模采用銷釘和螺釘固定時(shí)要保證螺釘 或沉孔 間 螺孔與銷孔間及螺孔 與凹模刃壁間的距離不能太近 否則會(huì)影響模具的壽命 凹模采用整體式凹模 各沖裁 的凹?？拙捎镁€切割加工 安排凹模在模架上的位置時(shí) 要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的 數(shù)據(jù) 使壓力中心與模柄中心重合 整體式凹模裝于下模座上 由于下模座孔口較大因而使工作時(shí)承受彎曲力矩 若凹 模高度 H 及模壁厚度 C 不足時(shí) 會(huì)使凹模產(chǎn)生較大變形 甚至破壞 但由于凹模受力 復(fù)雜 凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 即 凹模輪廓尺寸的確定凹模輪廓輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸 L B 長(zhǎng) 寬 及厚度 尺寸 H 從凹模外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚 c L l 2c B b 步距 2c l 沿凹模長(zhǎng)度方向刃口型孔的最大距離 mm b 沿凹模寬度方向刃口型孔的最大距離 mm c 凹模壁厚 mm 主要考慮布置螺釘與銷釘?shù)男枰?同時(shí)也要保證凹模的強(qiáng)度和 剛度 凹模厚度 H K1K231 0F F 沖裁力 N K1 凹模材料修正系數(shù) 合金工具鋼取 K1 1 碳素工具鋼 K1 1 3 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 15 頁(yè) K2 凹模刃口周邊長(zhǎng)度修正系數(shù) 經(jīng)查相關(guān)資料得 K2 1 由以代入數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算得 H 11 7mm 經(jīng)查表確定凹模厚度 H 20mm 凹模外形尺寸的確定 t 0 7mm 沖件 b 24mm c 26mm 凹模外形長(zhǎng)度 凹模的長(zhǎng)度選取要考慮以下因素 a 保證有足夠的安裝彈性卸料板的位置 b 便于導(dǎo)尺發(fā)揮作用 保證送料粗定位精度 L 24 2 26 mm 76mm 凹模外形寬度 B 12 13 2 26 mm 77mm 上算得凹模輪廓尺寸 L B 76mm 77mm 20mm 查有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 因此選 L B H 為 標(biāo)準(zhǔn)尺寸 得 L B 100mm 80mm 20mm 熱處理硬度為 58 62HRC 凹材料的選用 材料選用 Cr12 凹模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 5 1 所示 圖 5 1 凹模 5 2 2 凸模設(shè)計(jì) 凸模的結(jié)構(gòu)形式主要取決于沖裁件的形狀和尺寸沖模的加工以及裝配工藝等實(shí)際條 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 16 頁(yè) 件不同 所以在實(shí)際生產(chǎn)中 使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多 常見的整體式凸模有 圓形 凸模 非圓形凸模 大 中型凸模和沖小孔凸模等結(jié)構(gòu)形式 由于該工件的孔一個(gè)為圓形 一個(gè)為非圓形 所以凸模的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)需要選擇 圓形凸模選為臺(tái)階式的凸模 臺(tái)階式的凸模強(qiáng)度剛性較好 裝配修模方便 其工作部 分的尺寸由計(jì)算而得 與凸模固定板的配合部分按過(guò)渡配合 H7 m6 或 H7 n6 制造 非圓形凸模 凸模截面是非圓形 又稱為異型凸模 為使凸模加工方便 異形凸模做 成等斷面 稱為直通式凸模 其固定方式采用 N7 h6 P7 h6 鉚接固定 凸模長(zhǎng)度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的 設(shè)計(jì)該模具為沖孔落料級(jí)進(jìn)模 采用 剛性卸料板 其凸模長(zhǎng)度用下列公式計(jì)算 L h1 h2 h3 h 式中 L 凸模長(zhǎng)度 mm h1 凸模固定板高度 mm 經(jīng)查可知 h1 12mm h2 卸料板高度 mm 經(jīng)查可知 h2 10mm h3 導(dǎo)料板厚度 mm 經(jīng)查可知 h3 4mm h 附加高度 一般取 15 20mm 沖裁 6 3mm 孔凸模 凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化 包括外形尺寸和厚度 小凸模長(zhǎng)度 L 12 10 4 18 44mm 小凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作 必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過(guò)凸模 材料的許用壓應(yīng)力 即 校核公式為 minFP孔 式中 