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圖書分類號(hào):密級(jí):畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)頂罩沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)Topcoverstampingprocessanddiedesign學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)院名稱機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)名稱機(jī)械制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師2015年5月8日徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)PAGEII徐州工程學(xué)院學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外,本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名:日期:年月日徐州工程學(xué)院學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解徐州工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定,即:本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。徐州工程學(xué)院有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝,允許論文被查閱和借閱。徐州工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容,可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行發(fā)布和檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。論文作者簽名:導(dǎo)師簽名:日期:年月日日期:年月日摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目較為簡(jiǎn)單的分析了發(fā)動(dòng)機(jī)頂罩的成形工藝以及模具設(shè)計(jì),其中對(duì)工件的工藝分析丶排樣丶工藝力的計(jì)算,并且利用軟件繪制零件的三維圖以及裝配圖。該工件有落料丶沖孔丶翻邊丶拉伸4個(gè)工序,闡述了模具的凸模和凹模的間隙配合方式,制訂了加工工藝。關(guān)鍵詞:復(fù)合模;汽車發(fā)動(dòng)機(jī)頂罩;工藝分析AbstractThegraduationprojecttopicrelativelysimpleanalysisoftheenginetopcoverformingprocessanddiedesign,includingprocessanalysisDianDiannestingprocessofthecalculationoftheworkforce,andtheuseofthree-dimensionalmappingsoftwaretodrawpartsandassemblydrawings.ThepiecehasablankingpunchingDianDianDianstretchflanging4steps,explainedthemoldpunchanddieclearancefitway,developedaprocess.KeywordsCompounddieautomotiveenginetopcoverProcessAnalysis徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)PAGE34目錄摘要 I目錄 I1緒論 11.1模具的分類 11.2沖壓模的現(xiàn)狀和發(fā)展 11.3市場(chǎng)情況 11.4產(chǎn)業(yè)前景 11.5發(fā)展機(jī)遇 22工藝設(shè)計(jì) 32.1沖壓件工藝分析 32.2工藝方案的確定 32.3確定模具結(jié)構(gòu)形式 43主要設(shè)計(jì)計(jì)算 53.1毛坯尺寸計(jì)算 53.1.1修邊余量計(jì)算 63.2毛坯尺寸計(jì)算 73.3排樣設(shè)計(jì) 73.4拉深次數(shù)計(jì)算 83.5工藝力計(jì)算 83.6沖裁功的驗(yàn)算 113.7工作零件刃口尺寸計(jì)算 113.8確定壓邊圈的需要 123.9壓力中心的確定 133.10沖裁模具間隙的影響及其確定 133.11拉深翻邊零件尺寸計(jì)算 144主要零部件的設(shè)計(jì) 154.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 154.2支撐固定及卸料零件 214.2.1上、下模座 214.2.2墊板 224.2.3模柄 234.2.4限位柱 234.2.5固定板 234.2.6彈壓卸料板 245其他零部件的設(shè)計(jì)與選用 255.1彈性元件 255.2卸料螺釘 255.3擋料銷 255.4模架及其他零部件的選用 256模具的總體設(shè)計(jì) 276.1模具類型的選擇 276.2定位方式的選擇 276.3卸料、出件方式的選擇 276.4導(dǎo)向方式的選擇 276.5壓力機(jī)的選擇 277模具的總裝圖 288結(jié)論 31致謝 32參考文獻(xiàn) 331緒論模具在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)占據(jù)這一個(gè)很重要的地位,素有“工業(yè)之母”的稱號(hào)。