銅墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計【落料-沖孔復(fù)合?！?落料-沖孔復(fù)合模,銅墊片沖壓成形工藝與模具設(shè)計【落料-沖孔復(fù)合?！?墊片,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計,落料,沖孔,復(fù)合 1 緒論 1.1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(wù)飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進(jìn)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(jìn)出口之比2004年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)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(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)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。 1.2　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(dá)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(shè)計制造中廣泛應(yīng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)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(yīng)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。 1.3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，60％－80％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(biāo)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(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。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(fù)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(dá)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(jìn)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(shè)計、模具工藝設(shè)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(dá)國家大多15～20萬美元，有的達(dá)到 25～30萬美元。 2 沖孔落料的模具設(shè)計 2.1工件圖及技術(shù)要求 1.零件名稱：銅墊片 2.材 料：H62 3.材料厚度：0.5mm 4.未注公差按14級 5.批量生產(chǎn) 2.2 任務(wù)要求 1． 完成制件工藝性分析，確定制件成形工藝方案。 2． 完成模具裝配圖設(shè)計，繪制模具總裝圖。 3． 完成模具零件圖設(shè)計，繪制模具零件圖。 4． 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 2.3沖壓件工藝性分析： 2.3.1結(jié)構(gòu)工藝性分析 1.）該工件形狀簡單，規(guī)則，使用單次沖裁 2.)該沖件處有尖角，但圖紙上無特殊要求，用圓角過渡 3.)沖件無懸臂和狹槽 4.)最小孔邊距為（4-1.5）/2=1.25>1.5t，孔與孔之間的距離3.3-0.75-0.5=2.05>t,合理 5.)沖裁件端部帶圓弧，因為該材料比較軟，所以不會出現(xiàn)臺階 6.)受凸模強度和剛度限制，沖裁件上的孔不能太小。因為最小孔d=1>0.9t,所以合理 2.3.2公差和表面粗糙分析 1.) 該工件最小公差尺寸為φ1，上公差為+0.12,下公差為0，查的精度等級為IT12級，復(fù)合模沖孔能達(dá)到9級，落料能達(dá)到10級。 2.) 表面粗糙度，圖紙未作特殊要求 3.) 沖裁材料H62，沖裁性能比較好，適合沖裁 2.4工藝方案制定 1. 采用單沖模，分別做兩副模具，沖孔模與落料模，但這樣操作制件兩次定位精度低，兩副模具經(jīng)濟成本不高但模具壽命相對也較低，但需要勞動力多，管理成本多，分?jǐn)傇趩渭系某杀据^高，生產(chǎn)操作不安全。 2. 采用級進(jìn)模即將沖孔和落料分成兩個不同工位但裝在同一副模具上同時完成不同工序沖裁，這種方法能使沖件精度較高，但是不適合批量生產(chǎn)，而且制造成本比較高。 3.采用復(fù)合模即沖孔和落料同時進(jìn)行，一次定位能提高沖件精度且模具結(jié)構(gòu)相對簡單，制作費用較低，勞動力需求少，適合批量生產(chǎn)，制造成本一般。 結(jié)論：綜合以上的比較，選擇復(fù)合模工藝方案比較可行，符合各方面要求 3 沖壓零件主要參數(shù)的計算 3.1搭邊值的確定和條料寬度的確定 查課本表格2-6得普通沖裁的塔邊值，材料厚0.5mm，彈壓卸料，工件寬度L小于50毫米，即a=1.0,a1=1.2 由表2-7得剪料公差為0.4，條料寬度為27.9mm,材料利用率87% 3.2 壓力中心及沖壓力計算 a.)