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1、落料沖孔工藝論文 落料沖孔工藝論文 10畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 落料沖 孔工藝分析與模具設(shè)計(jì) 目錄前言6 1設(shè)計(jì)任務(wù)8 1.1零件 工藝分析9 1.2確定工藝方案3 2沖裁排樣設(shè)計(jì)9 2.1排樣方 案的確定4 2.2搭邊的選取4 3模具結(jié)構(gòu)計(jì)算5 3.1沖壓力及 壓力中心的計(jì)算5 3.2計(jì)算沖壓力6 3.3確定模具壓力中心7 3.4沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算 7 3.4.1沖孔部分7 3.4.2落 料部分8 3.5確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸 9 3.5.1凹模外形尺 寸的確定9 3.5.2凸模長(zhǎng)度的確定 9 3.6本章小結(jié)10 4沖壓 設(shè)備的選擇11 4.1沖壓設(shè)備的選擇11 4.2本章小

2、結(jié)11 5設(shè) 計(jì)并繪制總圖選取標(biāo)準(zhǔn)件 12 5.1總裝配圖12 5.2部分零件 尺寸13 5.3本章小結(jié)13 6繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖14 6.1凸模14 6.2凸凹模14 6.3凹模15 6.4凸模固定板15 6.5本章小結(jié) 16結(jié)論17致謝19參考文獻(xiàn)20前言模具CAD/CAM 技 術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)運(yùn)用模具 CAD/CAM 技術(shù)，模具設(shè)計(jì)品質(zhì) 得以提高，模具設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)一步縮短，推動(dòng)了模具結(jié)構(gòu)的優(yōu) 化，促進(jìn)形成規(guī)范化、典型化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的體系。 模具制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化，通過(guò)對(duì)數(shù)控銃床、數(shù)控加工 中心、數(shù)控低速走絲線切割機(jī)、數(shù)控電火花加工機(jī)、數(shù)控平 面磨床、數(shù)控內(nèi)外圓磨床、數(shù)控坐標(biāo)磨床、數(shù)控

3、光學(xué)曲線磨 床等精密數(shù)控設(shè)備的靈活運(yùn)用，構(gòu)建形成了加工精密多任務(wù) 位級(jí)進(jìn)模零件的主要手段和技術(shù)，這不僅保證了模具制造精 度和品質(zhì)，同時(shí)也縮短了模具制造周期。 模具制造周期逐步縮短，現(xiàn)代模具制造技術(shù)的深入推廣與 應(yīng)用，促成了模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的日漸提升，模具標(biāo)準(zhǔn)件的使 用率已接近50% o 模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具制造技術(shù)數(shù)控化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的廣泛采 用，有效縮短了模具制造周期，并同時(shí)提高了模具品質(zhì)、降 低了模具制造成本。 制造周期已與國(guó)際同類模具水平相當(dāng)。 模具作為 工業(yè)之母”，目前，電子、汽車、電機(jī)、電器、 儀器、儀表、家電、通訊和軍工等產(chǎn)品中， 60%—80%的零 部件，都要依靠模具成型

4、。 用模具成型的制件所表現(xiàn)由來(lái)的高精度、高復(fù)雜性、高一 致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所無(wú)法比擬。 我國(guó)模具行業(yè)將向大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命和多 功能方向發(fā)展。 模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開(kāi)發(fā)能力。 沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成其加工過(guò)程，生產(chǎn)率高，操 作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，可以獲得其他加工方法 所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。 沖壓產(chǎn)品一般不需要再經(jīng)過(guò)機(jī)械加工便可使用，沖壓加工 過(guò)程一般也無(wú)需加熱毛坯。 所以，沖壓生產(chǎn)不但節(jié)約金屬材料，而且節(jié)約能源，沖壓 產(chǎn)品一般還具有重量輕和剛性好的特點(diǎn)。 沖壓模具設(shè)計(jì)是沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)，是