別的加工方式和模具比起來(lái)各有千秋,模具有以下幾個(gè)有點(diǎn):1.效率高2.互換性好3.材料利用率高4.質(zhì)量好。因此模具廣泛的存在于機(jī)械行業(yè)中,而且能生生不息。整套模具是由各種零件裝配而成的,其中含有基礎(chǔ)的上丶下模座,導(dǎo)柱,導(dǎo)套,模架,底座這些零件企業(yè)都會(huì)做成通用的,這樣可以發(fā)揮出互換性的優(yōu)勢(shì)。至于一些螺釘丶銷釘這些比基礎(chǔ)零件更加具有通用性,根據(jù)國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)出來(lái)可以用在各個(gè)方面。核心零件是各種凹模丶凸模,這些則需要根據(jù)被制工件的具體情況來(lái)確定出,但是企業(yè)會(huì)適當(dāng)?shù)母鶕?jù)別的工件做成能夠互換的,這樣能夠在下個(gè)訂單時(shí)減少設(shè)計(jì)時(shí)間從而提高制造的效率。1.1模具的分類模具根據(jù)不同的方式,有著很多的種類,按照模具的結(jié)構(gòu)形式分類:1.單工序模2.復(fù)合模3.連續(xù)模。按照加工材料的分類:1.塑膠模2.五金模。五金模中一般有沖壓模,壓鑄模,鑄造模和鍛壓模。本設(shè)計(jì)就是沖壓模,沖壓模在當(dāng)今社會(huì)還是有著主導(dǎo)作用的。1.2沖壓模的現(xiàn)狀和發(fā)展我國(guó)的模具發(fā)展行業(yè)有著地區(qū)不平衡的特征,沿海地區(qū)明顯要遠(yuǎn)遠(yuǎn)由于內(nèi)陸,可能是長(zhǎng)時(shí)間與外界便于交流的原因,寧波和黃巖這兩個(gè)地區(qū)的模具水平在中國(guó)地區(qū)是遙遙領(lǐng)先的。當(dāng)然我國(guó)的模具水平與西方發(fā)達(dá)國(guó)家還是有一定的差距的,比如說(shuō)制造的精度不夠高,制造的質(zhì)量不夠好,速度不夠快,這些與人員的素質(zhì)有著一定的關(guān)系,更主要的是材料的各種屬性,比如說(shuō)剛度,硬度,韌性,耐磨度。當(dāng)今社會(huì)材料限制了很多行業(yè)發(fā)展的速度,同樣模具所需要的材料也是制約模具行業(yè)前進(jìn)的一個(gè)重要因素。1.3市場(chǎng)情況現(xiàn)在全國(guó)共有4萬(wàn)多家模具生產(chǎn)廠,有150萬(wàn)人從事著這個(gè)行業(yè),為國(guó)家?guī)?lái)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)做出很大的貢獻(xiàn),但由于近幾年經(jīng)濟(jì)的不景氣,整個(gè)制造業(yè)陷入一些低迷狀態(tài),一些傳統(tǒng)的高消耗型已經(jīng)逐步關(guān)閉,只有一些節(jié)能型,創(chuàng)新型的制造廠商還屹立在模具制造行業(yè)金字塔的頂端。模具制造業(yè)在廣東丶浙江丶江蘇和上海的產(chǎn)值總量達(dá)國(guó)家整體的75%以上,歐美國(guó)家的客戶在中國(guó)用1/3的錢買到了2/3的性能,只有不斷的提高中國(guó)模具行業(yè),才能讓高利潤(rùn)的訂單放在中國(guó)的辦公桌上。1.4產(chǎn)業(yè)前景模具的前景可期,應(yīng)走多元化道路。雖然我國(guó)生產(chǎn)模具的數(shù)量是占世界生產(chǎn)的大部分的,但是由于技術(shù)問(wèn)題,一些高端的模具制造并不在中國(guó)進(jìn)行,由此大部分的利潤(rùn)并不在中國(guó),中國(guó)的模具制造業(yè)就像是勞動(dòng)密集型企業(yè)。我國(guó)的模具制造水平比起兩個(gè)大國(guó)美國(guó)和日本還有很大差距,導(dǎo)致了我國(guó)生產(chǎn)出來(lái)的模具質(zhì)量不高,生產(chǎn)出來(lái)的模具供大于求,就像中國(guó)的鋼鐵業(yè)一樣,已經(jīng)開(kāi)始虧損了。未來(lái)模具可以用在國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的地方,比如國(guó)防軍工和航空航天,還有民用的汽車上。中國(guó)的汽車一直是個(gè)詬病,主要還是質(zhì)量不及外國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的汽車。并不是我們不愛(ài)國(guó),不想用本國(guó)的東西,而是實(shí)在質(zhì)量之差看不下去。因此,我國(guó)模具發(fā)展應(yīng)向高質(zhì)量丶高技術(shù)丶高精度方面發(fā)展。1.5發(fā)展機(jī)遇隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和工業(yè)4.0的漸漸普及,模具行業(yè)發(fā)展和挑戰(zhàn)并存。根據(jù)政府出的經(jīng)濟(jì)報(bào)告,模具行業(yè)整體不是很景氣,但是一些通過(guò)高新技術(shù)發(fā)展的企業(yè)一直都能創(chuàng)造出很高的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。自動(dòng)化程度的高低能體現(xiàn)一個(gè)企業(yè)的技術(shù)水平,但是人的創(chuàng)新才是最重要的,這樣才能推動(dòng)模具行業(yè)的發(fā)展。互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)將成為模具行業(yè)走出困境的一個(gè)救命稻草,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的訂單可以解決供應(yīng)關(guān)系,逐步實(shí)現(xiàn)供等于求,私人訂制。