支板的沖壓工藝與模具設計【沖孔落料復合?!俊?3張CAD圖紙+PDF圖】
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河南機電高等??茖W校學生畢業(yè)設計中期檢查表學生姓名學 號指導教師選題情況課題名稱難易程度偏難適中偏易工作量較大合理較小符合規(guī)范化的要求任務書有無開題報告有無外文翻譯質(zhì)量優(yōu)良中差學習態(tài)度、出勤情況好一般差工作進度快按計劃進行慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu)良中差中期成績評定:所在專業(yè)意見: 負責人: 2009 年 4 月 10 日河南機電高等專科學校畢業(yè)設計說明書畢業(yè)設計題目:支板的沖壓工藝與模具設計系 部 材料工程系專 業(yè) 模具設計與制造專業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2009年 05 月 10 日 河南機電高等??茖W校畢業(yè)設計任務書系 部: 材料工程系 專 業(yè): 模具設計與制造 學生姓名: 學 號: 設計題目: 支板的沖壓工藝與模具設計 起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日5 月 20 日 指 導 教 師: 2009 年 03 月 11 日畢 業(yè) 設 計任 務 書1本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的: 通過這次畢業(yè)設計使學生學會知識的綜合運用,對大學三年所學的專業(yè)課程以及專業(yè)基礎課程進行全面的復習和總結(jié)。通過設計使學生知道如何查閱資料,思考問題,最終解決問題,對模具設計與制造有個全面的認識,畢業(yè)后有設計簡單模具的能力,為以后職業(yè)生涯奠定基礎。同時,要求學生認識到自己所學知識的不足,養(yǎng)成謙虛好學的好習慣,仔細認真的一絲不茍的工作作風。2本畢業(yè)設計課題任務的內(nèi)容和要求(包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等):(1)了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀;(2)分析鋼板的成形工藝并確定其工藝方案;(3)模具主要設計計算;(4)繪制模具總裝圖,并繪制零件圖;(5)模具的裝配及調(diào)試;(6)得出設計結(jié)論。工件名稱:支板生產(chǎn)批量:大批量材料:Q235厚度:1.2 mm工件形狀如圖所示所在專業(yè)審查意見:負責人: 年 月 日系部意見:系領導: 年 月 日插圖清單1.支板零件圖 62.排樣圖 93.落料凹模示意圖104.壓力中心的確定 125.凹模156.推件塊示意圖167.凸凹模結(jié)構(gòu)示意圖178.彈性體示意圖189.開式雙柱可傾式壓力機型號和技術(shù)參數(shù)圖2010.模具總裝示意圖 22 支板的沖壓工藝與模具設計 摘 要 本設計題目為復合模具設計,采用典型倒裝復合模具設計。通過工藝分析,工藝方案的確定,確定了模具設計的方向;通過對支板零件尺寸的分析,確定了毛坯尺寸,計算沖裁力,來計算壓力中心,選擇壓力機和壓力機的噸位。 本設計運用了沖裁工藝及模具設計的專業(yè)知識。首先,通過分析制件的結(jié)構(gòu)工藝,去選擇模具的類型;然后,分析了制造制件所用的材料進而確定凸凹模的尺寸,也為凸、凹模的材料及壓力機選擇提供有了依據(jù)。最后經(jīng)過總體分析沖裁件的特征,確定了模具設計參數(shù),選擇其他零件及卸料裝置。關(guān)鍵詞: 凸凹模 凸模 凹模 Support plate stamping process and die desigen ABSTRACTThe design for the complex subject of mold design, using a typical flip-complex mold design. Through process analysis, process identification program to determine the direction of the mold design; through parts of the support plate size analysis, to determine the rough size, calculating punching power, to calculate the pressure center, select the tonnage presses and presses.The use of blanking process design and die design expertise. First, by analyzing the parts of the structure of technology, to choose the type of mold; then, analysis of manufacturing parts of the material used to determine the size of convex and concave mold, as well as convex, concave mold and the material selection has been based on press. After blanking the final pieces of the overall analysis of the characteristics of the mold to determine the design parameters, choose the other parts and discharge devices 。 Keywords: Bump Die Die Punch河南機電高等??茖W校畢業(yè)設計說明書緒 論目前,我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜?,主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距,導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。.國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快,據(jù)不完全統(tǒng)計,2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2萬多家,從業(yè)人員約50多萬人,2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭,模具企業(yè)總體上訂單充足,任務飽滿,2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具18.13億美元,出口模具4.91億美元,分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1,進出口相抵后的進凈口達13.2億美元,為凈進口量較大的國家。在2萬多家生產(chǎn)廠點中,有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中,產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家,中型企業(yè)幾十家,其余都是小型企業(yè)。近年來,模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快,主要表現(xiàn)為:大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品;專業(yè)模具廠數(shù)量增加,能力提高較快;三資及私營企業(yè)發(fā)展迅速;國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速,但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一,體制不順,基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用,私營企業(yè)近年來發(fā)展較快,國企改革也在進行之中,但總體來看,體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟,再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎薄弱,因此,行業(yè)發(fā)展還不盡如人意,特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二,開發(fā)能力較差,經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低,水平較低,且不重視產(chǎn)品開發(fā),在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元,國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是1520萬美元,有的高達2530萬美元,與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理,真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三,工藝裝備水平低,且配套性不好,利用率低雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設備,但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多,特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因,引進設備不配套,設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍,設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低,帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 第四,專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響,許多模具企業(yè)觀念落后,模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低,專業(yè)化分工不細,商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具,商品模具只占45%左右,其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好,難以完成較大規(guī)模的模具成套任務,與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低,標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響,對模具制造周期影響尤甚。 