P 孔 沖孔沖裁力 N P 孔 4590N Fmin 凸模最小斷面積 Fmin 4 31 12214 3d2m 凸模材料的許用壓力 Mpa 如凸模材料選用 Cr12 查手冊(cè) 1000 160 Mpa 取 1200 Mpa 因?yàn)?147 Mpa minFP孔 1 34590 所以凸模強(qiáng)度符合要求 沖裁 3mm 孔凸模 凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化 包括外形尺寸和厚度 凸模長(zhǎng)度 L 12 10 4 18 44mm 凸模強(qiáng)度校核 要使凸模正常工作 必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過(guò)凸模材 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 17 頁(yè) 料的許用壓應(yīng)力 即 校核公式為 minFP孔 式中 P 孔 沖孔沖裁力 N P 孔 1921N Fmin 凸模最小斷面積 Fmin 1 4 4 142m214 3d2m 凸模材料的許用壓力 Mpa 如凸模材料選用 Cr12 查手 冊(cè) 1000 160 Mpa 取 1200 Mpa 因?yàn)?464 Mpa minFP孔 14 92 所以凸模強(qiáng)度符合要求 外形落料凸模 凹模各尺寸及其組件的確定和標(biāo)準(zhǔn)化 包括外形尺寸和厚度 外形凸模的設(shè)計(jì) 外形凸模用線切割機(jī)床加工成直通式凸模 用兩個(gè) M8 的螺釘固定 在墊板上 由于采用彈性卸料板 凸模按下式計(jì)算 L h1 h2 t h 其中 h 1為固定板厚度 12 mm h 2為卸料板厚度 10mm t為材料的厚度 0 7 mm h為附加長(zhǎng)度 主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度 1mm 及模具閉合狀態(tài)下 卸料 板到凸模固定板間的安全距離 15mm 20mm 等因素 所以 L 12 10 0 7 1 18 41 7 mm 凸模材料 參照沖壓模具設(shè)計(jì)與制造選用 Cr12 熱處理硬度為 56 60HRC 對(duì)凸模的 說(shuō)明 1 反鉚反磨平是為了裝配的要求 2 裝配的尺寸為 H7 m6 可得 6 3 3 的上下偏差 3 圓形凸模要有同軸度的要求 參照 ISO 標(biāo)準(zhǔn)得出 4 刃口尺寸由前面計(jì)算可得 5 淬硬 58 62HRC 是為了提高模具的壽命 6 工件表面粗糙度要求較高 取 0 8 其余的可取 6 3 7 保持刃口鋒利 為了減小毛刺 8 材料為 Cr12 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 18 頁(yè) 沖孔凸模 1 落料凸模 沖孔凸模 2 圖 5 2 凸模 5 2 3 選擇堅(jiān)固件及定位零件 螺釘規(guī)格的選用 經(jīng)查表 由凹模板的厚度可選用 M6 在根據(jù)實(shí)際要求 查標(biāo)準(zhǔn)選用 GB 70 85 M6 70 據(jù) 查表 選取材料為 45 鋼 銷釘規(guī)格的選用 銷釘?shù)墓Q直徑可取與螺釘大徑相同或小一個(gè)規(guī)格 因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用 GB 119 86 A6 70 據(jù)查表 選取材料為 45 鋼 根據(jù)定位方式及坯料的形狀與尺寸 選用合適的標(biāo)準(zhǔn)定 位零件 擋料銷 固定擋料銷 經(jīng)查表可知 擋料銷高度 h 5 根據(jù)表 選取材料為 45 鋼 數(shù)量為 2 查標(biāo) 準(zhǔn) GB2866 11 81 如圖 5 8 固定擋料銷所示 始用擋料銷 根據(jù)導(dǎo)料板間距 36 4 及凹模 L 100 可得導(dǎo)料板寬度 100 36 4 2 31 8mm 在根據(jù)表 由 t 0 7mm 可得導(dǎo)料板厚度為 12mm 根據(jù) GB2866 1 81 選取始用擋料銷規(guī)格長(zhǎng) X0 5 其余 圖 5 3 固定擋料銷 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 19 頁(yè) L 70mm 厚度 H 12 的始用擋料銷裝置 規(guī)格為 始用擋料銷 塊 70 12 GB2866 1 81 彈簧 1 0 10 20 GB2089 81 彈簧芯柱 8 18 GB2866 2 81 材料 塊 根據(jù)表 8 3 選取材料為 45 鋼 彈簧芯柱 根據(jù) GB700 79 為 A3 熱處理 塊 硬度 HRC43 48 其 余 6 0 12圖 5 4始 用 擋 料 銷 塊 圖 5 始 用 擋 料 銷 彈 簧 芯 柱淬 硬 導(dǎo)料板 根據(jù)凹模 L B 100mm 80mm 始用導(dǎo)料銷 70mm 12mm 查標(biāo)準(zhǔn) GB2865 5 81 選規(guī)格為 長(zhǎng) 度 L 100mm 寬度 B 32mm 厚度 H 4mm 材料為 A3 的導(dǎo)料板 即導(dǎo)料板 100mm 32mm 4mm GB2865 5 81 A3 熱處理 HRC28 32 如圖 5 6 所示 