沖裁力：Fp=1.3*68.01*0.5*225=9946.5N b.)卸料力：FQ=0.04*9946.5=397.86N c.)推件力：查表2-10得凹模刃口高h(yuǎn)=4 FQ1=0.05*9946.5*4/0.5=3978.6N 采用彈壓卸料和下出件裝置： FΣ=9946.5+397.86+3978.6=14322.96N d.)壓力中心計算： 沖孔 O 0 (0, 0) L0=4.71 O 2 (3.3,0) L2=3.14 落料 O 1 (2.3,0) L1=6.28 O3 (7.4 ,2 ) L3=15.5 O4 (7.4 ,-2) L4=15.5 O5 (19.2,2.7) L5=5 O6 (19.2,-2.7) L6=5 O7 (22.5,2.4) L7=1.6 O8 (22.5, 1.8) L8=1.6 O9 (22.5,-1.8) L9=1.6 O10 (22.5,-2.4) L10=1.6 X0=4.71*0+3.14*3.3+6.28*2.3+15.5*7.4+15.5*7.4+5*19.2+5*19.2+1.6*22.5+1.6*22.5+1.6*22.5+1.6*22.5/61.53≈13 Y0=0 即壓力中心為（13，0） 3.3壓力機標(biāo)準(zhǔn)公稱壓力確定 P大于等于（1.1~1.3）F總=（1.1~1.3）*14KN=(15.4~18.2)KN 根據(jù)表2-2得選擇壓力機為開式壓力機，公稱壓力為100KN，壓力機型號為J-23-10 主要技術(shù)參數(shù)為： 3.4凹模周界尺寸計算和模具典型結(jié)構(gòu)選擇 1.）計算凹模周界L*B： 外形尺寸按下式計算：L=2(L1+L2) 式中，L1為壓力中心到最遠(yuǎn)型孔的壁距離，按照孔型的布置，凹模的外形尺寸L1分別為L1（平行）=12.75 垂直與送料方向的凹模外形最遠(yuǎn)壁間距 L2（垂直）=2.7 由表2-9查得L2=20 垂直送料方向的凹模外形尺寸 L垂直=2*（12.75+20）=65.5 平行送料方向的凹模外形尺寸 L平行=2* (2.7+20)=58 L（垂直）=65.5大于L（平行）=58 所以該模具送料方向為縱向送料 由從向送料，彈壓卸料而選擇典型組合，查手冊的L*B=80*80 g.沖裁凸凹模刃口尺寸計算 凸凹?？紤]用配作法 查表2-13 : =0.09t=0.09*0.5=0.045mm =0.12t=0.12*0.5=0.06mm △ Z=-=0.06-0.045=0.015mm =△/4 尺寸Ⅰ：φ1.5沖孔磨后變小 IT14 △=0.25 x=0.5 =0.25/4=0.0625 b凸=(1.5+0.5*0.25)0-0.06=1.63 0-0.06 沖孔凹模按照凸模在最小間隙與最大間隙制件配做 尺寸Ⅱ：φ1 0+0.12 沖孔磨后變小 IT12 △=0.12 x=0.75 =0.12/4=0.03 b凸=(1+0.75*0.12)0-0.03 =1.09 0-0.03 沖孔凹模按照凸模在最小間隙與最大間隙制件配做 尺寸Ⅲ：R2 落料后變大 IT14 △=0.25 x=0.5 =0.25/4=0.06 B凹=(2-0.5*0.25) 0+0.06 =1.88 0+0.06 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅳ：4 0-0.16 落料后變大 IT12 △=0.16 x=0.75 =0.16/4=0.04 B凹=（4-0.75*0.16）0+0.04 =3.88 0+0.04 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅴ：19 0-0.24 落料磨后變大 IT12 △=0.24 x=0.75 =0.24/4=0.06 B凹=(19-0.75*0.24) 0+0.06 =18.82 0+0.06 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅵ： 6.5 0-0.2 落料后變大 IT12 △=0.2 x=0.75 =0.2/4=0.05 B凹=(6.5-0.75*0.2) 0+0.05 =6.35 0+0.05 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅶ：5 0-0.16 落料后變大 IT12 △=0.16 x=0.75 =0.16/4=0.04 B凹=(5-0.75*0.16) 0+0.04 =4.88 0+0.04 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅷ：5.4 0-0.1 落料后變大 IT12 △=0.1 x=0.75 =0.1/4=0.03 B凹=(5.4-0.75*0.1) 0+0.03 =5.33 0+0.03 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅸ：2.3 落料后變大 IT14 △=0.25 x=0.5 =0.25/4=0.06 B凹=(2.3-0.5*0.25) 0+0.06 =2.18 0+0.06 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅹ：30+0.12 落料后變小 IT12 △=0.12 x=0.75 =0.12/4=0.03 B凹=(3+0.75*0.12)0-0.03 =3.09 0-0.03 落料凸模按照凹模在最小間隙與最大間隙之間配做 尺寸Ⅺ: 4.2±0.1 磨后尺寸不變 IT13 △=0.2 x=0.75 =0.2/4=0.05 C凸=C凹=(4.1+0.1) ±0.2/8=4.2±0.03 尺寸Ⅻ：3.3 磨后尺寸不變 IT14 △=0.3 x=0.5 =0.3/4=0.08 C凸=C凹=(3.3+0.15)±0.3/8=3.45±0.04 3.5選擇標(biāo)準(zhǔn)模架 由于沖件精度要求不高，選擇對角到導(dǎo)柱的模架，該模架適合橫，縱送料方向 h.