第五,模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本,國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比,無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格,都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差,也直接影響模具水平的提高。.國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展,但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距,尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年,中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1)模具日趨大型化; 2)在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術(shù); 3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng); 4)在塑料模具中推廣應用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù); 5)提高模具標準化水平和模具標準件的使用率;6)發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù);7)模具的精度將越來越高; 8)模具研磨拋光將自動化、智能化; 9)研究和應用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程;10)開發(fā)新的成形工藝和模具。.國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備,在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中,6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性,是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志,并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年,全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面,世界模具市場年交易總額為600650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到50%以上;國外模具企業(yè)的組織形式是大而專、大而精。2004年中國模協(xié)在德國訪問時,從德國工、模具行業(yè)組織-德國機械制造商聯(lián)合會(VDMA)工模具協(xié)會了解到,德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達48億歐元。其中(VDMA)會員模具企業(yè)有90家,這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%,可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展,國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才,他們的技術(shù)水平比較高故人均產(chǎn)值也較高我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右,而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多1520萬美元,有的達到 2530萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達70%以上,而我國才達到45大學三年的學習即將結(jié)束,畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié),是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用。隨著工業(yè)的發(fā)展,工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快,使模具的需要不斷增加,而對模具的質(zhì)量要求越來越高。模具技術(shù)在國民經(jīng)濟中的作用越來越顯得更為重要。模具是一種特殊的模型,用來塑造(制造)產(chǎn)品;從工藝的角度,模具是一種成型制品的特殊工藝裝備。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備,在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中,6080的零部件都依靠模具成形,模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低,因此,模具被稱之為“工業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”,用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值,往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。 目前,我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達國家相比還比較的落后,主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距,導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展,各行各業(yè)對模具的需求量越來越大,技術(shù)要求也越來越高。雖然模具種類繁多,但其發(fā)展重點應該是既能滿足大量需要,又有較高技術(shù)含量,特別是目前國內(nèi)尚不能自給,需大量進口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復雜、長壽命模具。模具標準件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此,一些重要的模具標準件也必須重點發(fā)展,而且其發(fā)展速度應快于模具的發(fā)展速度,這樣才能不斷提高我國模具標準化水平,從而提高模具質(zhì)量,縮短模具生產(chǎn)周期,降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢,因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應作為重點來發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術(shù)含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點發(fā)展產(chǎn)品,而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術(shù)基礎,屬于有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。沖壓是一種先進的少無切削加工方法,具有節(jié)能省材、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、重量輕、加工成本低等一系列優(yōu)點,在汽車、航空航天、儀器儀表、家電、電子、通訊、軍工、日常用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應用.據(jù)統(tǒng)計,薄板成型后,制造了相當于原材料的12倍的附加值,在國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值中,與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一,在現(xiàn)代汽車工業(yè)中,沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習、生產(chǎn)實習,我熟練地掌握了機械制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識,對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解,達到了學習的目的。