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的及時(shí)溝通,使制造的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)的需求。同樣銷售的時(shí)候通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)a(chǎn)品更多的推廣給更多用戶,及時(shí)解決產(chǎn)品的堆積,降低成本,大幅增加利潤(rùn)。另外企業(yè)通過(guò)對(duì)高校的支持,高校拿出技術(shù)來(lái)幫助企業(yè)的尖端技術(shù)的發(fā)展,運(yùn)用在企業(yè)的產(chǎn)品上,促進(jìn)了模具行業(yè)的發(fā)展。2工藝設(shè)計(jì)2.1沖壓件工藝分析材料:該沖裁件的材料用的是是普通碳素鋼的08鋼,,可沖壓性能是比較好的。零件結(jié)構(gòu):該沖裁件的結(jié)構(gòu)是圓筒形的,通過(guò)旋轉(zhuǎn)拉深成型,是軸對(duì)稱工件。尺寸精度:IT12的公差等級(jí)精度是適用于沒(méi)有嚴(yán)格要求,而僅要求便于聯(lián)結(jié)的配合。由于上下兩個(gè)孔沒(méi)有什么特殊要求。因此采用IT12精度,高度方面可以采取自由公差,影響不到工件的精度。結(jié)論:適合沖裁2.2工藝方案的確定引用文獻(xiàn)[1]中表4—7模具特點(diǎn)比較比較項(xiàng)目復(fù)合模具連續(xù)模具沖壓精度高級(jí)和中級(jí)精度(3~5級(jí))中級(jí)和低級(jí)(5~8級(jí))制品形狀特點(diǎn)零件的幾何形狀與尺寸受到模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度方面的限制可以加工形狀復(fù)雜丶特殊的制件,如寬度很小的異形件等制件品質(zhì)由于壓料沖裁同時(shí)得到校平,制件平整且有較好的剪切斷面中丶小制件不平整,高質(zhì)量制件要求校平生產(chǎn)效率制件被頂?shù)侥>吖ぷ髅嫔希仨氂脵C(jī)械排除,生產(chǎn)效率稍低工序間自動(dòng)送料,可以自動(dòng)排除工件,生產(chǎn)效率高使用高速自動(dòng)壓力機(jī)操作時(shí)出件困難在行程次數(shù)為每分鐘400次或更多的高速壓力機(jī)上工作工作安全性手需伸入模具的工作區(qū),需采用安全的措施手不需伸入模具工作區(qū),比較安全多排沖壓法的應(yīng)用很少采用廣泛用于尺寸較小的制件模具制造工作量和成本沖裁復(fù)雜形狀制件比級(jí)進(jìn)模低沖裁簡(jiǎn)單形狀制件比復(fù)合模低該零件有落料、沖孔、拉伸、翻邊四個(gè)簡(jiǎn)單的工序,可以采用以下三種工作方案:如果采用方案1單工序模,逐步進(jìn)行各個(gè)工序,則加工時(shí)需要4個(gè)工序,需要用到的模具要有4套。比較大的模具制造費(fèi)用,并不是很高的生產(chǎn)效率,尺寸精度無(wú)法保證,工人操作很不方便,安全系數(shù)也不高,所以方案一不合理。如果采用方案2級(jí)進(jìn)模,雖然只需要1套模具,但是加大了模具制造的難度,而且無(wú)法確定工件的尺寸合格性,所以方案三也不合理。如果采用方案3復(fù)合模,采用復(fù)合模制沖件時(shí),主要零件有著簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),由于是圓盤型,所以軸對(duì)稱,另外有幾個(gè)因素:1復(fù)合模的成本不是太高2制造的難度也不大3容易保證尺寸的精度4操作也方便,安全性好5生產(chǎn)效率高綜上考慮很多因素,采用方案3是比較符合實(shí)際情況的。2.3確定模具結(jié)構(gòu)形式引用文獻(xiàn)[9]中復(fù)合模一節(jié),復(fù)合模按凸凹模在模具上的位置分為不同有兩種形式:順裝式復(fù)合模倒裝式復(fù)合模。倒裝式復(fù)合模中凸凹模的位置是在下模部分。此時(shí),凸凹模對(duì)沖裁外形輪廓來(lái)說(shuō)是起沖裁凸模的作用,而對(duì)內(nèi)部的孔來(lái)說(shuō),則又是起沖孔凹模的作用,他通過(guò)凹凸模定位在下模坐上。這種結(jié)構(gòu)的模具制造簡(jiǎn)單,操作方便,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)時(shí)也比較安全,模具周圍清潔。但所得到的沖壓件平整度較差。順裝式復(fù)合模的凹凸模位置是在上模部分。沖件由彈頂器自裝在下模部分的凹模內(nèi)頂出置模具的工作面上,廢料則有壓力機(jī)通過(guò)推桿自上而下被擊落,并和工件一起匯集于模具的工作面上。這是需要及時(shí)清除,操作不如倒裝式復(fù)合摸方便,且不安全。這種結(jié)構(gòu)形式受力情況比倒裝式的情況好。引用文獻(xiàn)[9]列出順裝復(fù)合模和倒裝復(fù)合模的特點(diǎn)表格:模具型式倒裝式復(fù)合模順裝式復(fù)合模工作零件裝配位置凸模在上模部分在下模部分凹模在上模部分在下模部分凸凹模在下模部分在上模部分出件方式采用頂板丶頂桿自上模內(nèi)推出,下模至模具的工作面上采用彈頂器自下模內(nèi)頂出至模具的工作面上沖壓的平整度不能達(dá)到平整要求較好,對(duì)于薄件能達(dá)到平整要求廢料排除廢料在凸凹模內(nèi)積聚到一定程度后,便從下模部分的漏料孔或排出槽排除廢料不在凸凹模內(nèi)積聚。