5、沖壓生產(chǎn)必 不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。 沖壓設(shè)計(jì)水平標(biāo)志著沖壓生產(chǎn)工藝的先進(jìn)性、合理性以及 生產(chǎn)成本的經(jīng)濟(jì)性，它在很大程度上反映了生產(chǎn)技術(shù)水平。 沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與沖壓模具設(shè) 計(jì)和制造有直接關(guān)系。 改革開(kāi)放以來(lái)，特別是近幾年我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng) 勁，汽車產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的地位越來(lái)越突生。 以汽車制造業(yè)為主的交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)已取代電子信 息通信業(yè)，成為名副其實(shí)的領(lǐng)頭羊。 汽車制造業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)了汽車零部件制造業(yè)，需要材 料利用率高，互換性好，強(qiáng)度高和剛性好，生產(chǎn)率高和自動(dòng) 化程度高的汽車起動(dòng)電機(jī)軸承蓋墊圈產(chǎn)品。 目前中國(guó)模具的總產(chǎn)值已躍居

6、世界第三，僅次于日本和美 國(guó)。 由于近年市場(chǎng)需求的強(qiáng)大拉動(dòng)，中國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展， 沖壓模具設(shè)計(jì)市場(chǎng)廣闊。 在金屬和非金屬材料塑性加工工程中，模具是一種必不 可少的工藝裝備。 模具的使用性能特別是使用壽命反映著一個(gè)國(guó)家的工業(yè) 水平，化學(xué)氣相沉積是一種利用氣相物質(zhì)中的莫些化學(xué)過(guò) 程，將高熔點(diǎn)、高硬度金屬及其碳化物、氮化物等性能特殊 的穩(wěn)定化合物涂覆在模具工作零件表面上，形成與基體材料 結(jié)合力很強(qiáng)的硬質(zhì)涂層，從而使模具表面獲得優(yōu)異機(jī)械性能 的技術(shù)。 其中氣相沉積TiN技術(shù)就是一種使用而有效的模具表面強(qiáng) 化新技術(shù)、新工藝。 熱作模具鋼，作為模具鋼的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工 業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)

7、領(lǐng)域。 因此研究熱作模具鋼在化學(xué)氣相沉積 TiN后的組織和性 能，對(duì)提高模具的表面高硬度、耐磨性、耐蝕、耐熱性，提 高模具的壽命具有重要的意義。 給由生產(chǎn)墊圈的沖裁級(jí)進(jìn)模的步驟；通過(guò)沖壓件工藝分 析，確定模具設(shè)計(jì)計(jì)算方案，包括排樣、計(jì)算條料寬度、確 定布距、沖壓力以及各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸等選擇標(biāo)準(zhǔn)零件； 并按照已確定的模具形狀及參數(shù)設(shè)計(jì)并繪制總裝圖。 確定工序過(guò)程安排、排料方案的確定和最佳模具結(jié)構(gòu)的 工藝方案。 進(jìn)行毛坯尺寸、沖裁壓力、卸料力、材料利用率、模具壓 力中心、彈性裝置的選用與計(jì)算、凸凹模刃口工作尺寸及公 差的確定。 1設(shè)計(jì)任務(wù)零件名稱： 墊片，材料08F,厚度1.6m

8、m,大批量生產(chǎn) 1.1 零件工藝分析。 該零件為形狀簡(jiǎn)單，規(guī)則，需經(jīng)過(guò)落料、沖孔兩道工序。 該零件形狀簡(jiǎn)單，精度要求不高，沖壓工藝性良好。 1.2 確定工藝方案。 該工件包括沖孔、落料兩個(gè)基本工序，可以有以下三種： 方案一： 先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)； 方案二： 落料一沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)； 方案三： 沖孔一落料連續(xù)沖裁，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 三種方案比較見(jiàn)表1.1模具種類 比較項(xiàng)目 單工序模 復(fù) 合模級(jí)進(jìn)模沖件精度較低高一般生產(chǎn)效率較低較 高高生產(chǎn)批量適合大、中、小批量 適合大批量適合大 批量模具復(fù)雜程度較易較復(fù)雜復(fù)雜模具成本較低較 高高模具制作精度 較低較高