對于模具設計這個實踐性非常強的設計課題,我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習,我對于冷沖模具、塑料模具的設計步驟有了一個全新的認識,豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識,而對于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導老師的細心指導下和在工廠師傅的講解下,我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關(guān)資料,通過這些實踐,我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍,更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設計工作者應有的素質(zhì)。設計中,將充分利用和查閱各種資料,并與同學進行充分討論,盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。1.沖壓件工藝性分析沖裁件為Q235鋼,是碳素結(jié)構(gòu)鋼,強度較高。零件外形簡單,結(jié)構(gòu)對稱,是由圓弧和直線組成的。沖裁件內(nèi)外形所能得到的經(jīng)濟精度為IT7IT14,孔中心與邊緣距離尺寸公差為。將以上精度與零件的精度要求相比較,可以認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證,其他尺寸標注、生產(chǎn)批量等也均符合沖裁的工藝要求,故決定采用沖壓方式進行加工。原始資料:工件名稱:支板生產(chǎn)批量:大批量材料:Q235厚度:1.2 mm工件形狀如圖1所示 圖12.工藝方案的確定該零件所需的基本沖壓工序為沖孔和落料,可擬訂出以下三種工藝方案。方案一:兩個單工序模分別兩次加工,即:落料沖孔。方案二:沖孔、落料復合模。方案三:沖孔、落料級進模。 采用方案一,沖模的結(jié)構(gòu)簡單、制造周期短,價格低,而且通用性好,但是壓力機一次行程內(nèi)只能完成一個工序,生產(chǎn)率低,工件的累計誤差大,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??梢圆捎脹_孔、落料復合?;驔_孔、落料連續(xù)模。采用方案二,復合模的行為精度和尺寸精度容易保證,且生產(chǎn)效率高,盡管模具結(jié)構(gòu)比較復雜,但由于零件的幾何結(jié)構(gòu)簡單對稱,模具的制造并不困難。采用方案三,級進模,適合中小型零件的大批量零件生產(chǎn),模具強度高,生產(chǎn)效率也高,針對該零件,雖然級進模制造復雜性和價格要比復合模低,但零件的沖裁精度較差,欲保證沖壓件的形位精度,需要在模具上設置導正銷對條料精定位,故模具制造、安裝較復合模復雜。通過上述三種方案的分析比較,該零件的沖壓生產(chǎn)方案采用方案二的復合模為佳。3.必要的工藝計算3.1 排樣設計 設計復合模時,首先要設計條料排樣圖。該零件具有T形特點,直排列時材料的利用率較低,采用直對排(見圖2)的排樣方案可以提高材料的利用率,減少廢料。查表2.9得搭邊值為:工件間a=1.0mm和側(cè)面a=1.2mm。采用導料銷送料,因此采用無側(cè)壓裝置的送料方式,條料寬度的計算公式為: 條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a側(cè)搭邊值代入數(shù)據(jù)計算,取得條料寬度:B=(43+21+9)=54mm步距:A=D+a=50=1=51mm材料利用率的計算:根據(jù)一般的市場供應情況,原材料選用550mm2000mm1.2mm的冷軋薄鋼板。每塊可剪54mm 500 mm規(guī)格條料40條,材料剪切利用率達90%以上。由材料利用率通用計算公式 = 式中 S單個沖裁件的面積,S=1249.24mm n單個步距內(nèi)的沖裁件數(shù)量;n=2; B條料寬度,mm; A送料步距, mm;得一個步距內(nèi)材料的利用率為 =81.6%圖2 排樣圖3.2 計算凸、凹模刃口尺寸 查2.4表得間隙值3.2.1 沖孔mm凸、凹模刃口尺寸的計算。由于零件結(jié)構(gòu)簡單,精度要求不高,所以采用凸、凹模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸模、凹模刃口尺寸計算如下:查表2.5得凸、凹模制造公差: 。校核:-=0.18-0.126=0.054mm,+=0.04mm。滿足-+的條件。查表2.6得:IT14級時磨損系數(shù)x=0.5。查式(2.5) (8+0.50.1)=8.05mm(8.05+0.0126)=8.176mm3.2.2 外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算。對外輪廓的落料由于形狀較復雜,故采用配合加工法,這種方法由利于得到最小的合理間隙,放寬對模具的加工設備的要求,其凸、凹刃口部分的尺寸計算如下:當以凹模為基準時,凹模磨損后刃口尺寸都增大,因此屬于A類尺寸。查表2.6得磨損系數(shù) 當0.50時,=0.5; 當0.50時, =0.75;按公式(2.8):A=(A -) A凹模尺寸(mm); A 相對應的沖裁件基本尺寸(mm); 沖裁件的公差(mm);35=(35-0.750.4)=35.3mm50=(50-0.50.84)=50.42mm8=(8-0.750.1)=8.075mmR8=(8-0.750.1)=8.075mm落料凹模的基本尺寸與凹模相同,分別是35.3mm、50.42mm、8.075mm不必標注公差,但要求在技術(shù)條件中注明:凸模實際刃口尺寸與落料凹模配制,保證最小雙面合理間隙值,最大不超過(落料凹模刃口部分尺寸示意圖見圖3) 圖3 落料凹模刃口部分尺寸示意圖3.3 沖裁力的計算落料力 F=Lt=(50+82+227.02+28.9+14.82)1.2450 =152.661.2450=82438.2N=82.44kN式中 F沖裁力(kN) L沖裁周邊長度(mm) t材料厚度(mm) 材料抗拉強度(MPa)沖孔力 F孔=Lt=81.2450=13564.8N=13.565kN沖孔時的推件力 = n 取直壁式刃口的凹模刃口形式,由表2.21查的h=6,則n=h/t=6/1.2=5查表2.7得,=0.05 故 = n=50.0513.565 kN =3.391 kN落料式的卸料力 = F查表2.7得,=0.03 故 = F=0.0382.44kN=2.473kN式中 K推 、F卸 推件力系數(shù), n同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件(或廢料)數(shù), n=h/t h凹模洞口直刃壁高度(mm) t板料厚度( mm)總沖壓力F總為 = F+F孔+ =82.44+13.565+3.39+2.47=111.865 kN3.4 壓力中心的確定模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點,模具的壓力中心必須使模柄軸線與壓力機滑塊的中心線相重。否則,沖壓時滑塊就會承受偏心載荷,導致滑塊導軌與模具的導向部分不正常的磨損,還會使合理的間隙得不著保證,從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命甚至損壞模具。 該零件的結(jié)構(gòu)形狀對稱(如圖4所示),屬于簡單的幾何圖形。對于這類零件沖裁的壓力中心位于沖裁件輪廓圖形的幾何中心上: 因零件左右對稱即取=0,故只需計算,取零件總高度的一半,=1/2(35+8)=21.5mm。故刃口輪廓的壓力中心坐標為(0,21.5)。圖4 零件的輪廓4. 模具的總體結(jié)構(gòu)設計根據(jù)以上分析,本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序,且孔邊距較大,可采用倒裝復合模具,可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件,卸料可靠,便于操作。工件留在落料凹??锥粗校瑧诎寄?自O置推件塊;卡在凸凹模上的廢料有卸料板推出;而沖孔廢料則可以在下模座中開通槽,使廢料從孔洞中落下。由于在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實現(xiàn)的,所以卸料板還應具有壓料的作用,因此選用彈性卸料板來卸下條料廢料。 因是大批量生產(chǎn),采用手動送料方式,從右向左送進。為卻保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性,選用導柱、導套導向。由于該零件導向尺寸較小,且精度要求不高,所以此處采用后側(cè)導柱模架。5. 模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設計5.1 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設計,包括以下幾方面5.1.1 落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設計 在落料凹模內(nèi),由于要設置推薦塊,所以凹模刃口應采用直通形刃口,由于凹模簡單,同時為了降低凹模加工難度和凹模結(jié)構(gòu)的復雜程度,得到較高的結(jié)構(gòu)強度,凹模易采用整體式,采用直壁式凹模刃口。查表2.21,取得刃口高度h=6mm。凹模外形尺寸計算公式如下: 凹模厚度H= (不小于15mm) 凹模壁厚C=(1.52)H式中 k厚度系數(shù);s垂直于送料方向的凹模刃口間的最大距離; C凹模壁厚mm ,指刃口至凹模外形邊緣的距離。 查表2.22取凹模厚度系數(shù) K=0.35,凹模厚度H= =0.3543=15.05mm 凹模壁厚C=1.5H = 1.515.05=22.55mm 凹模的外形尺寸確定: 凹模外形長度L:50+222.55=95.1mm凹模外形寬度B:43+222.55=98.1mm凹模板整體尺寸標準化為: 100mm100mm22mm T10A JB/T 7653-94凹模結(jié)構(gòu)和設計尺寸如下圖5所示: 圖5:凹模示意圖5.1.2 推件塊的設計該模具中,被凸凹模推入落料凹模的沖壓件被設置在落料凹模內(nèi)的推件塊推出,推件塊的結(jié)構(gòu)和尺寸設計如圖6所示,推件塊的端面外形應跟落料凹模的刃口形狀一致,整體外形應設計成臺階式以便與凹模配合完成推件,而在沖裁時不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應高出凹模面0.20.5mm。