端蓋沖壓工藝及模具設(shè)計【帶凸緣圓筒件】【切邊沖孔模+拉深?!俊竞證AD圖紙】【沖壓模具設(shè)計稿】
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科學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書(工科及部分理科專業(yè)使用)題 目: 端蓋沖壓工藝及模具設(shè)計 學(xué) 科 部: 理工學(xué)科部 專 業(yè): 材料成型及其控制工程 (模具) 班 級: 模具081 學(xué) 號: 7013308037 學(xué)生姓名: 彭超 起訖日期: 2011年12月26日至2012年5月13日 指導(dǎo)教師: 張如華 職稱: 教授 學(xué)科部主任: 審核日期: 說 明1. 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫,并經(jīng)系或?qū)I(yè)學(xué)科組審定,下達到學(xué)生。2. 進度表由學(xué)生填寫,每兩周交指導(dǎo)教師簽署審查意見,并作為畢業(yè)設(shè)計工作檢查的主要依據(jù)。3. 學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師下達的任務(wù)書獨立完成開題報告,1個月內(nèi)提交給指導(dǎo)教師批閱。4. 本任務(wù)書在畢業(yè)設(shè)計完成后,與論文一起交指導(dǎo)教師,作為論文評閱和畢業(yè)設(shè)計答辯的主要檔案資料,是學(xué)士學(xué)位論文成冊的主要內(nèi)容之一。一、畢業(yè)設(shè)計的要求和內(nèi)容(包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求)課題來自生產(chǎn)實踐。要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下,充分發(fā)揮主觀能動性,靈活運用所學(xué)知識,扎扎實實,循序漸進,獨立完成。1. 閱讀專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課有關(guān)教材,要求掌握本專業(yè)工藝設(shè)計的基本知識。2. 到有關(guān)工廠(23家)參觀、實習(xí),深入現(xiàn)場收集現(xiàn)有沖壓工藝和模具的資料,了解與沖壓工藝相關(guān)的生產(chǎn)條件(如設(shè)備參數(shù)、布局、模具制造能力等)。完成畢業(yè)實習(xí)報告。3. 查閱國內(nèi)外有關(guān)沖壓文獻資料,了解沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀與動態(tài)。要求查閱期刊文獻15篇以上(最好有近5年刊出的論文23篇或更多,外文文獻12篇或更多),設(shè)計手冊/工具書5冊以上。并翻譯1篇本專業(yè)英文論文,字數(shù)不少于1500個漢字。4. 在以上工作基礎(chǔ)上,分析零件結(jié)構(gòu)特點,提出沖壓成形工藝方案,并經(jīng)討論,結(jié)合實際條件修改。完成開題報告。5. 根據(jù)選定的工藝方案設(shè)計沖壓模具,完成2副模具的全套圖紙繪圖工作,其中應(yīng)含1副級進?;驈?fù)合模。要求制圖規(guī)范,符合有關(guān)標準,全部用CAD軟件繪圖,能運用Pro/E、UG等軟件則更好。編制“沖壓工藝卡”等技術(shù)文件。6. 對模具的關(guān)鍵零件,說明制造過程及注意事項。7. 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書,要求條理清楚,論據(jù)可靠,計算準確,既要有一般性論述,還要爭取有一定的創(chuàng)新內(nèi)容。圖文并茂,篇幅爭取達到10千字。一律用計算機打印輸出(Word文檔),格式規(guī)范(參考有關(guān)規(guī)定或有關(guān)文獻)。2、 畢業(yè)設(shè)計圖紙內(nèi)容、張數(shù)及要求沖壓件圖,工序件圖;2副模具的總裝配圖;2副模具的主要零件圖。繪圖幅面盡量采用A4、A3,少量采用A2。繪圖量折合(按比例1/1計)A0幅面3張以上,全部打印輸出。三、畢業(yè)設(shè)計計算書、實物內(nèi)容及要求四、畢業(yè)設(shè)計進度計劃序號各階段工作內(nèi)容起訖日期備 注1閱讀教材、文獻,測繪零件圖、熟悉設(shè)計課題 02.20.02.24 含借閱設(shè)計手冊等2閱讀、翻譯外文資料,參與沖壓實驗研究 02.2703.02注明譯者3畢業(yè)實習(xí)、搜集資料,參與沖壓實驗研究 03.0503.09臨時安排,提交實習(xí)報告4方案分析、討論、初步設(shè)計、搜素、閱讀文獻,要結(jié)合課題提煉 03.1203.16提交開題報告5修改、討論、設(shè)計計算 03.1903.236提交模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)審查,計算、繪圖 03.2603.30含CAD繪圖7設(shè)計計算、繪圖 04.0204.06含CAD繪圖8設(shè)計計算、繪圖、編寫設(shè)計說明書 04.0904.13進行中期考核9繪圖、模具制造工藝設(shè)計、編寫設(shè)計說明書 04.1604.20相互檢查,修改10繪圖、模具制造工藝設(shè)計、編寫設(shè)計說明書 04.2304.2711設(shè)計說明書輸入 04.3005.0412設(shè)計說明書輸入打印、準備畢業(yè)答辯 05.0705.1113畢業(yè)答辯(答辯后全部資料整理,刻錄光盤) 05.1405.18五、主要參考資料1. 張如華 等主編. 沖壓工藝與模具設(shè)計. 北京:清華大學(xué)出版社,2006 其他版本也可2. 鍛壓學(xué)會 編. 鍛壓手冊 第2卷 沖壓(第3版). 北京:機械工業(yè)出版社,2008 1、2版也可3. 王孝培 主編. 沖壓手冊(第2版). 北京:機械工業(yè)出版社,1995 1版也可4. 