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 20 頁(yè) 圖 5 6 導(dǎo)料板 導(dǎo)正銷 使用導(dǎo)正銷的目的是消除送料時(shí)用擋料銷和導(dǎo)料板等定位零件作粗定位時(shí)的誤差 保 證沖件在不同工位上沖出的內(nèi)形與外形之間的相對(duì)位置公差要求 導(dǎo)正銷主要用于級(jí)進(jìn) 模 也可用于單工序模 導(dǎo)正銷通常設(shè)在落料凸模上 與擋料銷配合使用 因此我們采用導(dǎo) 正銷 其中 A 型用于導(dǎo)正 d 2 12mm 的孔 安裝處按 H7 n6 配合查表 根據(jù) GB 2864 1 81A 型導(dǎo)正銷可得出導(dǎo)正銷 如圖 5 7 5 8 所示 其 余 其 余圖 5 7 型 導(dǎo) 正 銷 圖 5 8 型 導(dǎo) 正 銷 5 2 4 設(shè)計(jì)和選用卸料與出件零件 卸料以固定板卸料 出件是以凸模往下沖即可 因此不用設(shè)計(jì)出件零件 固定卸料板的平 面外形尺寸一般與凹模板相同 其厚度可取凹模厚度的 0 8 1 倍 所以卸料板的 L B H 100mm 80mm 30mm 卸料板在此僅起卸料作用 凸模與卸料板間的雙邊間 隙一般取 0 2 0 5mm 這里取 0 5mm 據(jù)表 材料為 Q275 由以上根據(jù)凸模和凹?？稍O(shè)計(jì)出 卸料板如圖 5 9 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 21 頁(yè) 圖 5 9 卸料板 5 2 5 選擇模架及其它模具零件 選擇模架 根據(jù) GB T 2851 5 90 由凹模周界 100mm 80mm 及安裝要求 選取 凹模周界 L B 125mm 100mm 閉合高度 H 160mm 190mm 上模座 125mm 100mm 35mm 下模座 125mm 100mm 45mm 導(dǎo)柱 22mm 150mm 25mm 150mm 導(dǎo)套 22mm 80mm 33mm 25mm 80mm 33mm 模柄 由壓力機(jī)的型號(hào) JB23 3 15 可查得模柄孔的直徑為 25mm 深度為 40mm 由裝配要求 模柄與模柄孔配合為 H7 m6 并加銷釘防轉(zhuǎn) 模柄長(zhǎng)度比模柄孔深度小 5 10mm 由于采用 固定卸料 上模座回程時(shí)受力較大 因此選用壓入式模柄較合理 所以根據(jù) GB2862 1 81 得圖 5 10 所示 墊板 墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸模傳遞的壓力 以防止模座被擠壓損傷 因此在與模座接觸 面之間加上一塊淬硬磨平的墊板 墊板的外形尺寸與凸模固定板相同 厚度可取 3 10mm 這里設(shè)計(jì)時(shí) 由于壓力較大 根據(jù) GB2865 2 81 選取規(guī)格為 L B H 100mm 80mm 6mm 凸模固定板 配 鉆 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 22 頁(yè) 圖 5 10 模柄 凸模固定板的外形尺寸與凹模的外形尺寸一致 厚度為凹模的 0 6 0 8h h 為凹模的厚 度 這里取 0 6h 即 0 8 26 20 8mm 根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為 L B H 100mm 80mm 24mm 凸模與凸模固定板的配合為 H7 n6 裝配可通過(guò) 2 個(gè) 銷釘定位 4 個(gè)螺釘與上模座連接固定 各形孔的位置尺寸與凹模的保持一致 頂部與凸模 鉚接 因此必須倒角 5 3 壓力機(jī)的校核 1 公稱壓力 根據(jù)公稱壓力的選取壓力機(jī)型號(hào)為 JB23 3 15 它的壓力為 31 5 16 所 以壓力得以校核 2 滑塊行程 滑塊行程應(yīng)保證坯料能順利地放入模具和沖壓能順利地從模具中取出 這里只是材料的厚度 t 0 7mm 導(dǎo)料板的厚度 H 4mm 及凸模沖入凹模的最大深度 1mm 即 S1 0 7 4 1 5 7mm S 25mm 所以得以校核 3 行和次數(shù) 行程次數(shù)為 45 min 因?yàn)樯a(chǎn)批量為大批量 又是手工送料 不能太快 因 此是得以校核 4 工作臺(tái)面的尺寸 根據(jù)下模座 L B 125mm 100mm 且每邊留出 60 100mm 即 L1 B1 185mm 160mm 而壓力機(jī)的工作臺(tái)面 L2 B2 310mm 200mm 故符合要求 得以校核 5 滑塊模柄孔尺寸 滑塊上模柄孔的直徑為 30mm 模柄孔深度為 55mm 而所選的模 柄夾持部分直徑為 30mm 長(zhǎng)度為 50mm 故符合要求 得以校核 6 閉合高度 模具閉合高度 H 閉 h1 h2 h3 h4 h5 h6 t 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 H 閉 35 6 12 26 10 45 0 7 mm 134 7mm 由壓力機(jī)型號(hào)知 Hmax 120mm M 25mm H1 10mm Hmin Hmax M 120 25 95mm M 為閉合高度調(diào)節(jié)量 mm H1 為墊板厚度 mm 由式 1 24 Hmax H1 5 H Hmin