壓力機(jī)回程時(shí),廢料即從凸凹模內(nèi)推出凸凹模的強(qiáng)度和壽命凸凹模承受的張力較大,為增加其強(qiáng)度,凸凹模的最小壁厚應(yīng)嚴(yán)格控制模具壽命比較高受力情況比倒裝復(fù)合模好,但凸凹模的尺寸易磨損增大模具壽命較差生產(chǎn)操作廢料自漏料空排除,有利于清理模具的工作面,生產(chǎn)操作較安全廢料自上而下出落,和工件一起匯集于模具的工作面上,對(duì)生產(chǎn)操作不利,不安全適應(yīng)性沖壓件平整度要求不高,凸凹模強(qiáng)度足夠時(shí)采用使用于落料沖裁,平整度要求較高丶以及壁厚較小丶強(qiáng)度較差的凸凹模3主要設(shè)計(jì)計(jì)算3.1毛坯尺寸計(jì)算在計(jì)算毛坯尺寸之前,必須先將翻邊前的工件形狀構(gòu)造出來(lái),工件的尺寸要定下來(lái)。有兩種情況可以考慮:的高度尺寸太大,無(wú)法制造出全部的高度僅利用翻邊的方法,必須要靠拉伸才能將其中的一部分制造出來(lái)。另一種情況是利用翻邊將全部的高度制造出來(lái),前面所述的方法,有著不一樣的翻邊前的毛坯形狀。具體計(jì)算如下:先通過(guò)公式算出翻邊高度,由公式轉(zhuǎn)換得到翻邊系數(shù),先算出翻邊直徑將下列各個(gè)數(shù)據(jù)代入下式中:1.板料厚度t2.圓角半徑值r3.翻邊直徑D,進(jìn)行計(jì)算:極限翻邊系數(shù)凸模孔的加工方式100503520151086.5531球形鉆孔去毛刺沖孔0.700.600.520.450.400.360.330.300.750.650.570.520.480.450.440.430.420.42—圓柱形平底鉆孔去毛刺沖孔0.800.700.600.500.450.420.400.370.350.300.250.850.750.650.600.550.520.500.500.480.47—根據(jù)表格查出翻邊系數(shù)Ko通過(guò)查文獻(xiàn)[6]發(fā)現(xiàn)確定修邊余量,才能得出毛坯所需要的尺寸。3.1.1修邊余量計(jì)算通過(guò)計(jì)算出工件的高度比值系數(shù):,發(fā)現(xiàn)工件只需要很淺的拉伸即可,修邊余量這個(gè)因素可以先不考慮3.2毛坯尺寸計(jì)算3.3排樣設(shè)計(jì)引用文獻(xiàn)[2]中沖壓用料排樣與計(jì)算一節(jié):排樣方式的重要性:提高材料利用率。沖裁過(guò)程中不可能將板料100%利用,因此會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的廢料。廢料是因?yàn)闆_壓的方式丶排樣的方式的原因則稱為工藝廢料。廢料是因?yàn)橹圃斓墓ぜ脑騽t稱為結(jié)構(gòu)廢料。提高一線職工的工作環(huán)境的安全系數(shù)。幫助職工避免不必要的體力消耗。盡量?jī)?yōu)化模具的結(jié)構(gòu),讓模具在有限的時(shí)間和質(zhì)量中創(chuàng)造出無(wú)限的價(jià)值。沖裁出來(lái)的工件的質(zhì)量是排樣時(shí)設(shè)計(jì)的重中之重,質(zhì)量決定了排樣方式。排樣設(shè)計(jì)不但要確定該工件的排樣方式,而且需要查表得到搭邊值。另外需要計(jì)算出條料的寬度,還有送料的步距數(shù)值。排樣方式有以下幾種:1.直排2.斜排3.多排4.混合排。這些方式是通過(guò)工件的布置方法確定的。結(jié)合該工件的自身因素,決定采用直排。搭邊值是由兩部分組成的,一是沖裁件之間的剩下的材料,二是條料的側(cè)面和沖裁件剩下的材料。搭邊的數(shù)值應(yīng)合理確定。確定合理數(shù)值必須要保證的三個(gè)因素:經(jīng)過(guò)沖裁后的出工件的品質(zhì)要比較高模具耐用時(shí)間與設(shè)想時(shí)差不多送料的時(shí)候不能有偏差,必須達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)的位置下面闡述搭邊值對(duì)設(shè)計(jì)的影響:搭邊值的大小要是太大的時(shí)候,會(huì)使材料產(chǎn)生不必要的浪費(fèi),同時(shí)增加了制造的成本搭邊值的大小要是太小的時(shí)候,材料的利用效率雖然可以大幅提高,但是毛刺也會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生。這個(gè)時(shí)候沖裁時(shí)搭邊的剩余材料會(huì)一起進(jìn)入凸丶凹模間隙里面。可能對(duì)模具的刃口產(chǎn)生破壞性的效果,減小了模具的壽命,反而得不償失。兩工件間的搭邊a1:工件邊緣搭邊a:步距A為:條料寬度B為:3.4拉深次數(shù)計(jì)算計(jì)算此工件可以當(dāng)成無(wú)凸緣的圓筒型件,計(jì)算出,通過(guò)計(jì)算的毛坯相對(duì)厚度:翻閱文獻(xiàn)得[7]到略比相對(duì)數(shù)值小,分析出拉伸成型只需要一次就夠了。3.5工藝力計(jì)算落料力計(jì)算:式中F——落料力(N);L——沖裁件的周長(zhǎng)(mm);t——材料的厚度(mm);QUOTE——材料剪切強(qiáng)度(MPa)K–系數(shù),一般取K=1.308鋼的抗剪強(qiáng)度:260~360MPa取320MPa沖孔力計(jì)算:式中F——沖裁力(N);L——沖裁件的周長(zhǎng)(mm);t——材料的厚度(mm);QUOTE——材料剪切強(qiáng)度(MPa)K——系數(shù),一般取K=1.3抗剪強(qiáng)度如上推件力計(jì)算:式中F——沖裁力(N);QUOTEF推——推件力(N);QUOTEK推——推件力系數(shù);n——同一時(shí)間內(nèi)堵在凹模內(nèi)的工件數(shù)量;n=h/th——凹模型口高度(mm)。查表QUOTE;n取3。則:F推=nK推F=3×0.055×35268=5819N拉深成形力計(jì)算:F=Kπdtσb式中F——拉深力(N);K——修正因數(shù);d——拉深件直徑(mm);t——材料厚度(mm);QUOTE——材料的強(qiáng)度極限(MPa)。