編寫組 編. 沖模設(shè)計手冊. 北京:機械工業(yè)出版社,19915. (日)編委會 編. 沖壓加工技術(shù)手冊. 谷維忠等 譯. 北京:輕工業(yè)出版社,19886. 鄭可锽 主編. 實用沖壓模具設(shè)計手冊. 北京:宇航出版社,1990 其他版本也可7. 楊占堯 主編. 沖壓模具圖冊. 北京:高等教育出版社,2008 其他版本也可8. 李天佑 主編. 沖模圖冊. 北京:機械工業(yè)出版社,1988 其他版本也可9. 陳炎嗣主編. 沖壓模具實用結(jié)構(gòu)圖冊. 北京:機械工業(yè)出版社,2009 其他版本也可10. 有關(guān)論文來自:鍛壓技術(shù)/北京、鍛壓裝備與制造技術(shù)/濟南、模具技術(shù)/上海、模具工業(yè)/桂林、模具工程/廣州、精密成形工程/重慶、熱加工工藝/陜西、機械工藝師/北京、金屬加工(熱)/北京 等期刊;也可引用網(wǎng)上文獻,要注明出處(網(wǎng)址)。具體論文應(yīng)根據(jù)課題搜索列出。六、畢業(yè)設(shè)計進度表(本表每兩周由學(xué)生填寫一次,交指導(dǎo)教師簽署審查意見)第一、二周(2月20日至 3月2日)學(xué)生主要工作:指導(dǎo)教師審查意見:年 月 日第三、四周(2月27日至 3月2日)學(xué)生主要工作:指導(dǎo)教師審查意見:年 月 日第五、六周(3月5日至 3月16日)學(xué)生主要工作:指導(dǎo)教師審查意見:年 月 日 第七、八周(3月19日至 3月30日)學(xué)生主要工作:指導(dǎo)教師審查意見:年 月 日第九、十周(4月2日至 4月13日)學(xué)生主要工作:指導(dǎo)教師審查意見:年 月 日第十一、十二周( 月 日至 月 日)學(xué)生主要工作:指導(dǎo)教師審查意見:年 月 日第十三、十四周( 月 日至 月 日)學(xué)生主要工作:指導(dǎo)教師審查意見:年 月 日第十五、十六周( 月 日至 月 日)學(xué)生主要工作:指導(dǎo)教師審查意見:年 月 日第十七、十八周( 月 日至 月 日)學(xué)生主要工作:指導(dǎo)教師審查意見:年 月 日七、其他(學(xué)生提交)1開題報告1份 2外文資料譯文1份(1200字以上,并附資料原文) 3畢業(yè)設(shè)計說明書1份(4000字以上) 4畢業(yè)設(shè)計計算書及圖紙1份。 指 導(dǎo) 教 師: 系 負 責 人: 學(xué)生開始執(zhí)行任務(wù)書日期: 學(xué) 生 姓 名: 送交畢業(yè)設(shè)計日期: 44畢業(yè)設(shè)計(論文)題目: 端蓋模具設(shè)計 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 設(shè)計時間 審 閱 XXXX學(xué)校機械工程系目 錄引言 一、 工藝分析 二、 工藝方案的確定 三、 制件排樣圖的設(shè)計及材料利用率的計算四、 確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心五、 凸、凹模刃口尺寸計算六、 模具結(jié)構(gòu)形式的確定七、 模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (一)、 拉深凸模的設(shè)計 (二)、 拉深凹模的設(shè)計 (三)、 壓邊板的設(shè)計 (四)、 切邊凹模的設(shè)計 (五)、 沖孔凸模的設(shè)計 (六)、 凸凹模的設(shè)計(七)、 定位板的設(shè)計八、 模具的總裝配 小結(jié) 參考文獻 摘要隨著模具制造的技能化逐步向科學(xué)化發(fā)展,逐漸由以前手動方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來輔助設(shè)計的完成。冷沖模是其中的一種。畢業(yè)設(shè)計是在模具專業(yè)理論教學(xué)之后進行的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是對所學(xué)知識的一次總檢驗,是走向工作崗位前的一次實戰(zhàn)演習(xí)。其目的是,綜合運用所學(xué)課程的理論和實踐知識,設(shè)計一副完整的模具訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴充模具專業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容,掌握模具設(shè)計與制造的方法、步驟和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。熟練查閱相關(guān)技術(shù)資料。掌握模具設(shè)計與制造的基本技能,如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計資料,繪圖及編寫設(shè)計技術(shù)文件等。沖壓工藝與模具設(shè)計應(yīng)結(jié)合工廠的設(shè)備、人員等實際情況,從零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、勞動強度、環(huán)境的保護以及生產(chǎn)的安全性各個方面綜合考慮,選擇技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、使用安全可靠的工藝方案和模具,以使沖壓件的生產(chǎn)在保證達到設(shè)計圖樣上的各項技術(shù)要求,盡可能降低沖壓的工藝成本和保證安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞:工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計資料,繪圖及編寫設(shè)計技術(shù)文件等。1.引言21世紀的制造業(yè),正從以機器為特征的傳統(tǒng)技術(shù)時代,向著以信息為特征的技術(shù)時代邁進,即用信息技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。