彈簧選擇 F卸/4=P’ *Fx 398/4=p *Fx 根據(jù)手冊查表1的取矩形界面符合彈簧 即，選擇25*90的規(guī)格 1導(dǎo)柱 2下模座 3下固定板 4凸凹模 5彈壓卸料板 6擋料銷 7上模座 8上墊板 9 浮動模柄 10 調(diào)節(jié)螺釘 11 壓板 12 橡膠 13 螺釘 14 上固定板 15 中墊板 16 落料凹模17 導(dǎo)套 18頂桿 19 推板 20 沖孔凸模 結(jié)構(gòu)特點： 模具導(dǎo)向：制件精度不高，采用對角導(dǎo)柱，用導(dǎo)柱12滑動導(dǎo)套8導(dǎo)向定位 卸料：卸料板5不僅起卸料作用，同時可導(dǎo)向凸模的作用。卸料板材料為45鋼，不熱處理仍符合各項要求 模具結(jié)構(gòu)小，凹模采用整體結(jié)構(gòu)；凸模用鉚接式固定 凸模選用Cr12MoV制作，熱處理58~62HRC，耐磨損 制件精度不高，對模具定位精度也不高，擋料銷定位擋料，正確，方便 凸模固定板采用Q235，凹模采用Cr12Mov熱處理60~64HRC，上、下模用HT250制作，經(jīng)調(diào)質(zhì) 導(dǎo)柱、導(dǎo)套，采用20鋼熱處理58~64（滲碳） 凸模，固定板型腔，凹模，卸料板，采用快絲切割 沖模工作過程 將條料校平送入工作范圍，擋料銷定位，壓力機滑塊下行上模座向下運動卸料板將條料壓平至凹模上，然后模具向上運動條料被卸料板卸下，推板推料，順利完成沖壓工序 設(shè)計小結(jié) 此課題來的比較晚，本來想放棄做畢業(yè)設(shè)計，因為我是委培生，原因很多，畢業(yè)證書不能拿到，工作的忙碌，路途的遙遠(yuǎn)，但后來想想，以上的原因也不能成為什么，大學(xué)三年，也應(yīng)該有所成就，最后決定還是給自己一個交代，認(rèn)認(rèn)真真完成這樣一生只有一次的畢業(yè)設(shè)計。 拿到課題，分析之后發(fā)現(xiàn)，將要設(shè)計的是一副復(fù)合沖裁模，這樣一來，在公司實習(xí)的東西，就只能用到一點點，我是學(xué)級進(jìn)模的，相對來說，復(fù)合模應(yīng)該是在這之前所需要經(jīng)過的一個階段，而在公司我沒去學(xué)過單沖模，所以所需的一切我必須從以前的課本和記憶中尋找。 參看典型畢業(yè)設(shè)計，讓我對設(shè)計的步驟有了一定的了解，翻閱參考書，利用一段時間進(jìn)行了各類工藝分析和各個尺寸的計算，由于有一定的基礎(chǔ)，這些方面做起來也比較輕松，接下來才進(jìn)入正題——模具圖的繪制 我們公司主要用的軟件是AutoCAD，所以一個設(shè)計員對CAD的操作熟練度是不可忽視的，由于經(jīng)過一個月的強化練習(xí)，我對CAD的熟練度達(dá)到了一個很高的程度，所以繪制這樣的模具的是難不到我的，我參閱課本的典型倒裝復(fù)合模，對自己的工件進(jìn)行總裝圖的設(shè)計。手冊中查閱出了典型的模座布置，然后配上了各個板的大小，并且對各板的連接配上了銷釘和螺釘，我選擇的是彈簧彈壓卸料，因為我認(rèn)為用彈簧卸料要比其他方式都要好，用圓擋料銷定位，推板通過頂桿推件，凸模凹模均采用Cr12Mov材料，有利于磨損。整個模具結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命好，適合批量生產(chǎn)。 此次畢業(yè)設(shè)計，我運用了公司與學(xué)校所學(xué)知識結(jié)合，利用工作空出時間，參考各類書籍獨立完成的，由于對復(fù)合模的知識有所欠缺，難免出現(xiàn)錯誤，今后也會一一改正。然而在學(xué)習(xí)過程中，首先我明白了做學(xué)問要一絲不茍，對于出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要輕視，要通過正確的途徑去解決，在做事情的過程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅持下去就可以找到思路去解決問題的。在工作中要學(xué)會與人合作的態(tài)度，認(rèn)真聽取別人的意見，這樣做起事情來就可以事倍功半。 畢業(yè)設(shè)計的完成既為大學(xué)三年劃上了一個完美的句號，也為將來的人生之路做好了一個很好的鋪墊。 致謝 三年一晃而過，校園生活已成回憶。在學(xué)校里，同學(xué)老師都很照顧我。我深表感謝。這次畢業(yè)設(shè)計做的很沖忙，有太多的紕漏，請老師多多包容。 雖然我不是學(xué)校真正的學(xué)生，也不敢說為學(xué)校爭光，但我也不會替學(xué)校摸黑。 這三年，在學(xué)校學(xué)到很多專業(yè)知識，這可能就是我以后的衣食父母，我很感激。 這是在學(xué)校交的最后一份作業(yè)了，主觀上還是希望能完美結(jié)束，做到善始善終。但走出社會后，好多事情超出了自己能掌握的范圍，與本意相違背了?？紤]的不夠好的希望給予指正。 參考文獻(xiàn) [1]韓森和主編.冷沖壓工藝及模具設(shè)計制造.[M] 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