其中與落料凹模接觸的部分按凹模尺寸進行配做,保證單邊間隙0.10.2mm。推件塊采用45鋼,熱處理硬度為4348HRC。圖6 推件塊示意圖5.1.3 沖孔mm凸模的結(jié)構(gòu)設計 為了增加凸模的強度與剛度,凸模非工作部分直徑應制成逐漸增大的多級式,且它的外形尺寸較小,所以選用B形圓凸模。凸模固定板厚度取16mm,凸模長度根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要來確定 L=16+22+1=39mm 由于此凸模直徑較小,但長度較短,則強度和剛度足夠,所以無需對其進行強度校何。沖裁時凸模進入凹模刃口1mm。5.1.4 凸凹模結(jié)構(gòu)的設計 本模具為復合沖裁模,除了沖孔凸模和落料凹模外,還有一個凸凹模。根據(jù)整體模具的結(jié)構(gòu)設計需要,凸凹模的結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示。確定凸凹模安排在模架上的位置時要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù),使壓力中心與模柄中心重合。校核凸凹模的強度:查表2.23得凸凹模的最小壁厚為3.2mm,而實際的最小壁厚為10mm,故符合要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制,并保證雙面間隙為0.1260.180mm。凸凹模上孔中心與邊緣距離尺寸10mm的公差,應比零件所標注的精度高34級,即定為0.15mm。 圖7 凸凹模結(jié)構(gòu)示意圖5.2 落料彈性元件的設計 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初選2個橡膠彈簧(聚氨酯彈性體),每個彈簧的預壓力為/2=2473/2=1236.5N。 1)確定橡膠的自由高度。根據(jù)選用橡膠的原則可知,由于=(35%45%),=(10%15%)。故=(25%30%),由于=(t+1)+5=7.2mm,所以橡膠的自由高度為: =(3.5)=28.8mm,取=30mm 經(jīng)校何+,故橡膠的高度選取合適。 2)確定橡膠的橫截面積A。根據(jù)橡膠選用的原則可知,為使橡膠滿足壓力的要求,則=AP,所以,可以確定橡膠彈簧的面積 A=/P=1236.5N/2.1Mpa=589 3) 確定橡膠彈簧的平面尺寸。選用圓筒形橡膠彈簧,根據(jù)摸具結(jié)構(gòu)取中間小徑d=10mm,外徑D可根據(jù)橫截面積A=(D+d)求出,D=30mm。橡膠彈簧形狀如圖8所示。 4)校核橡膠彈簧的自由高度。/D=1,在0.5/D1.5的范圍內(nèi),不會導致橡膠的失穩(wěn),可以使用。5)橡膠的安裝高度。=-=30-3=27mm。 圖8: 聚氨酯彈性體5.3 模架的設計 模架的各零件標記如下: 上模座: 11013025mm HT200 GB/T2855.5 下模座 11013030mm HT200 GB/T2855.6 導 柱 A20h5120mm 20 JB/T 2861.1 導 套 A20H67028mm 20 GB/T 2861.6 模 柄 4060mm Q235 墊板 1001006mm 45# JB/T7643.3 卸料板 10010010mm Q235 凸凹模高度 53mm 凸模固定板 10010016mm 45# JB/T7643.2凹模 10010022mm T10 JB/T765394模具工作時閉合高度:H閉=h+h+h+h+t+h+ h +h=25+6+16+22+1.2+53+10+30=164mm 該模具采用內(nèi)六角螺釘和銷釘緊固,具體選用標準件如下:內(nèi)六角螺釘: M1050 GB/T 70.12000 M1030 GB/T 70.12000 圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘: M870 JB/T 7650.6 圓柱銷: A855 GB/T 1191986 A48 GB/T 11919866. 沖壓設備的選擇開式雙柱可傾式壓力機型號和技術(shù)參數(shù)型號J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16FJH2-25公稱壓力/KN31.563100160250滑塊行程/mm2535457075最大閉合高度/mm120150180205260工作臺尺寸/mm160250230310240370300450370560墊板尺寸/mm3011030 140351704021050260模柄孔尺寸/mm25403055305540604060最大傾斜角度4535353530選擇型號為JH225的開式雙柱可傾壓力機能滿足使用要求。其主要技術(shù)參數(shù)為:公稱壓力:250KN 滑塊行程:75mm 最大閉合高度:260mm 封閉高度調(diào)節(jié)量:55mm 工作臺尺寸:370mm560mm(前后左右) 墊板尺寸:50mm260mm(厚度直徑) 模柄孔尺寸:40mm60mm(直徑深度) 最大可傾角:307. 繪制模具總裝圖圖9 模具總裝圖模具的動作過程是:條料沿兩個擋料銷從右向左送進,活動擋料銷控制其送進步距。上模下行,進行沖裁,導柱、導套對上下模的運動起到可靠的導向。凹模接觸活動擋料銷時,擋料銷被壓下,上端面與板料平齊,所以凹模不必設置相應的讓位孔。沖裁完畢,卡在凸凹模外的條料搭邊廢料由夏末部分的彈性卸料裝置卸下,沖孔廢料由下模部分的落料孔落下,沖裁下的工件卡在凸模上,隨上模一起回程,上行到一定位置,打桿碰到曲柄壓力機上的打料橫桿,打桿和推件塊把工件推出模外,完成一次沖裁。如此循環(huán)進行連續(xù)沖裁。附:說明書中所有“查表XXX”、“見公式XXX”的內(nèi)容均來自原紅玲主編的沖壓工藝與模具設計一書 。結(jié)束語大學三年的學習即將結(jié)束,畢業(yè)設計是其中最后一個實踐環(huán)節(jié),是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應用。在完成大學三年的課程學習和課程、生產(chǎn)實習,我熟練地掌握了機械/CAD制圖、機械設計、機械原理等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識,對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解,達到了學習的目的。模具設計這個實踐性非常強的設計課題,我們進行了大量的實習。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實習,我對于冷沖模具、塑料模具的設計步驟有了一個大概的認識,豐富和加深了對各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識。在指導老師的細心指導下和在工廠師傅的講解下,我們對于模具的設計和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認識。同時在實習現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實體并查閱了很多相關(guān)資料,通過這些實踐,我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍,更系統(tǒng)而全面了細節(jié)問題,鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設計工作者應有的素質(zhì)。支板屬于復合沖裁件,分沖孔和落料兩部分。分析其工藝性,并確定工藝方案,根據(jù)分析確定本制件可以采用復合模具完成,然后根據(jù)沖裁力選取沖裁時用的的壓力機。本設計主要是進行沖孔、落料模具設計,需要計算沖孔、落料時凸、凹模間的刃口間隙,凸、凹模尺寸和公差,并且還需要確定模具的總體尺寸和模具零件的結(jié)構(gòu),然后根據(jù)上面的設計繪出模具的總裝圖。因制件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單,適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件,必須有可靠的定位、頂出裝置,足夠的開模高度,因此需要確定導柱、導套的長度,以達到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)較為簡單,它可以選用標準的模架,直接對模板進行加工,選材容易,成本低,制造周期短。這次沖孔落料復合模具的設計,是理論知識與實踐有機的結(jié)合,更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。設計中,充分利用和查閱了各種資料,運用了大學期間學到的模具專業(yè)知識和所有的專業(yè)基礎知識,特別是原來所學的一些專業(yè)基礎課:如機械/CAD制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設計與制造等有了更深刻的理解,使我進一步的了解了怎樣將這些知識運用到實際的設計中。同時還使我更清楚了模具設計過程中要考慮的問題,如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費材料,保證工件的經(jīng)濟性,加工工藝的合理性等。這次設計是對過去所學過的機械方面的知識進行了一次溫習和總結(jié),將所學過的知識串在了一起。并與同學進行充分討論,盡最大努力搞好本次畢業(yè)設計。在設計的過程中,有一定的困難,但有指導老師的悉心指導和自己的努力,相信這次畢業(yè)設計完成的比較好。同時通過設計使我認識到,要想做為一名合理的模具設計人員,必須要有扎實的專業(yè)基礎,實踐經(jīng)驗,熟悉多種工藝及加工方法,要多總結(jié)勤學習。并不斷學習新知識新技術(shù),樹立終身學習的觀念,把理論知識應用到實踐中去,并堅持科學、嚴謹、求實的精神,大膽創(chuàng)新,突破新技術(shù),為國民經(jīng)濟的騰飛做出應有的貢獻。由于學生水平有限,而且缺乏經(jīng)驗,設計中不妥之處在所難免,肯請各位老師指正。