經(jīng)濟全球化和世界市場一體化加速發(fā)展,不斷加劇了制造商之間的競爭,提出了快速反應(yīng)市場的要求,與之相適應(yīng),制造業(yè)對柔性自動化技術(shù)及裝備的要求更加迫切而強烈。同時,微電子技術(shù)和信息通信技術(shù)的快速發(fā)展,為柔性自動化提供了重要的技術(shù)支撐,工業(yè)裝備的數(shù)控化、自動化、柔性化呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。 1.1 冷沖壓術(shù)的發(fā)展趨勢 美國、德國、日本的汽車工業(yè)如此發(fā)達,得益于其冷沖壓技術(shù)及裝備的領(lǐng)先地位。當前的世界冷沖壓技術(shù)及裝備向以下幾個方面發(fā)展: 冷沖壓設(shè)備自動化 根據(jù)不同種類的加工環(huán)境和條件,國外逐步發(fā)展了兩大類汽車車身自動化沖壓生產(chǎn)線。1)單機聯(lián)線自動化配置為5-6臺壓力機,配備拆垛、上下料機械手,穿梭翻轉(zhuǎn)裝備和碼垛裝置,全線總長約60米,安全性高,沖壓質(zhì)量好。由于工件傳送距離長,工件的上下料換向和雙動拉伸必須用工件翻轉(zhuǎn)裝備。這種單機聯(lián)線自動化沖壓技術(shù)的生產(chǎn)節(jié)拍最高為6-9次/分,設(shè)備維修工件量大。2)大型多工位壓力機八十年代中期,國外沖壓技術(shù)發(fā)展到大型三坐標多工位壓力機自動化連續(xù)沖壓,由拆垛機,大型壓力機,三坐標工件傳送系統(tǒng)和碼垛工位組成,生產(chǎn)節(jié)拍可達16-25次/分。其主要特點是:生產(chǎn)效率高,是手工送料流水線的4-5倍,是單機聯(lián)線自動生產(chǎn)線的2-3倍;全自動化、智能化,整個多工位壓力機系統(tǒng)只需2-3人進行監(jiān)控,當模具更換時,只需輸入要換模具的編號,其余工作自動完成,整個換模時間只需5分鐘,換模的同時對多工位壓力機運行特征作智能化調(diào)整;特別是配有電子三坐標送料多工位的壓力機,可以根據(jù)模具隨意調(diào)節(jié)運動路徑和時間,不僅能沖壓大型覆蓋件,而且能沖壓小型零件。當沖壓小型零件時,送料距減短,節(jié)拍提高,通過合理的模具布置,可一次沖壓2-3零件,具有充分的自由度,柔性極強。電子多工位送料壓力機的優(yōu)點是生產(chǎn)率高,工件處理最優(yōu)化,工件轉(zhuǎn)換迅速,維修量低,診斷性能好,成本低,與現(xiàn)有壓力機的適應(yīng)性強,售后服務(wù)遠程通訊好。美國的多工位壓力機基本都采用了電子伺服三坐標送料。高速化復(fù)合化相結(jié)合,提高加工效率 ,提高生產(chǎn)率是永恒的追求目標,各鍛壓廠家均致力于鍛壓機械的高速化研究,各鍛壓廠家均致力于鍛壓機械的高速化研究,在數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機上,主要采用伺服控制的液壓主驅(qū)動系統(tǒng)來提高壓機的行程次數(shù)。在追求高速化加工的同時,還必須盡可能縮短生產(chǎn)輔助時間,以取得良好的技術(shù)經(jīng)濟效益。在數(shù)控壓機上配備伺服電機驅(qū)動的三坐標上下料裝置,可使沖壓中心實現(xiàn)高效板材加工。將幾種工藝或幾個工序復(fù)合在一臺機床上完成,是當前各類機床大幅壓縮生產(chǎn)輔助時間,提高生產(chǎn)率的重要技術(shù)途徑,在鍛壓機械上也得到了成功應(yīng)用,效果十分顯著。如:德國、美國、日本已相繼開發(fā)出激光一步?jīng)_復(fù)合機,將模具沖切與激光切割有機地結(jié)合起來,工件一次上料即可完成沖孔、沖切、翻邊、淺拉伸、切割等多道工序,最大限度地節(jié)省了輔助時間,特別適合孔型多而復(fù)雜的面板類工件的加工及多品種小批量板料加工。1.2 模具技術(shù)發(fā)展的幾個特點 模具與壓力機是決定沖壓質(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率的兩個關(guān)鍵因素。先進的壓力機只有配備先進的模具,才能充分發(fā)揮作用,取得良好效益。模具的發(fā)展方向為:充分運用IT技術(shù)發(fā)展 模具設(shè)計、制造用戶對壓力機速度、精度、換模效率等方面不斷提高的要求,促進了模具的發(fā)展。外形車身和發(fā)動機是汽車兩個關(guān)鍵部件,汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具,技術(shù)密集,體現(xiàn)當代模具技術(shù)水平,是車身制造技術(shù)的重要組成部分。車身模具設(shè)計和制造約占汽車開發(fā)周期三分之二的時間,成為汽車換型的主要制約因素。目前世界上汽車的改型換代一般約需48個月,而美國僅需30個月,主要得益于在模具業(yè)中應(yīng)用了CAD/CAE/CAM技術(shù)和三維實體汽車覆蓋件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件。另外,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了可靠的信息載體,實現(xiàn)異地設(shè)計和異地制造。虛擬制造等IT技術(shù)的應(yīng)用,將推動模具工業(yè)的發(fā)展。縮短金屬成型模具的試模時間主要發(fā)展液壓高速試驗壓力機和拉伸機械壓力機,特別是在生產(chǎn)型機械壓力機上的模具試驗時間可減少80%,具有巨大的節(jié)省潛力。這種試模機械壓力機的發(fā)展趨勢是采用多連桿拉伸壓力機,它配備數(shù)控液壓拉伸墊,具有參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)記憶功能。 車身制造中的級進沖模發(fā)展迅速 在自動沖床上用級進沖裁?;蚪M合沖模加工轉(zhuǎn)子、定子板,或者應(yīng)用于插接件作業(yè),都是眾所周知的沖壓技術(shù)。