查表215~410MPa,取300MPa則:F拉=kπdtσb=0.4×3.14×30×1.5翻邊力計(jì)算:查表屈服點(diǎn)=200MPa——翻邊后得到的直徑——坯料預(yù)制孔直徑——材料厚度——材料屈服點(diǎn)壓邊力計(jì)算:式中p——單位壓邊力(MPa);D平——板毛坯直徑(mm);d3——第1次的拉深直徑(mm)rA——拉深凹模圓角的半徑(mm)卸料力計(jì)算:式中F——沖裁力(N);F卸——QUOTE卸件力(N);QUOTE——卸件力系數(shù);查[1]表2-9QUOTE。則F卸=0.05×155769=7788N沖壓工藝總力FZ:3.6沖裁功的驗(yàn)算考慮下列兩個(gè)因素:1.工件的結(jié)構(gòu)2工件的用途決定采用平刃沖裁:式中——平刃沖裁功()——平刃沖裁時(shí)的總沖裁力()——材料厚度()——系數(shù),一般取值則:3.7工作零件刃口尺寸計(jì)算根據(jù)觀察圖,發(fā)現(xiàn)該零件沒(méi)有什么特殊要求,只是普通的復(fù)合模,需要落料、沖孔、拉深、翻邊四個(gè)工序。坯料、有落料沖孔同時(shí)獲得。引用文獻(xiàn)[3]中凸丶凹模刃口尺寸計(jì)算原則一節(jié):下面根據(jù)以下兩個(gè)因素計(jì)算凸丶凹模的刃口值:沖裁變形規(guī)律。落料件的外徑最大尺寸應(yīng)幾乎等于凹模的內(nèi)廓尺寸,這樣就可以計(jì)算出凹模的尺寸;同理,沖孔件的內(nèi)徑與凸模外廓尺寸幾乎相等,這樣就可以計(jì)算出凸模的尺寸。沖裁件的尺寸精度要求;合理的利用刃口磨損的規(guī)律。尺寸許用留量常用x△有兩部分組成:一是△,指的是沖裁件的標(biāo)注公差;二是x,指的是刃口磨損系數(shù)。通常x△的數(shù)值范圍在0.5到1之間,根據(jù)實(shí)際情況取值。當(dāng)沖裁件精度要求在IT10以下時(shí),數(shù)值取1,當(dāng)IT11~I(xiàn)T13時(shí),數(shù)值取0.75,最后在IT14時(shí),數(shù)值取0.5刃口磨損系數(shù)x板料厚度t/mm非圓形圓形10.750.50.70.5制造公差△/mm~1<0.160.17~0.35≥0.36<0.16≥0.16>1~2<0.200.21~0.41≥0.42<0.20≥0.20>2~4<0.240.25~0.49≥0.50<0.24≥0.24>4<0.300.31~0.59≥0.60<0.30≥0.30查表得,則根據(jù)公差表查的,,都在自由公差的范圍之內(nèi),而且等級(jí)是IT14級(jí),取X=0.5mm。凸模設(shè)定成IT6級(jí)進(jìn)行制造,凹模設(shè)定成IT7級(jí)進(jìn)行制造:查表得校核:(滿足間隙公差條件)沖孔查表||+||<(滿足間隙公差條件)3.8確定壓邊圈的需要有毛坯相對(duì)厚度采用壓料裝置的條件拉深辦法首次次拉深首次之后的每次拉深()×100用壓料裝置可用可不用不用壓料裝置﹤1.51.5~2.0﹥2.0﹤0.60.6﹥0.6﹤11~1.5﹥1.5﹤0.80.8﹥0.8根據(jù)表得知壓邊圈對(duì)拉伸的工序無(wú)太大影響,但是為了使孔的尺寸得到相應(yīng)的保證,還有一點(diǎn)就是預(yù)防板料有皺痕,采用壓邊圈是一個(gè)比較保險(xiǎn)的選擇。3.9壓力中心的確定對(duì)于沒(méi)有模柄的模具,只要求壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心在一個(gè)點(diǎn)上。對(duì)于有模柄的模具,壓力中心必須在模柄的中心線上。沖模的壓力中心可由以下2個(gè)方面來(lái)確定:當(dāng)工件的形狀完全對(duì)稱時(shí),工件的幾何中心就是其壓力中心。面對(duì)一些不能直接得知幾何中心的工件,壓力中心要用到解析計(jì)算來(lái)求出。由于本工件是圓盤型的完全對(duì)稱,因此直接可以確定在工件的幾何中心上。3.10沖裁模具間隙的影響及其確定雙面間隙值得是沖裁凸模和沖裁凹模刃口部分尺寸的差值,用Z表示,單面間隙用Z/2表示。在設(shè)計(jì)沖裁模的時(shí)候,間隙值是一個(gè)比較核心的參數(shù)。間隙值的設(shè)定會(huì)影響沖裁件的斷面質(zhì)量,沖裁力的大小,決定模具耐用時(shí)間。在選取是注意以下幾個(gè)方面:精度。間隙值應(yīng)盡量選用較小的值對(duì)于斷面垂直度丶尺寸精度較高的工件。對(duì)于要求是提高模具壽命為主,對(duì)垂直度丶精度不是很高的工件,間隙值可以選用較大的值。2.模具以較快的速度沖壓時(shí),會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生較多的熱量,間隙值這時(shí)應(yīng)打一些。3.對(duì)于質(zhì)地比較軟的材料,間隙值選用應(yīng)小一點(diǎn)??紤]到崩刃的可能性,對(duì)于硬質(zhì)材料,沖裁間隙也不宜過(guò)大。4.對(duì)于復(fù)雜的大型沖裁件,考慮到模具制造困難,凸丶凹模間隙不易保證,可適當(dāng)放寬間隙,隨沖裁件尺寸減小,可適當(dāng)減小凸丶凹模間隙,但需保證導(dǎo)向精度,沖裁間隙通常歲板料厚度增加而相應(yīng)增大,在相同工藝條件下,具有曲線輪廓的非圓形沖裁件,所取間隙略大于圓形沖裁件凸丶凹模間隙,沖孔模間隙值應(yīng)比落料模大一些。5.為退料方便,直壁凹模的沖裁間隙應(yīng)大于錐壁凹模,電火花加工的凹模的刃口間隙,可比磨削的刃口間隙小0.5%~2%,對(duì)于非規(guī)則形狀的沖裁件,如不能保證足夠的模具制造精度,應(yīng)增大凸丶凹模的間隙值。6.使用導(dǎo)向精度不是很高的沖壓設(shè)備進(jìn)行沖裁生產(chǎn)時(shí),注意不能僅靠減小凸丶凹模間隙來(lái)提高沖裁質(zhì)量。