致 謝首先感謝本人的導師原紅玲老師,她仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設計內(nèi)容提出了許多建設性建議。原紅玲老師知識淵博的、誠懇的為人,使我受益匪淺,在畢業(yè)設計的過程中,特別是遇到困難時,他給了我鼓勵和幫助,在這里我向他表示真誠的感謝!感謝母校河南機電高等??茖W校的辛勤培育之恩!感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境,使我學到了許多新的知識,掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進行課題研究的同窗郭會芳同學,和她在一起討論、研究使我受益非淺。歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設計即將結(jié)束,敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。它是對我們?nèi)陙硭鶎W課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習,也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料,請教各位老師有關(guān)模具方面的問題,并且和同學的探討,模具設計在實際中可能遇到的具體問題,使我在這短暫的時間里,對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍。經(jīng)過近三個月的努力,我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號,為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。最后,我非常慶幸在三年的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學,并感激師友的教誨和幫助!參考文獻1 原紅玲主編.沖壓工藝與模具設計M.北京:機械工業(yè)出版社,2008.82 翟德梅主編.模具制造技術(shù)M. 北京:化工工業(yè)出版社,2005.53 楊占堯主編. 沖壓模具設計手冊M. 北京:高等教育出版社,2008.34 高軍主編.沖壓模具與標準件選用與設計指南M.北京:化工工業(yè)出版社,5 李學鋒主編.模具設計與制造實訓教程M.北京:化學工業(yè)出版社,2004.76 許德珠主編.機械工程材料M. 北京:高等教育出版社,2001.67 寇世瑤主編.機械制圖M.北京:高等教育出版社,2004.78 高為國主編. 模具材料M. 北京:機械工業(yè)出版社,2004.29 孫鳳勤主編.沖壓與塑壓成型設備M.北京:高等教育出版社,2008.810 陳于萍主編.互換性與技術(shù)測量M.北京:高等教育出版社,2005.711 劉鵬主編.中文版AutoCAD基礎教程M.北京:航空工業(yè)出版社,2005.912 肖祥芷主編.模具設計大典(三).南昌:江西科技出版社,2002.10 26 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號零 件 名 稱13凸模工序號工 序 名 稱工序內(nèi)容1下料鋸床下料mm2車削車外圓,按圖紙車削,留雙邊余量0.30.4mm3熱處理淬火硬度5660HRC,頭部回火硬度得到4050HRC4磨外圓粗磨外圓Ra1.6um,與固定板配合部分到尺寸,凸模工作部分留0.02um單邊加工余量5精加工精磨凸模頭部工作部分Ra0.4um,到尺寸6刃磨修整成型去毛刺,精修,達到圖紙設計要求 編制 岳愛軍 校對 審核 批準 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號零 件 名 稱15凹模工序號工 序 名 稱工序內(nèi)容1下料將毛坯鍛成平行六面體。尺寸:110x110x25mm2熱處理退火3銑平面銑六平面,厚度留磨削余量0.6mm,側(cè)面留磨削余量0.4mm4磨平面磨上下平面,留磨削余量0.30.4mm,磨相鄰側(cè)面保證垂直5鉗工劃線劃出對稱中心線,及各孔得中心位置6型孔加工在仿形銑床上加工型孔,留單邊加工余量0.15mm7加工余孔加工固定孔及銷孔,達到技術(shù)要求8熱處理淬火回火,保證硬度達到5862HRC9磨平面磨上下面及基準面達到要求10型孔精加工在坐標磨床上研磨加工留余量0.01mm11研磨型孔鉗工研磨型孔達到規(guī)定技術(shù)要求 編制 岳愛軍 校對 審核 批準 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 零件號零 件 名 稱19凸凹模工序號工 序 名 稱工序內(nèi)容1下料將毛坯鍛成平行六面體。尺寸:70x60x60mm2熱處理退火,硬度229HBS3粗銑六平面銑六平面,厚度留磨削余量0.6mm,側(cè)面留磨削余量0.4mm4磨平面磨上下平面,留磨削余量0.30.4mm,磨相鄰側(cè)面保證垂直5鉗工劃線去毛刺,劃線,定凹模孔中心位置6刨型面按線刨刃口型面,留單邊余量0.3mm7鉗工修正加工凹??椎匠叽?,Ra0.8um,加工留料孔到尺寸8熱處理淬火回火,保證硬度達到5862HRC9磨端面磨兩端面保持與型面垂直Ra0.8um10磨型面成型磨刃口型面達到設計要求11鉗工修正與凸、凹模,卸料板配合,進行精修,去毛刺編制 岳愛軍 校對 審核 批準 目 錄緒論1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀1 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢31. 沖孔落料件工藝分析62.沖孔落料件工藝方案的確定73. 必要的工藝計算8 3.1 排樣設計8 3.2 凸、凹模刃口尺寸計算93.2.1沖孔mm凸凹模刃口尺寸的計算93.2.2外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算93.3 沖裁力的計算11 3.4 壓力中心的確定114. 模具的總體設計 135.模具主要零部件的設計14 5.1 凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設計14 5.1.1 落料凸、凹模的結(jié)構(gòu)設計14 5.1.2 推件塊的設計15 5.1.3 沖孔mm凸模的結(jié)構(gòu)設計16 5.1.4 凸凹模結(jié)構(gòu)的設計16 5.2 落料彈性元件的設計17 5.3 模架的設計186. 沖壓設備的選定207. 繪制模具總裝圖22結(jié)束語24致謝26參考文獻271.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢11.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀11.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢21.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢3i外文資料與中文翻譯外文資料:Analysis on The Factors of Impacting on The Life of Stamping DieREN Hai-dongYU LingAbstract:Stamping is a wide range of material processing methods,stamping die is equipment to achieve the important parts of theprocessing,whose life directly afects quality an d cost ofthe productThis article analyzes to its influencing factors,finding a method tosolveproblems,andimprovethelifeof stamping dieKeywords:Samping die;life;Infl uencing factoIs the use of stamping presses installed in the die pressure on the material to produce plastic deformation or separation in order to obtain the parts needed for a pressure processing method. In industrial production, especially in household appliances, automotive, aerospace and engineering fields such as instrumentation is widely available. The die is the realization of this important technology components and equipment for processing. Die as a result of a long cycle of production and processing, the use of the high cost of materials, manufacturing costs in product cost of production occupies a significant proportion, therefore, to improve the life of stamping dies is very important. Through the use of molds, for various reasons can not be a reproduction of the red pieces of qualified, could no longer be repaired, which is commonly referred to as die failure. Die life by various forms of limitations expired, common are: wear