近些年來,級進組合沖裁模在車身制造中開始得到越來越廣泛的應(yīng)用,用級進模直接把卷材加工為成型零件和拉伸件,加工的零件也越來越大,省去了用多工位壓力機和成套模具生產(chǎn)所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運輸?shù)群罄m(xù)工序。級進組合沖模已在美國汽車工業(yè)中普遍應(yīng)用,其優(yōu)點是生產(chǎn)率高,模具成本低,不需要板料剪切,與多工位壓力機上使用的階梯模相比,節(jié)約30%。但是,級進組合沖模技術(shù)的應(yīng)用受拉伸深度、導(dǎo)向和傳輸?shù)膸Р倪吘壊牧媳砻嬗不南拗浦饕糜诶焐疃缺容^淺的簡單零件,因此不能完全替代多工位壓力機,絕大多數(shù)零件應(yīng)優(yōu)先考慮在多工位壓力機上加工。因此,沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?,F(xiàn)代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進程中,沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。 1沖裁件的工藝性分析 沖壓主要是按工藝分類,可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁,其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離,同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形,制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中,常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大,要求沖壓材料厚度精確、均勻;表面光潔,無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等;屈服強度均勻,無明顯方向性;均勻延伸率高;屈強比低;加工硬化性低。 在實際生產(chǎn)中,常用與沖壓過程近似的工藝性試驗,如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能,以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計和制造需要較多的時間,這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準備時間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級進模(供大量生產(chǎn)),以及研制快速換模裝置,可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間,能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間,能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形外,一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心,配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置,并利用計算機程序控制,可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下,在短暫時間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序,常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此,沖壓中的安全生產(chǎn)是一個非常重要的問題。沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法,在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此,沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求,對沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大的影響。1.1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 1.1.1 沖裁件的形狀圖1.零件及尺寸此制件的形狀較簡單,且對稱,有圓角過渡,便于模具的加工和減少沖壓時在尖角處開裂的現(xiàn)象,同時也可以防止尖角部位刃口的過快磨損。1.1.2 沖裁件的尺寸精度沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個方面的指標來衡量,根據(jù)零件圖上的尺寸標注及公差,可以判斷屬于尺寸精度為IT12IT14的經(jīng)濟級普通沖壓。 08F鋼板屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼,具有很好的可沖裁性, 工件結(jié)構(gòu)形狀簡單,沖裁件內(nèi),外形均無尖銳清角,對模具壽命不影響。2 制件沖壓工藝方案的確定2.1 沖壓工序的組合沖裁工序可以分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。沖裁方式根據(jù)下列因素確定:(1) 根據(jù)生產(chǎn)批量來確定 對于年產(chǎn)量需求100萬件的該產(chǎn)品來說采用復(fù)合模或連續(xù)模較合適。(2) 根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級來確定 復(fù)合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級高,而連續(xù)沖裁比復(fù)合沖裁的沖裁件尺寸精度等級低。(3) 根據(jù)對沖裁件尺寸形狀的適應(yīng)性來確定 產(chǎn)品的尺寸比較大,考慮到連續(xù)模送料不方便和生產(chǎn)效率低,因此常采用復(fù)合沖裁。