H1 10 得不滿足條件 所以改選用型號(hào)為 JB23 6 3 由壓力機(jī)型號(hào)知 Hmax 150mm M 30mm H1 10mm Hmin Hmax M 150 30 120mm 由式 1 24 Hmax H1 5 H Hmin H1 10 得 150 10 5 134 7 120 滿足條件 所以所選壓力機(jī)合適 即壓力機(jī)得以校核 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 23 頁(yè) 結(jié)論 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束 畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié) 是對(duì)以前所學(xué)的知 識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn) 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展 采用模具的生產(chǎn)技 術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用 在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程 生產(chǎn)實(shí)習(xí) 我熟練地 掌握了機(jī)械制圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí) 對(duì)機(jī)械制 造 加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng) 全面的理解 達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的 對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè) 實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題 我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí) 經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司 在洛 陽(yáng)中國(guó)一拖 中信重型礦山機(jī)械廠的生產(chǎn)實(shí)習(xí) 我對(duì)于冷沖模具 塑料模具的設(shè)計(jì)步 驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí) 豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí) 而 對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解 在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的 講解下 我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí) 同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親 手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料 通過(guò)這些實(shí)踐 我們熟練掌握 了模具的一般工作原理 制造 加工工藝 通過(guò)在圖書館借閱相關(guān)手冊(cè)和書籍 更系 統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問(wèn)題 鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì) 設(shè)計(jì)中 將充分利用和查閱各種資料 并與同學(xué)進(jìn)行充分討論 盡最大努力搞好 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中 將有一定的困難 但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自 己的努力 相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 由于學(xué)生水平有限 而且乏經(jīng)驗(yàn) 設(shè)計(jì) 中不妥之處在所難免 肯請(qǐng)各位老師指正 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的 它是對(duì)我們?nèi)?