failure, failure deformation, fracture failure and failure, such as bite wounds. Stamping processes, as well as due to different working conditions of the different effects of stamping die failure are many factors, but the same factors may also bring some form of failure. In this paper, an analysis of its influencing factors, possible solutions to the problem in order to achieve the purpose of die life.1 Mold DesignMold design, including structural design and parts design. The structure of mold not only affects the quality of parts produced to determine the productivity of enterprises and processing methods, but also to improve the life of mold also has a key role. Therefore, before designers to make full preparations to meet the production tooling to optimize the structure at the same time.1.1 Parts of Product DesignReasonable product design will help improve the life of mold. If the product has a cusp, or fillet radius is too small, the design of the edge will die due to stress concentration and cracking. Without prejudice to the structure and function of products, we can change the design of some of its unreasonable.1.2 Die Structure DesignReasonable structure can improve the die life. For example, in Die, the direction to improve the convex and concave stamping die in the course of the relative stability, thus ensuring the mold space at a reasonable framework of blanking blanking. And the reasonableness of blanking clearance and stability to improve die life is an important measure. Accurate reduced-oriented relationship between the relative movement of the wear and tear of parts and components to avoid the convex, concave die as a result of unreasonable gap a bite injuries and other forms of failure. Particularly in the Fine Blanking Die, the high-precision mold-oriented institutions is to ensure that the structural design of an important guarantee for success. Therefore in order to improve the life of mold, the form must be the right choice and guide precision-oriented. The choice of orientation should be higher than the accuracy of convex and concave mold with precision. For more blanking punch, punch in a number of large difference in diameter, there is a difference and close the case that if a small and a long punch, then easily lead to instability or break. We can punch arranged in Figure 1 (a) ladder-style in order to increase its stiffness. Punching holes for the need to increase the punch guide in order to enhance the strength of punch, which is to ensure the normal work of stamping dies to the premise. Which can increase many-oriented approach, to be used in Figure 1 (b) shown in the front and the entire process-oriented and other-oriented.Figure 1 (a) ladder layout punch 1 (b) punch-orientedAccurate calculation of the process can also increase mold life. Such as discharge power and the calculation of stroke. If we are not allowed to easily spring fatigue fracture or failure. Die on a high degree of calculation, as well as the choice of press and reasonable manner and location-oriented institutions can effectively improve the die life. Modulus of continuity for the design and layout of the ride side of the calculation of size is also crucial.1.3 Die gapStamping dies when space is the convex, concave die size difference between the horizontal edge. Gap on the impact of a large die life is a stamping process and die design of an extremely important issue. Convex, concave die gap size of a direct impact on product quality and mold the life space is too large or too small will cause the edge passivation or wear and tear (as shown in Figure 2). Die materials drop to die later, punch to punch prevail, and these two dimensions has been the impact of space. The experimental results show that the thickness of the gap below 2 percent, prone punch damage, space for more than 6%, there had been errors in parts size. Gap in the thickness of 4% 5%, the effect of blanking good stability. Die gap, therefore the correct choice is to ensure that an important way to die life. At present, the choice of space data in addition to investigations, the most by the actual experience.