復(fù)合沖裁又可以加工形狀復(fù)雜、寬度比較大的異形沖壓件。(4) 根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來確定, 對復(fù)雜形狀的沖裁件來說,采用復(fù)合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜,因為模具制造安裝調(diào)整較容易,且成本較低。(5) 根據(jù)操作是否方便與安全來確定 復(fù)合沖裁其出件或清除廢料較困難,工作安全性較差,連續(xù)沖裁較安全。綜上所述分析,在滿足沖裁件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下,選擇單模和復(fù)合模結(jié)合的沖裁方式,其模具壽命較長,生產(chǎn)率高,操作較方便和工作安全性高。2.2 沖壓順序的安排落料,拉伸,二次拉深,整形,沖孔,切邊沖孔,沖側(cè)面小孔,切側(cè)面齒等工序,具體幾次拉深需要通過計算拉深系數(shù)。3 制件排樣圖的設(shè)計及材料利用率的計算3.1展開尺寸的計算根據(jù)產(chǎn)品形狀,產(chǎn)品直接拉深到高度59.5,很困難,這里考慮可以采用多次拉深實現(xiàn)。此件是一個典型的帶凸緣的拉深件了,拉伸件毛坯展開尺寸,通常按毛坯面積等于制件面積的原則確定。拉伸件的毛坯尺寸,很難預(yù)先精確地計算,這是因為拉伸件壁部在拉伸過程中厚薄程序,隨毛坯退火與否、壓邊力的大小、凸凹模間隙以及變形程度等因素有關(guān)。因此難以保持拉伸件完全均勻一致的高度,通常需要修邊,將不平齊的部分切去。所以在計算毛坯之前,要在拉伸件上增加切邊余量。根據(jù)相對凸緣直徑D/d=157/122.8=1.27,查表的修邊余量為1.5計算產(chǎn)品展開尺寸 公式是DD=dd1.72d(r1+r2)0.56(r1r1r2r2)+4dH其中: D展開尺寸 d拉伸直徑,加上切邊余量單邊2毫米,即88r拉伸圓角H拉伸高度經(jīng)過實際計算DD=1601601.72122.8(2.75+2.75)0.56(2.752.75-2.752.75)+4122.859.5=256001161.688+0+29226.4=53664.712D=231.65,這里取230,此尺寸目前是待定,在實際生產(chǎn)時需調(diào)節(jié)。拉伸次數(shù)的確定判斷能否一次拉伸 H/d=59.5/122.8=0.48 (t/D)100=1.5/230100=0.652 d/d1=157/122.8=1.27 m=d1/D=122.8/230=0.534根據(jù)以上數(shù)據(jù)查表得首次最小拉伸系數(shù)m1=0.49,由于m10.534(實際拉伸系數(shù)),故不能一次拉伸成型,另外根據(jù)數(shù)據(jù)查表,首次拉伸的最大相對高度H1/d1=0.28,由于0.200.48,也能說明該產(chǎn)品不能一次拉身成型。1、 確定首次拉深系數(shù)和尺寸。假設(shè)取凸緣相對半徑為1.1,由數(shù)據(jù)表查得最小m1=0.62,則d1=m1D=0.62230=142.6mm, 因首次拉深時,拉入凹模的材料面積要比制件實際需要的面積增加3-5%,設(shè)取5%,則選用毛坯直徑D1應(yīng)為DD=230230-(160160-157157)1.05+160160-157157D=235.57則首次拉深高度為(取R=r=6)h1=0.25(235.57235.57-160160)142.6+0.43(6+6) =57.77mm本設(shè)計中取拉深高度為57,但需要根據(jù)實際拉深情況進行調(diào)試,拉深極限還跟材料的材質(zhì)有關(guān)。第二拉深可以直接拉到尺寸,而后整形產(chǎn)品底面的筋。整個形狀實現(xiàn)后,才能進行切邊,沖孔,壓舌等工序。本設(shè)計中只需要設(shè)計拉深模,和切邊沖孔復(fù)合模。具體工藝圖見CAD圖紙。3.2制件排樣圖的設(shè)計排樣時需考慮如下原則:1) 提高材料利用率(不影響沖件使用性能前提下,還可適當改變沖件的形狀)2) 合理排樣方法使操作方便,勞動強度低且安全。3) 模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命長。4) 保證沖件的質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求。3.2.1 搭邊與料寬 1搭邊 排樣中相鄰兩個零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是補償補償定位誤差,保持條料有一定的剛度,以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊值要合理確定,值過大,材料利用率低;值過小,搭邊的強度與剛度不夠,沖裁時容易翹曲或被拉斷,不僅會增大沖裁件毛刺,有時甚至單邊拉入模具間隙,造成沖裁力不均,損壞模具刃口。因此,搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度,一般可取等于材料的厚度。搭邊值的大小還與材料的力學(xué)性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關(guān)。搭邊值一般由經(jīng)驗確定,根據(jù)所給材料厚度=1.5mm,確定搭邊工作間a1為2.0mm。2 送料步距和條料寬度的確定(1) 送料步距 條料在模具上每次送進的距離成為送料步距。每次只沖一個零件的步距S的計算公式為 S=D+a1 (1) S=230+2=232mm式中 D平行于送料方向的沖裁寬度;a1沖裁之間的搭邊值。(2) 條料寬度 條料寬度的確定原則:最小條料寬度要保證沖裁時零件周邊有足夠的搭邊值,最大條料寬度要能在沖裁時順利地在導(dǎo)料板之間送進,并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。