在能達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)模具一定的導(dǎo)向精度是,可以合理的縮減間隙值。7.設(shè)計(jì)時(shí)還需結(jié)合實(shí)際,盡可能降低成本,增加模具的耐用時(shí)間。設(shè)計(jì)時(shí)精度的要求不高時(shí),間隙值可以合理的加大。8.在高速?zèng)_壓生產(chǎn)條件下,考慮到刃口頻繁工作,可適當(dāng)加大沖裁間隙。據(jù)資料介紹,壓力行程超過(guò)200次/min,沖裁間隙應(yīng)增大10%,加熱沖裁的凸丶凹模間隙可比相應(yīng)條件下的冷沖間隙略小些。間隙的大小不僅決定局部板料的變形狀態(tài),而且還將涉及變形力和變形對(duì)模具實(shí)用壽命的影響問(wèn)題。凸凹模間隙對(duì)沖擦力的影響凸丶凹模間隙較大時(shí),刃尖附近的材料產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,而材料的變形拉力將隨總應(yīng)力中的拉應(yīng)力增大而降低,即材料容易斷裂分離。然而可以通過(guò)合理的減小最大沖裁力,來(lái)減少間隙對(duì)材料的影響,不過(guò)這會(huì)使對(duì)應(yīng)的沖裁力做的功變多。間隙較小,變形區(qū)內(nèi)壓應(yīng)力成分增大導(dǎo)致材料變形拉力增大。在相同凸模行程中,所需沖裁力增加梯度相對(duì)較大,使最大沖裁力最大。間隙對(duì)卸料力丶推件力等的影響沖裁過(guò)后,卸出留在模具內(nèi)的工件和廢料用到的工藝力都和間隙值有關(guān)系。間隙較小時(shí),板料變形區(qū),產(chǎn)生應(yīng)力較大,卸載后產(chǎn)生與壓縮變形相反方向的彈性回復(fù)也較大。即卸載后沖孔件孔形尺寸減小,落料件外形尺寸增大,因此,卸除箍在凸模外廓和卡在凹模內(nèi)壁所需的輔助外力相應(yīng)增大。當(dāng)間隙較大時(shí),變形區(qū)的材料所受應(yīng)力較大,卸載后的彈性回復(fù)導(dǎo)致沖孔件孔形尺寸增大,而落料件外形尺寸減小,并且與之相應(yīng)的廢料也產(chǎn)生了同一方向的彈性回復(fù)。因此,卸載后所需卸料力和推件力也相應(yīng)減小。結(jié)合工作情況,凸丶凹模單面間隙值大于板厚大小的15%,卸料力大小將近乎可以不存在。間隙對(duì)模具壽命的影響間隙較大時(shí),隨著沖裁力和卸料力的降低,凸丶凹模工作刃口部分的磨損減輕,可相應(yīng)提高模具的使用壽命。但是,凸丶凹模間隙較大,沖裁時(shí)板料在工作刃口面上產(chǎn)生拉伸變形以及生成過(guò)大毛刺,會(huì)使刀尖的磨損加劇,甚至產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象。間隙值過(guò)小時(shí),有擠壓變形的現(xiàn)象在模具刀尖口周圍產(chǎn)生,導(dǎo)致刃口的快速磨損,還有壓縮疲倦。間隙值過(guò)小時(shí)沖孔產(chǎn)生的廢料或者落料得到的工件可能堵在凹模內(nèi)部。此時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的漲裂力,模具會(huì)變得不耐用。通常認(rèn)為凸丶凹模間隙在(10%~15%)t時(shí)(t為板厚),對(duì)刃口磨損的影響較小,即模具的使用壽命較高。3.11拉深翻邊零件尺寸計(jì)算1.凹模圓角的半徑計(jì)算取4——凹模圓角半徑——凹模內(nèi)徑2.拉深凸模圓角半徑的計(jì)算一般首次拉深?。?.計(jì)算有壓料圈拉伸模的間隙值4.拉深凸模的尺寸、凹模的尺寸大小計(jì)算5.翻邊工序凸模與凹模刃口尺寸計(jì)算4主要零部件的設(shè)計(jì)4.1工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該零件形狀對(duì)稱而且比較簡(jiǎn)單,模具所需工作的零件可以考慮整體結(jié)構(gòu)。接下來(lái)就對(duì)模具零件的尺寸進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算,并做出結(jié)構(gòu)圖。拉伸凸模:拉深凸模的端面必須比落料凹模端面低,由于工序是先落料再拉伸,下面計(jì)算拉伸凸模的長(zhǎng)度L:——凸模固定臺(tái)階的厚度,=8——凹模的厚度,=——裝配后,拉深凸模端面低于落料凹模高度根據(jù)板厚大小,決定=3材料:Cr12

技術(shù)要求:熱處理58~62拉深凸模落料凹模:此工件翻邊是可以考慮圓柱形平底的凸模,這樣比較方便凸模加工和翻邊,還有一點(diǎn)就是工件并不要求有很高的尺寸精度。Hmax指的是能達(dá)到的極限高度,只需要通過(guò)一次翻邊:材料:Cr12技術(shù)要求:熱處理60~64落料凹模凸凹模:技術(shù)要求:1.最基礎(chǔ)的固定辦法是在固定板內(nèi)將凸模壓入,以的臺(tái)階式凸模進(jìn)行公差配合。2.當(dāng)凸模裝入固定板之后,固定板頂面和凸模的頂面都要磨平,必須要擁有良好的垂直度和模架相配合。3.以落料凹模為基礎(chǔ),將落料凸模工作部分與之配合起來(lái),必須要確定均勻間隙在0.8~1.0mm之內(nèi)。材料:Cr12MoV技術(shù)要求:熱處理60~64凸凹模凸模長(zhǎng)度計(jì)算:確定凸模長(zhǎng)度是基于結(jié)構(gòu)上的要求,L為彈壓卸料板的長(zhǎng)度:——凸模固定板的厚度(),通常?。ā鼓毫Φ牟糠种睆剑读习搴穸龋ǎ!郊娱L(zhǎng)度()。凸模的修模量是附加長(zhǎng)度的一部分,凸模與凹模配合時(shí)在凹模內(nèi)的深度必須等同于凸模固定板的安全距離,一般來(lái)說(shuō),長(zhǎng)度是取15~20mm。