(a) gap is too small (b) a reasonable gap (c) gap is too largeFigure 2 gap on the impact of stampings2 Die ManufacturingMold manufacturing process design is reasonable, to ensure that mold is an important way of life. Most of mold manufacturing parts of the process can be carried out in accordance with the normal, but there are special requirements for spare parts or spare parts for local processing, will need to have some special methods.2.1 Mechanical RoughMaterial machining accuracy of the assembly of the mold affects accuracy, it will directly affect the mold of parallelism, perpendicularity and coaxiality. In addition, the marks left rough, worn, are prone to stress concentration sites, but also occurred in the early fatigue cracks and the local.2.2 Heat TreatmentHeat Treatment in the manufacture of stamping die plays a very important role, in spite of different types and different structure of mold, the use of different steel products, or using different machining and processing of shape, but they need to use heat treatment process to obtain a higher hardness and wear resistance, as well as other mechanical properties required. In general, the die service life and quality of products produced to a large extent depends on the quality of heat treatment processing. Thus, in die manufacturing, and continuously improve the skill level of heat treatment, a reasonable template to improve the performance of internal organization and working methods, it is particularly important. Heat treatment time and temperature is an important factor, because of the time in different temperatures, heat treatment may constitute a different form, the main annealing, normalizing, quenching and tempering, and carburizing, nitriding, carbonitriding, etc. For example, in the blanking die, because people punch wedge material is the work of more serious wear and tear parts, so the hardness should be greater in general for the HRC 60 63, die for the HRC 57 60, this kind of hardness than the two , or die punch hardness is higher than the longer die life.3 Die Assembly and DebuggingAssembly is the key to mold production process. A direct impact on the quality of the die assembly of the quality of parts, dies and the life of the state of the technology. Die assembly includes two aspects: (1) good parts of each machining process in accordance with requirements of drawings assembled into a general assembly and assembly; (2) in the assembly process as part of the processing work. Die in the assembly as an example, the technical requirements is to ensure consistency blanking gap and ensure the accuracy of direction-oriented institutions, as well as the movement to ensure that all relevant pieces of die design in accordance with strict technical parameters. This is a debugging tool to ensure a successful and smooth conduct of the production protection, but also to ensure that an important factor in mold life. In recent years, with the development of the production, users are vulnerable to damage parts of the swap request, so that users die at the scene of the rapid replacement of damaged parts. Die before the test mode, it should also be designed in strict accordance with the technical parameters of the model to select press. It is closely related to the length of die life. Press the stiffness, precision, crucial parameters such as tonnage. Press one of the stiffness of stiffness by the bed, transmission stiffness and rigidity of three parts-oriented, if less stiffness, load and unloading end, the die gap, great changes will happen, it will affect the accuracy of stamping parts and mold life. Die after assembly, must be red and adjust the test can be used for production. In order to protect the mold, the first time in debugging, it is necessary to pay attention to the use of paper or aluminum, as well as cold-rolled plate red test. To ensure that edge punch die edge into the depth of the scope of a reasonable (usually for a material thickness). Stamping die so red when the level of stress and wear and tear will be minimal, and fully protect the convex and concave mold, increased die life. The purpose of debugging and the task is: to die out not only qualified stampings, security and stability but also put into production use. Should be based on examination of stamping defects, analysis of its causes and try to solve them. Some bending, deep drawing and flanging, etc. so that the deformation of sheet metal dies, stamping parts, when the shape of complex or high accuracy, it is difficult to accurately calculate the deformation of the former size and shape of the rough. For this type of stamping parts, although the relevant references are rough calculation methods and formulas, but the impact of plastic deformation as a result of many factors, calculated from the size and needs of different size. In the actual production in order to obtain more accurate size, often determined through experiments. Red in the test set to adjust the size of blank.4 ConclusionStamping die life impact of a number of factors, from the above analysis we can see from the mold design to the use of the entire process can improve the die life. Practice has proved that the rational design of die structure and the shape of the die using the appropriate manufacturing processes, heat treatment process, so that die in the normal conditions, can increase the mold life.References: 1 Weng its gold. Cold stamping technology M. Beijing: Mechanical Industry Press, 2007. 