當用孔定距時,可按下式計算條料寬度 B-=(Dmax+2a)-=234-0.5 mm式中 B條料的寬度(mm);Dmax沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸(mm);a側(cè)搭邊值;條料寬度的單向(負向)公差;剪切條料寬度偏差=0.5, 因此B=230-0.5 。3.2 材料利用率的計算一個步距內(nèi)的材料利用率為=nF/Bs100% (3)=13.14115115/232234100%=76.5%式中 F一個步距內(nèi)沖裁件面積(包括沖出的小孔在內(nèi));n一個步距內(nèi)沖裁件數(shù)目;B條料寬度(mm);s步距; 4. 確定總沖壓力和選用壓力機及計算壓力中心 4. 1 拉深力的計算4.1.1 拉深力計算拉伸力用理論計算很復(fù)雜,一般采用經(jīng)驗計算方法,經(jīng)驗公式建立的基點是,拉伸力的數(shù)值略小于拉伸件危險斷面的斷裂力;斷裂與拉伸力的比值用系數(shù)K表示;K值的大小取決于拉伸件的形狀及變形方式。其數(shù)值由實驗確定。拉伸力1可按下式計算 F1=3.14Kd1t (4-1) F1=3.140.72142.61.5450=217613.3N =217.62KN式中 F拉伸力(N);d1拉伸直徑(mm);材料抗剪強度(MPa);330-450MPat材料厚度;(mm)K修正系數(shù)(查表可得),K=1.3; F卸=K卸F=0.06217.62=13.06KN 式中 F沖裁力; F卸卸料系數(shù)總的沖壓力為F總=F+F卸=217.62+13.06=230.68KN4.1.2,切邊力的計算F2=nKL (4-1) F2=1.33.141571.5360=346071.96N =346.1KN式中 F沖裁力(N);L沖裁件周邊長度(mm);材料抗剪強度(MPa);08鋼是260-360Mpa,材料厚度;(mm)K系數(shù),通常K=1.3; 4.1.2 沖孔力計算F2=KL F2=1.33.14(84+46.5)1.5360=127848.24N =127.85KN F卸=K卸F =0.05(346.1+127.85)=0.05473.95=23.7KN 式中 F沖裁力; F卸卸料系數(shù)總的沖裁力為F總=F+F卸+F沖=346.1+23.7+127.85=497.65KN4.2 壓力中心的計算采用解析法求壓力中心,產(chǎn)品四面對稱,即拉深,切邊,沖孔力到模具中心的力距均為0,所以根據(jù)合力距定理:YG = (Y1F1+ Y2F2+ Y3F3)/(F1+ F2+ F3)XG = (X1F1+ X2F2+ X3F3)/(F1+ F2+ F3)XGF沖壓力到X軸的力臂;XG=0YGF沖壓力到Y(jié)軸的力臂;YG=0所以由以上可以算得壓力中心為G(0,0)4.3 壓力機的選用初步確定壓力機的型號:F公稱F總 因此選擇壓力機的型號為:1、拉深模:100T油壓機2、切邊沖孔:JC2363開式壓力機 型號為JC2363壓力機的基本參數(shù)如:(表一)公稱壓力/KN630墊板尺寸/mm滑塊行程/mm200厚度80滑塊行程次數(shù)/(次/min)80模柄孔尺寸/mm直徑50深度70最小封閉高度/mm120滑塊底面積尺寸/mm封閉高度調(diào)節(jié)量80滑塊中心線至床身距離/mm300床身最大可傾角30工作臺尺寸/mm前后420左右6305. 凸、凹模刃口尺寸計算5.1切邊,沖孔凸、凹模刃口尺寸5.1.1計算原則設(shè)計切邊模先確定凹模刃口尺寸,以凹模為基準,間隙取在凸模上;設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸,以凸模為基準,間隙取在凹模上。間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個。沖裁過程中,凸模與被沖的孔之間,凹模與落料件之間的均有磨檫,而且間隙越小,磨檫越嚴重。在實際生產(chǎn)中受到制造誤差和裝配精度的限制,凸模不可能絕對垂直于凹模平面,而且間隙也不會絕對均勻分布,合理的間隙均可使凸模、凹模側(cè)面與材料間的磨檫減小,并緩減間隙不均勻的不利影響,從而提高模具的使用壽命。沖裁間隙對沖裁力的影響:雖然沖裁力隨沖裁間隙的增大有一定程度的降低,但是當單邊間隙介于材料厚度 5%20%范圍時,沖裁力的降低并不明顯(僅降低5%10%左右)。因此,在正常情況下,間隙對沖裁力的影響不大。沖裁間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響:間隙對斜料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后,從凸模上斜、從凸??卓谥型瞥龌蝽敵隽慵紝⑹×ΑR话惝攩芜呴g隙增大到材料厚度的15%25%左右時斜料力幾乎減到零。沖裁間隙對尺寸精度的影響:間隙對沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律,對于沖孔和切邊是不同的,并且與材料軋制的纖維方向有關(guān)。通過以上分析可以看出,沖裁間隙對斷面質(zhì)量、模具壽命、沖裁力、斜料力、推件力、頂件力以及沖裁件尺寸精度的 影響規(guī)律均不相同。因此,并不存在一個絕對合理的間隙數(shù)值,能同時滿足斷面質(zhì)量最佳,尺寸精度最佳,沖裁模具壽命最長,沖裁力、斜料力、推件力、頂件力最小等各個方面的要求。在沖壓的實際生產(chǎn)過程中,間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質(zhì)量和模具壽命這兩個方面的主要因素。但許多研究結(jié)果表明,能夠保證良好的沖裁件斷面質(zhì)量的間隙數(shù)值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數(shù)值也是不一致的。一般說來,當對沖裁件斷面質(zhì)量要求較高時,應(yīng)選取較小的間隙值,而當對沖裁件的質(zhì)量要求不是很高時,則應(yīng)適當?shù)丶哟箝g隙值以利于提高沖模的使用壽命。根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律,設(shè)計落料模時,凹?;境叽鐟?yīng)取接近或等于零件的最小極限尺寸;設(shè)計沖孔模時,凸?;境叽鐒t取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度,凸、凹模磨損留量在公差范圍內(nèi)的0.5-1.0之間。