年來(lái)所學(xué)課程的又一次深入 系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí) 也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練 它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí) 對(duì)一些原來(lái) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 24 頁(yè) 一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí) 特別是原來(lái)所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課 如機(jī)械 制圖 模具材料 公差配合與技術(shù)測(cè)量 冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解 使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中 同時(shí)還使我更清楚了模具 設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)題 如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料 保 證工件的經(jīng)濟(jì)性 加工工藝的合理性 在學(xué)校中 我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí) 而實(shí)踐性很欠缺 而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于 實(shí)戰(zhàn)前的一次演練 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái) 使 我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí) 這不但提高了我們解決問(wèn)題的 能力 開闊了我們的視野 在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足 為以后的工作打 下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 通過(guò)對(duì)支架拐件冷沖模的設(shè)計(jì) 我對(duì)沖裁模 彎曲模有了更為深刻的認(rèn)識(shí) 特別是 這種沖孔落料模具的設(shè)計(jì) 彎曲模的主要零件的加工一般比較復(fù)雜 多采用線切割進(jìn) 行加工 彎曲回彈的影響因素多 不容易從純理論的角度精確的計(jì)算出來(lái) 多需要在 試模后再進(jìn)行調(diào)整 在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了一些難以處理的問(wèn)題 雖然設(shè)計(jì)中 對(duì)它們做出了解決 但還是感覺(jué)這些方案中還是不能盡如人意 如壓力計(jì)算時(shí)的公式 的選用 凸凹模間隙的計(jì)算 卸件機(jī)構(gòu)選用 工作零件距離的調(diào)整 都可以進(jìn)行進(jìn)一 步的完善 使生產(chǎn)效率提高 歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束 敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查 在 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考 查閱各種有關(guān)模具方面的資料 請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方 面的問(wèn)題 并且和同學(xué)的探討 模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題 使我在這短 暫的時(shí)間里 對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助 我受益匪淺 在此 再次感謝 各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予無(wú)私的幫助和指導(dǎo) 并向 他們致于深深的敬意 對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我各位老師表示衷心的感謝 參考文獻(xiàn) 1 原紅玲 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2 楊占堯 沖壓模具圖冊(cè) 高等教育出版社 3 寇世瑤 機(jī)械制圖 高等教育出版社 4 曹立文 新編使用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè) 人民郵電出版社 5 王小彬 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版社 6 陳于萍 高曉康 互換性與測(cè)量技術(shù) 高等教育出版社 7 劉建超 張寶忠 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造 高教社出版 8 王孝培 沖壓手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 9 李碩本 沖壓工藝學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 25 頁(yè) 10 丁松聚 冷沖模設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社