材料:Cr12MoV技術(shù)要求:熱處理54~58沖孔凸模材料:Cr12MoV技術(shù)要求:熱處理60~64凹模鑲塊翻邊凹模:材料:Cr12MoV技術(shù)要求:熱處理58~62翻邊凹模4.2支撐固定及卸料零件4.2.1上、下模座模座一般分為上模座(沖模滑動(dòng)導(dǎo)向模座GB/T2855.1-2008和沖模滾動(dòng)導(dǎo)向模座GB/T2856.1-2008)和下模座(沖?;瑒?dòng)導(dǎo)向模座GB/T2855.2-2008和沖模滾動(dòng)導(dǎo)向模座GB/T2856.2-2008)。模座是模具基本框架的基礎(chǔ)組成部分,因此要具備以下幾個(gè)要求:1.合理的強(qiáng)度2.合理的剛度3.適合的尺寸模座現(xiàn)在市場(chǎng)分為兩種,一種是擁有導(dǎo)柱的,另外一種是沒(méi)有導(dǎo)柱的。但是擁有導(dǎo)柱的模座已經(jīng)被市場(chǎng)默認(rèn)化,除非有特殊的要求。模座的主要用途是承受沖壓過(guò)程中的壓力,還有是將壓力傳遞到模具上。因此3個(gè)主要要求將對(duì)模具耐用性產(chǎn)生極大的影響。因此模座應(yīng)有足夠厚度。常見(jiàn)的模座裝配工藝方法:1.先壓導(dǎo)柱后壓導(dǎo)套的壓入式模座裝配法。2.先壓導(dǎo)套后壓導(dǎo)柱的壓入式模座裝配法。3.導(dǎo)柱可卸式粘結(jié)模座裝配法。4.導(dǎo)柱不可卸式粘結(jié)模座裝配法。4.2.2墊板墊板是裝在凸模固定板和模座之間的工作零件,也是模具中不可或缺的一部分。墊板有兩個(gè)主要作用:1承受凸模傳遞的壓力2擴(kuò)散凸模傳遞的壓力墊板的保護(hù)用途:確保沒(méi)有壓出陷痕,減小模座端面上承受的單位壓力,確保沖裁過(guò)程中模座的局部地方不被損壞。制造工件的模具這次通過(guò)壓力機(jī)上的打桿推工件,由于上模座是有部分空缺的,因此需要通過(guò)墊板來(lái)完成支撐,防止斷裂。墊板的尺寸可在標(biāo)準(zhǔn)(GB/T7644.2-2008)中查的。一般厚度可取4~12mm,上丶下面需磨平,保證平行。通常以45鋼作為墊板的加工材料,熱處理硬度取43~48HRC。對(duì)于大型凸模因其承壓面積大,單位壓力并不大,可以省去墊板。這套模具的墊板厚度可以選擇10mm,外形的尺寸與固定板的尺寸大致一樣即可。至于材料可以選擇優(yōu)質(zhì)的45鋼。材料:45技術(shù)要求:熱處理43~48墊板4.2.3模柄模柄厚度應(yīng)大于50mm以上,如果下模設(shè)有氣墊頂桿,則需100mm以上。普通的的小型沖壓模具是利用模柄安裝在壓力機(jī)上的滑塊上面,配合的公差等級(jí)是H11/d11,是根據(jù)外徑進(jìn)行配合的。在市場(chǎng)中模柄有著各種各樣的結(jié)構(gòu)方式,結(jié)合該模具的需要,考慮用凸緣螺釘進(jìn)行固定,更符合該模具的實(shí)際情況,用4個(gè)螺釘在上模版上進(jìn)行固定。查表可選標(biāo)準(zhǔn)件為:GB2862.1-81。Q235的模柄。技術(shù)要求:由于模柄要裝入模板的時(shí)候,應(yīng)該采用H7/n6的公差配合。4.2.4限位柱限位柱簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是限制行程,可以作為行程限制的標(biāo)志。作用:使沖壓過(guò)程到最低位置時(shí)的死點(diǎn)全部一樣。4.2.5固定板固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍,固定板的外形尺寸一般與凹模大小相同,可由標(biāo)準(zhǔn)(GB/T7644.1-2008)中查得。將凸模壓入固定板,是最常見(jiàn)的固定方法。當(dāng)壓入裝配完之后,要使凸模端面和固定板高度一致,用磨平的辦法來(lái)達(dá)到。臺(tái)階式凸模的壓入配合精度是H7/m6,直通式凸模的壓入配合精度是N7/h6丶P7/h6。固定板制造是采用的是45號(hào)鋼,壓入配合時(shí)接觸面的粗糙度必須要保證在。固定板的厚度此處取30。固定板的外圍尺寸設(shè)計(jì)的時(shí)候可以等于或小于凹模的外圍尺形。材料:45技術(shù)要求:熱處理43~48凸凹模固定板4.2.6彈壓卸料板卸料板有固定卸料板板和彈壓卸料板,根據(jù)此處的需要,確定使用彈壓卸料板。彈壓卸料板在工作過(guò)程中產(chǎn)生壓料里,保證沖壓過(guò)程中不出現(xiàn)翹曲的現(xiàn)象。在模具工作過(guò)程中,卸料板和凸模可能會(huì)有位移現(xiàn)象的出現(xiàn)。工件比較薄或者精度有比較高的要求時(shí),要對(duì)卸料板做導(dǎo)向。彈性卸料板與凸模之間的間隙c,一般對(duì)于小直徑凸模取0.15mm以下,對(duì)于大型凸模取0.25mm以下,此處間隙值取0.15mm。當(dāng)用彈壓卸料板作凸模導(dǎo)向時(shí),凸模與卸料板孔配合按H7/h6。材料:45技術(shù)要求:熱處理43~48卸料板5其他零部件的設(shè)計(jì)與選用5.1彈性元件壓邊圈的作用:使拉伸出來(lái)的工件達(dá)到要求的質(zhì)量,杜絕板料起皺的現(xiàn)象。壓邊圈的壓力是由標(biāo)準(zhǔn)緩沖器來(lái)供給的。5.2卸料螺釘模具卸料的時(shí)候需要選用卸料螺釘,合適的螺釘對(duì)模具來(lái)說(shuō)相當(dāng)重要,不然工件或廢料會(huì)卡在模具里,對(duì)模具造成損害,影響壽命。在此,選用圓柱型的內(nèi)六角螺釘,d=10mm,l=110mm卸料螺釘:GB2867.6-815.3擋料銷擋料銷是定位零件的其中一種,在沖裁模中的定位方面有很重要的地位。控制送料步距的基本方法有3種:1.采用擋料銷2.導(dǎo)正銷3.側(cè)刃。擋料銷的作用是每次送料的距離都能很精確。