磨損量用x表示,其中為沖件的公差值,x為磨損系數(shù),其值在0.5-1.0之間,與沖件制造精度有關(guān),可按下列關(guān)系選?。毫慵菼T10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。不管落料還是沖孔,沖裁間隙一律采用最小合理間隙值(Zmin)。選擇模具制造公差時,一般沖模精度較零件高3-4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口,其制造偏差值可按IT6- IT7級選?。粚τ谛螤顝?fù)雜的刃口尺寸制造偏差可按零件相應(yīng)部位公差值的1/4來選??;對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取沖件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以();若零件沒有標注公差,則可按IT14級取值。零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應(yīng)按“入體”原則標注單向公差,即:落料件上偏差為零,只標注下偏差;沖孔件下偏差為零,只標注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標注的,則應(yīng)換算成單向標注。磨損后無變化的尺寸除外。沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計算:沖孔時 dp=(dmin+X)- p (5-2)落料時 Dp=(Dmax-X-Zmin)- p (5-3)孔心距,臺階尺寸 Lp=Lp (5-4)式中 Dp dp分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸(mm);Dmax 為落料件的最大極限尺寸(mm);dmin為沖孔件的最小極限尺寸(mm);工件公差;p凸模制造公差,通常取p=/4;p刃口中心距對稱偏差,通常取p=/8;Lp凸模中心距尺寸(mm);L沖件中心距基本尺寸(mm);Zmin最小沖裁間隙(mm);切邊凹模尺寸:Aj1=(Amax-X)+ =157-0.50=157+0.02; 切邊凸模尺寸:Ah1=( Amax-2Z)+ =157-20.05=156.9+0.02;沖孔凸模尺寸: Bj1=(Amin+X)- /4 =4+0.50=4.0-0.02Bj2=(Amin+X)- /4 =6.5+0.50=6-0.02 沖孔凹模尺寸: Bh1=(Amin+2Z)- /4 =4+20.05=4.1-0.02Bh2=(Amin+2Z)- /4 =6.5+20.05=6.1-0.02孔心距 Lp=Lp Lp1=1350.01 Lp1=1420.01 保證孔的角度和產(chǎn)品圖角度一致,即15度,30度。公差為0.01。52 拉伸模凸凹模圓角半徑對拉伸工作影響很大。毛坯經(jīng)凹模圓角進入凹模時,受彎曲和摩擦作用,若凹模圓角半徑過小,因徑向拉力增大,易使拉伸件表面劃傷或產(chǎn)生斷裂;若過大,則壓邊面積小,由于懸空增大,易起內(nèi)皺。因此,合理的選擇凹模圓角半徑很重要。具體數(shù)值查表可得。拉伸的凸凹模之間的間隙對拉伸力、制件質(zhì)量、模具壽命等都有影響。間隙過大,容易起皺,制件有錐度,精度差;間隙過小,增加摩擦,導(dǎo)致之間邊薄嚴重,甚至拉裂。因此,正確地確定凸模和凹模之間的間隙是很重要的。拉伸模間隙是單面間隙,即凹模和凸模直徑之差的一半。本次設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)為有壓邊圈的,在選擇間隙時可以直接查表,拉伸一次成型,所以查表可知間隙為(1-1.1t),t為材料厚度。凸、凹模工作部分尺寸的確定,主要考慮模具的磨損和拉伸件的回彈。尺寸公差在最后一道工序考慮,本次設(shè)計只有一道拉伸,所以要考慮。1)、制件標注外形尺寸 凹模尺寸為L d=(Lmax 0.75)凸模尺寸為L p=(Ld0.75Z)(2)、制件標注內(nèi)尺寸凸模尺寸為L p=(Lmin +0.5) 凹模尺寸為L d=(Lp+0.5+Z) 其中 L拉伸件的外形或內(nèi)尺寸拉伸件的尺寸偏差L d拉伸凹模的基本尺寸L p拉伸凸模的基本尺寸Z凸凹模雙面間隙具體計算如下,制件標注外形尺寸,按此公式計算凹模尺寸為L d=(Lmax 0.75)=142.6凸模尺寸為L p=(Ld0.75Z)=142.6-1.21.52=139壓邊板的圖模的高度落差為55.5,凹模和退料板的落差為55.5。凸、凹模工作表面粗造度要求:凹模工作表面和型腔表面粗造度應(yīng)達到0.8;圓角處的表面粗造度一般要求0.4;凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。6 模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計 1.拉深模結(jié)構(gòu)形式上模采用彈簧卸料,下模采用油壓機氣頂頂制件。采用壓邊板上的臺階槽定位。凸模,凹模材料,因制件形狀簡單,總體尺寸不大,選用整體式圓形凹模較為合理,選用Cr12MoV。2.切邊沖孔模結(jié)構(gòu)形式1、凸模,沖頭,凹模材料,因制件形狀簡單,總體尺寸不大,選用整體式圓形凹模較為合理,選用Cr12MoV。為保證孔位和制件底面的筋的位置公差,所以需要用筋來定位,在凸凹模里安裝一定位板,制件放進去,卡住定位,再沖孔切邊。2、凹模周界 由冷沖壓工藝與模具設(shè)計得出凹模周界的計算公式(3.46)、(3.47)、(3.48)厚度H=Kd(15mm)式中:d沖裁件的最大外形尺寸,d1=157, K系數(shù),查表得K=0.22則 H1=0.22157=34.54mm凹模壁厚c=(1.01.5)H(3040mm)=34-51所以D1=260mm,由模具設(shè)計指導(dǎo)表。選用四導(dǎo)柱鋼板模板。