2 Liu, ZHANG Bao-zhong. Stamping die design and manufacture of M. Beijing: Higher Education Publishing Agency. 2006. 3Xiaopei.wang. Stamping Manual M. Beijing: Mechanical Industry Press, 2006.中文翻譯:影響沖壓模具壽命的因素分析任海東,于玲摘要:沖壓成形是一種應用廣泛的材料加工方法,沖壓模具是實現(xiàn)零件加工的重要工藝裝備,它的使用壽命直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。對模具壽命的影響因素加以分析,找出解決問題的方法,從而達到提高模具壽命的目的。關(guān)鍵詞:沖壓模具:壽命;影響因素沖壓是利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需要的零件的一種壓力加工方法。它在工業(yè)生產(chǎn)中,尤其是在家用電器、汽車、航空以及儀器儀表等工程領域獲得廣泛應用。而沖模就是實現(xiàn)這一零件加工的重要工藝裝備。由于模具的生產(chǎn)加工周期長,使用的材料費用高,制造成本在產(chǎn)品生產(chǎn)成本中占有相當大的比例,因此,提高沖壓模具的壽命是非常重要的。模具經(jīng)過使用,由于種種原因不能再生產(chǎn)出合格的沖件,也不能再修復,這種情況一般稱為模具失效。模具壽命受各種失效形式的限制,常見的有:磨損失效、變形失效、斷裂失效及啃傷失效等。由于沖壓工序不同以及工作條件的不同,影響沖壓模具失效的因素很多,而同一種因素也可能帶來幾種失效形式。本文對其影響因素進行分析,找出解決問題的方法,從而達到提高模具壽命的目的。1 模具設計模具設計包括結(jié)構(gòu)設計和零部件設計。模具的結(jié)構(gòu)不僅能影響到所生產(chǎn)零件的質(zhì)量,決定企業(yè)的生產(chǎn)效率和加工方式,而且對提高模具的使用壽命也具有關(guān)鍵的作用。因此設計者在設計之前,要做好充分的準備工作,在滿足生產(chǎn)的同時盡可能優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)。11 零件產(chǎn)品設計合理的產(chǎn)品設計有利于提高模具的壽命。如果產(chǎn)品具有尖角,或圓角半徑太小,所設計的凹模刃口就會因應力集中而開裂。在不影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能的前提下,我們可以改變其一些不合理的設計。12 模具結(jié)構(gòu)設計合理的結(jié)構(gòu)可以提高模具的壽命。例如在沖裁模中,導向機構(gòu)提高了凸、凹模在沖壓過程中的相對穩(wěn)定性,從而保證模具在合理的沖裁間隙范圍內(nèi)進行沖裁。而沖裁間隙的合理性及穩(wěn)定性正是提高模具壽命的重要措施。精確的導向減少了有相對運動關(guān)系的零部件的磨損,避免了凸、凹模由于間隙不合理出現(xiàn)“啃傷”等失效形式。尤其在精密沖裁模中,高精度的導向機構(gòu)是確保模具結(jié)構(gòu)設計成功的重要保障。因而為了提高模具的壽命,必須正確選擇導向形式和導向精度。導向精度的選擇應高于凸、凹模的配合精度。對于多凸模沖裁,在幾個凸模直徑相差較大,相距又很近的情況下,如果小凸模細小而又較長,則容易造成失穩(wěn)或折斷。我們可以把凸模布置成如圖1(a)階梯式的,以增加其剛度。對于小孔沖裁,必須增加對凸模的導向,以提高凸模的強度,這是保證沖壓模具能正常工作的前提。其中能增加導向的方法很多,可采用如圖1(b)所示的前端導向和全程導向等。準確的工藝計算也可以提高模具的壽命。如卸料力及行程的計算。若計算不準,容易造成彈簧的疲勞斷裂或失效。對合模高度的計算以及壓力機的選擇,合理的定位方式及導向機構(gòu)等,都可以有效地提高模具的使用壽命。對于連續(xù)模排樣的設計和搭邊尺寸的計算也至關(guān)重要。13 模具間隙模具間隙是指沖壓時凸、凹模刃口橫向尺寸之差。間隙對模具壽命的影響很大,是沖壓工藝與模具設計中的一個極其重要的問題。凸、凹模間隙的大小直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和模具的使用壽命,間隙過大或過小都會使刃口鈍化或磨損(如圖2所示)。沖裁模中落料一般以凹模為準,沖孔以凸模為準,而這兩個尺寸又受到間隙的影響。實驗表明,間隙在板厚的2以下時,凸模容易發(fā)生損壞,間隙在6以上時,制件尺寸出現(xiàn)誤差。間隙在板厚4 5時,沖裁穩(wěn)定效果好。因此正確選擇模具間隙,是保證模具壽命的重要途徑。目前,間隙的選擇除了查資料以外,大部分靠實際經(jīng)驗獲得。2 模具制造模具制造工藝設計的合理性,也是保證模具壽命的重要途徑。大部分模具零件的制造可以按正常的工藝進行,但對有特別要求的零件或零件局部加工,就需要有一定特殊的方法。21 機械粗加工材料的加工精度對模具的裝配精度有很大的影響,將直接影響模具的平行度、垂直度和同軸度。另外,粗加工留下的刀痕、磨痕,都是容易產(chǎn)生應力集中的部位,也是早期產(chǎn)生裂紋和發(fā)生疲勞的地方。22 熱處理熱處理在沖壓模具的制造中起著很重要的作用,盡管不同類型及不同的結(jié)構(gòu)模具,使用不同的鋼材,或采用不同的機械加工及加工成形,但都需要用熱處理的加工方法,使其獲得較高的硬度和耐磨性,以及其他所要求的力學性能。一般來說,沖模的使用壽命及生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量,在很大程度上取決于熱處理加工質(zhì)量因此,在沖模制造中,不斷提高熱處理的技術(shù)水平,合理的改進模板內(nèi)部組織和性能的工作方法,就顯得格外的重要。時間和溫度是熱處理的重要因素,由于時間溫度的不同,可構(gòu)成不同的熱處理形式,其主要有退火、正火、淬火、回火和滲碳、滲氮、碳氮共滲等。比如在沖裁模中,由于凸模楔人材料,是磨損比較嚴重的工作零件,所以其硬度應大些,一般為HRC 6063,凹模為HRC 5760,這樣比兩者硬度樣,或凹模硬度高于凸模的模具壽命更長一些。3 模具裝配及調(diào)試裝配是模具生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。沖模裝配質(zhì)量直接影響制件的質(zhì)量、沖模的技術(shù)狀態(tài)和使用壽命。沖模的裝配工作包括兩方面的內(nèi)容:(1)將每個加工好的零件按圖紙工藝要求裝配成組合件及總體裝配;(2)在裝配過程中進行的一部分加工工作。以沖裁模的裝配為例,其技術(shù)要求是保證沖裁間隙一致性,保證導向機構(gòu)的導向精度,以及保證各相關(guān)運動件能夠按照模具設計的技術(shù)參數(shù)嚴格進行。這是保證模具調(diào)試成功及生產(chǎn)能夠順利進行的保障,也是確保模具壽命的重要因素。近年來,隨著生產(chǎn)的發(fā)展,用戶對易損壞零件提出了互換要求,以便用戶在現(xiàn)場對模具損壞零件的迅速更換。模具在試模前,還應該嚴格按照設計的技術(shù)參數(shù)來選擇壓力機的型號。它關(guān)系到模具使用壽命的長短。壓力機的剛度、精度、噸位等參數(shù)至關(guān)重要。其中壓力機的剛度是由床身剛度、傳動剛度和導向剛度三部分組成,如果剛度較差,負載終了和卸載時,模具間隙會發(fā)生很大變化,將會影響到?jīng)_壓件的精度和模具壽命。模具裝配完后,必須經(jīng)過試沖和調(diào)整,才能進行生產(chǎn)使用。為了保護模具,在第一次調(diào)試時,要注意利用紙片或鋁片以及冷軋板進行試沖。保證凸模刃口進入到凹模刃口的深度在合理的范圍內(nèi)(一般為一個料厚)。這樣模具沖壓時的沖壓力及磨損程度會最小,充分保護了凸、凹模,提高了模具壽命。調(diào)試的目的和任務是:使沖模不僅能沖出合格的沖壓件,而且能安全穩(wěn)定的投入生產(chǎn)使用。應根據(jù)試沖件中出現(xiàn)的缺陷,分析其產(chǎn)生的原因,設法加以解決。有些彎曲、拉深及翻邊等使板料變形的沖模,當沖壓件的形狀復雜或精度較高時,很難精確計算出變形前的毛坯尺寸和形狀。對于這一類沖壓件,雖然相關(guān)參考資料都有計算毛坯的方法和公式,但由于影響塑性變形的因素非常多,計算出來的尺寸和實際的需要尺寸是有差別的。在實際的生產(chǎn)中為了得到較準確的尺寸,往往通過試驗來確定即在試沖調(diào)整中確定毛坯的尺寸。4 結(jié)論影響沖壓模具壽命的因素很多,從以上分析可以看出從模具設計到使用的全過程中,均能提高模具壽命。實踐證明,合理設計模具結(jié)構(gòu)及形狀,采用恰當?shù)臎_模制造工藝、熱處理工藝,使模具在正常的條件下工作,均能提高模具的壽命。參考文獻:1翁其金冷沖壓技術(shù)M北京:機械工業(yè)出版社,20072劉建超,張寶忠沖壓模具設計與制造M北京:高等教育出版社。20063王孝培沖壓手冊M北京:機械工業(yè)出版社,200614
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