9、高模具制造周期 較快 較長(zhǎng)長(zhǎng)模具外形尺寸較小中等較大沖壓設(shè)備能力較 小中等較大工作條件一般較好好方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，但需要兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿足該 零件的年產(chǎn)量要求。 方案二只需一套模具，沖壓件的形位精度容易保證，且生 產(chǎn)率也高。 盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn) 單，模具制造并不困難。 方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但零件的沖壓精 度較差。 欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo) 正，故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜，且成本高。 通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方 案二為佳。 2沖裁排樣設(shè)計(jì) 2.1排樣方案的確定 排樣

10、是指沖裁零 件在條料、帶料或板料上布置的方法。 合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn) 率的條件下，得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。 在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生 產(chǎn)重要的技術(shù)指標(biāo)之一。 合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn) 中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬(wàn)件，甚至數(shù)百萬(wàn)件，材料合理 利用的經(jīng)濟(jì)效益更為突生。 保證在最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下得 到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情況，以 選擇較為合理的排樣方案。 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下 三種:

11、 （一）有廢料排樣： 沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺 寸完全由沖模來(lái)保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料 利用率低。 （二）少?gòu)U料排樣： 只在沖件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪 裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣 毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率高，沖 模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （三）無(wú)廢料排樣： 沖件與沖件之間或沖件與條料之間均無(wú)搭邊，沿直線或曲線 切斷條料而獲得沖件。 沖件的質(zhì)量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。 采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁 力，提高材料利用率。 但是，因條料本身的公差以及條料

12、導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤 差影響，沖裁件公差等級(jí)低。 同時(shí)，由于模具單邊受力，不但會(huì)加劇模具磨損，降低模 具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。 綜上分析，并考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取 有廢料排樣。 2.2搭邊的選取 排樣時(shí)，工件及工件與條料側(cè)邊之間的 余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定 的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。 搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會(huì)引起搭邊斷裂或翹曲， 可能啃刃”現(xiàn)象或沖裁時(shí)會(huì)被拉斷，有時(shí)還會(huì)拉入模具間隙 中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。 搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： ①材料的力學(xué)性能。 硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些

13、。 ② 工件的形狀與尺寸。 尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀時(shí)，搭邊要取得大值。 ③材料厚度。 薄材料的搭邊值應(yīng)取的大一些。 ④送料方式及擋料方式。 用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些。 材料厚度t圓形件或圓角r>2t矩形件或邊長(zhǎng) L50或r 3模具結(jié)構(gòu)計(jì)算 3.1計(jì)算沖壓力 3.11沖裁力 沖裁力公式 為 式中一沖裁力； 一沖孔沖裁力； 一落料沖裁力。 3.12沖孔沖裁力 式中K 一系數(shù)（取K=1.3）;一孔的個(gè) 數(shù)，n=1。 一沖孔周長(zhǎng)，mm —材料厚度， 一材料抗剪強(qiáng)度，08F, 屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼，查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》 附表1可知抗 剪強(qiáng)度 r =260MPa =67956.9=68.0KN 3.13 落料沖裁力 mm所以3.14卸料力 式中 一卸料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)［1］知?0.05,取。 所以KN 3.15推料力 式中 一推料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)［1］ 取。 一同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù)，。 所以KN 3.16頂件力 式中 一頂件系數(shù)，查參考文獻(xiàn)［1］ 取。 所以KN 3.17總沖壓力 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的壓力值必須大 于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力。 總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同，當(dāng)采用彈壓 卸料裝置和下由件的模具時(shí)，總的沖壓力為 KN