其零件參數(shù)如下表所示:凹模周界配用模架閉合高度H孔距尺寸最小最大SS126040219240零件名稱及標準編號固定板凹模固定板卸料板26018260402601826018圓柱銷卸料螺釘螺釘螺釘圓柱銷1080M860M1080M1050840由凹模周界尺寸及模架閉合高度在219240mm之間,查模具設(shè)計指導(dǎo)表5-7選用標準模架:四導(dǎo)柱鋼板模架,上模座36036040,下模座36036045,導(dǎo)柱32140,35140,導(dǎo)套458060,導(dǎo)套508060。7、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、拉深凸模的設(shè)計材料Cr12MoV,硬度:5862HRC(如圖),用螺釘和銷釘與下模板固定。2、拉深凹模的設(shè)計材料:Cr12Mov硬度:5558HRC形狀結(jié)構(gòu):(如圖),3、壓邊板的設(shè)計材料:Cr12Mov硬度:5558HRC形狀結(jié)構(gòu):(如圖),4、切邊凹模的設(shè)計材料:Cr12Mov硬度:5558HRC形狀結(jié)構(gòu):(如圖),5、沖頭的設(shè)計材料:Cr12Mov硬度:5558HRC形狀結(jié)構(gòu): (如圖)6、凸凹模的設(shè)計材料:Cr12Mov硬度:5558HRC形狀結(jié)構(gòu): (如圖),與固定板配合,需要防轉(zhuǎn)銷。7、定位板的設(shè)計材料:45#,形狀結(jié)構(gòu):(如圖),用螺釘和銷釘與下模板配做,注意方向。8、模具的總裝配1、確定裝配基準件 應(yīng)以凹模為裝配基準件。首先要確定凹模在下模板上的位置,安裝凹模組件,確定凹模組件在下模板上的位置,然后用平行板將凹模組件和下模板夾緊,在下模板上劃出彎曲孔線,進而安裝好下模板上的其他組件。2、安裝上模部分 檢查上模部分各個零件尺寸是不是滿足裝配技術(shù)條件要求。 安裝上模,同時調(diào)整沖裁間隙和拉深間隙, 將下模系統(tǒng)各零件分別裝于下模座內(nèi)。3、安裝模具的樹脂壓縮部分4、自檢 按沖模技術(shù)條件進行總裝配檢查。5、檢驗6、試沖設(shè)計小結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完沖壓工藝與模具設(shè)計,模具制造工藝和大部分專業(yè)課并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的,這次設(shè)計使我能夠綜合運用沖壓工藝與模具設(shè)計中的基本理論,結(jié)合生產(chǎn)中所學(xué)的新知識、獨立分析和解決工藝問題,初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度的冷沖壓模具的能力。通過分析,擬定設(shè)計方案,完成模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等一系列復(fù)雜工作,最終完成此次的設(shè)計任務(wù)。 通過這次設(shè)計使我初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度的沖壓模具的工藝規(guī)程和掌握運用模具設(shè)計的基本原理和方法,同時也學(xué)會了熟練運用有關(guān)參考資料,圖表等基本技能,增強了自我的讀圖和繪圖能力,從而使我在能力方面又提高了一個臺階,為今后從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。致 謝 對三年來辛勤教導(dǎo)我的老師和學(xué)校致以最崇高的敬意! 對本次畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)我和給予我最多的老師表示我最衷心的感謝!畢業(yè)設(shè)計開始以來,有幸多次聆聽老師的教誨。老師以他寬廣的知識、高瞻遠矚的學(xué)識、在實際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗。拓寬了我的視野和思維,更為重要的是老師以他對事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達的胸襟,時刻都在潛移默化地影響著我,這將使我終生受益。參考文獻1朱光力主編. 模具設(shè)計與制造實訓(xùn).第1版. 北京:高等教育出版社. 2002. 1341562吳詩 主編. 沖壓工藝及模具設(shè)計 . 第1版. 西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社. 2001. 40453溫松明主編. 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ). 第2版. 長沙:湖南大學(xué)出版社. 1998. 454馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設(shè)計與制造簡明手冊. 第1版.上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社. 1985. 1 805劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機械制圖. 第3版. 北京:高等教育出版社.20016張代東主編. 機械工程材料應(yīng)用基礎(chǔ). 第1版.北京:機械工業(yè)出版社.2001.851037王衛(wèi)衛(wèi)主編. 材料成型設(shè)備. 第1版.北京:機械工業(yè)出版.2004. 47488傅建軍主編. 模具制造工藝. 第1版.北京:機械工業(yè)出版社.2005. 24259王新華主編. 沖模設(shè)計與制造實用計算手冊. 北京:機械工業(yè)出版社.2004年8月第1版. 2 1510王新華 袁聯(lián)富主編.沖模結(jié)構(gòu)圖冊. 第1版. 北京:機械工業(yè)出版社. 2003. 36
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