擋料銷有三種標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式:固定擋料銷活動(dòng)擋料銷始用擋料銷在制造該零件的模具中,擋料裝置同導(dǎo)料裝置出現(xiàn)的方式都是銷釘,導(dǎo)料銷是安裝在凹凸模的一邊,擋料銷是安裝在凹凸模和送料方向相同的前面。銷頭高度L:t+1=2.5mm直徑D:6mm高度h:3mmA型固定擋料銷:GB2866.11-815.4模架及其他零部件的選用模架是由三部分組成的:1.上模座2.導(dǎo)向裝置3.下模座整套模具最基礎(chǔ)的部分就是模架了,模具的工作零件和標(biāo)準(zhǔn)件都需要安裝在模架上,這樣模具才能正常工作。在模具進(jìn)行沖壓過(guò)程的時(shí)候,模架需要受到所有的載荷。模架的上模座通過(guò)模柄與壓力機(jī)滑塊相連,下模座用螺釘壓板固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)面上。模座為了達(dá)到設(shè)計(jì)的精度位置,需要依靠導(dǎo)向裝置。是沖裁中凸凹模間隙值一致。一般模架型號(hào)均已列入標(biāo)準(zhǔn),如沖?;瑒?dòng)導(dǎo)向模架(GB/T2851-2008)和沖模滾動(dòng)導(dǎo)向模架(GB/T2852-2008),設(shè)計(jì)時(shí)可以選用。對(duì)模架的基本要求:必須要有足夠的強(qiáng)度和剛度。必須要有足夠的精度上丶下模之間的導(dǎo)向必須要精確根據(jù)不同的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的位置,分為下列3中模架:后側(cè)導(dǎo)柱模架中間導(dǎo)柱模架對(duì)角導(dǎo)柱模架四角導(dǎo)柱模架考慮到模具工作是送料快捷簡(jiǎn)單,決定使用后側(cè)導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱20鋼導(dǎo)套20鋼上模座240×200×60下模座240×200×70上模座厚度取即200下模座厚度取即200上模墊板厚度取即=1045鋼固定卸料板取18即45鋼在合理的決定利用哪種沖壓設(shè)備是,一定要滿足模具的的閉合高度與壓力機(jī)的高度是以下要求:Hmax-5mm≥Hm≥Hmin+10mm。模具的閉合高度計(jì)算:式中:——凸凹模的高度,=65——凹模的厚度,=50——凸凹模壓入落料凹模的深度,=10根據(jù)分析可以得到:利用的是400KN的壓力機(jī),閉合高度應(yīng)該略小于330mm。最大裝模高度=330mm6模具的總體設(shè)計(jì)6.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知,決定采用復(fù)合沖壓模具。6.2定位方式的選擇在沖壓模具中,定位方式有很多。坯料的定位或?qū)虻淖饔檬潜WC條料的正確送進(jìn)及對(duì)工件零件處于正確的位置。導(dǎo)向是沖裁時(shí),條料緊靠導(dǎo)料板或?qū)Я箱N的一側(cè)導(dǎo)向送進(jìn),以限定條料的正確送進(jìn)方向。定位是使條料在送料方向上定好位置,以保證送料的步距。根據(jù)模具和頂罩的結(jié)構(gòu)情況,我在模具中選用固定定位銷和固定導(dǎo)料銷。6.3卸料、出件方式的選擇沖模上的卸料裝置有以下3種:固定卸料板彈壓卸料裝置廢料切刀結(jié)合該套模具,決定使用彈壓卸料裝置。為了防止出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象,要選用的板料厚度應(yīng)t<1.5mm,用之前一定呀把板料壓平。彈壓卸料裝置有三部分組成:1.卸料板2.彈性元件3.卸料螺釘。由于采用的彈壓卸料的方式,并且壓邊力是由安裝在工作臺(tái)上面的緩沖器提供的。該模具是復(fù)合模具,決定采用上出件的方式比較合理。6.4導(dǎo)向方式的選擇導(dǎo)向裝置作用:用于沖裁模上丶下模之間的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向和定位連接,目的是提高模具的使用壽命和保證沖裁件精度達(dá)到要求。經(jīng)過(guò)上面對(duì)沖裁力的計(jì)算,發(fā)現(xiàn)沖裁力并不是特別大??紤]到送料和安裝相關(guān)因素,導(dǎo)向方式采用后側(cè)導(dǎo)柱型的。6.5壓力機(jī)的選擇壓力機(jī)的主要參數(shù)有:1.公稱壓力2.滑塊行程3.滑塊行程次數(shù)4.封閉高度5.裝模高度6.工作臺(tái)墊板尺寸7.模柄孔尺寸8.工作臺(tái)孔尺寸。設(shè)備規(guī)格的選擇:1.確定壓力機(jī)噸位制定設(shè)備規(guī)格時(shí),首先要確定噸位。一般需要先計(jì)算生產(chǎn)某一零件所需的最大沖壓力,使壓力機(jī)額定輸出壓力必須大宇該最大沖壓力,并應(yīng)有相應(yīng)的裕度。此外,還需根據(jù)沖壓工藝類型分別考慮,比如對(duì)于沖裁工藝,通常只要保證壓力機(jī)額定輸出壓力大于最大沖裁力即可。但對(duì)于成形工藝,則需考慮壓力機(jī)的公稱壓力行程,根據(jù)壓力機(jī)-行程曲線來(lái)判斷最大沖壓力是否符合公稱壓力行程規(guī)定。特別是對(duì)于深拉伸加工,最大拉伸載荷的出現(xiàn)點(diǎn)往往在壓力-行程曲線的有效范圍之外,這種情況下,則應(yīng)考慮更換規(guī)格。2.確定壓力機(jī)的工作尺寸壓力機(jī)的工作尺寸主要是指閉合高度丶工作臺(tái)面和滑塊尺寸以及各種安裝丶漏料尺寸等。設(shè)計(jì)相應(yīng)模具時(shí),通常是在噸位確定后,按照壓力工作

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