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沖壓純凈的鈦板料的可鍛模性 機(jī)械工程學(xué)，臺(tái)灣國(guó)立大學(xué)，臺(tái)北10764，羅克克(1964年提出的厘米·克·秒制電導(dǎo)率單位) 2003 年10月20 日標(biāo)準(zhǔn)；2005 年4月12 日接受以修改過(guò)的形式；2005 年5月4 日公證 摘要 由于六角close-packed (HCP) 晶體結(jié)構(gòu), 商業(yè)純凈的鈦(CP 鈦) 在室溫顯示低延展性, 并且要求熱量活化作用增加它的延展性和可模鍛性。在本研究中, 由實(shí)驗(yàn)性方法學(xué)習(xí)了CP 鈦板料在vanous 溫度的可模鍛性. 拉伸測(cè)試第一次進(jìn)行調(diào)查CP 鈦板料在各種各樣的溫度下的機(jī)械行為。形成極限測(cè)試，V 彎曲測(cè)試,和拉伸試驗(yàn)測(cè)試沖壓CP 鈦板料在各種各樣的溫度下的可模鍛性。實(shí)驗(yàn)性結(jié)果表明, 雖然可模鍛性被限制以冷形成，但CP 鈦板料在室溫能形成薄元件。另外, V 彎曲測(cè)試表明，在拉拔成型溫度可以減少回彈。試驗(yàn)結(jié)果獲得在本研究中可以幫助設(shè)計(jì)CP 鈦板料沖壓模。 2005 年Elsevier B.V 版權(quán)所有。 關(guān)鍵字：純鈦板；可成形性；成型極限；V彎曲；回彈 1. 介紹 由于它的重量和高強(qiáng)度系數(shù)，工業(yè)純凈的鈦(CP 鈦) 是一潛在構(gòu)件, 并且最近受到電子產(chǎn)業(yè)注意。因?yàn)樗母?jìng)爭(zhēng)力和優(yōu)越表現(xiàn)，CP 鈦的主要分解的過(guò)程是壓制形成。在制造工藝的壓制成形之中，沖壓CP 鈦板料是特別重要為生產(chǎn)薄壁結(jié)構(gòu)組分被使用在電子產(chǎn)品, 譬如筆記本蓋子, 移動(dòng)電話 等。CP 鈦板料由于它六角close-packed (HCP) 結(jié)構(gòu)在室溫通常顯示有限的延展性。雖然可成形性可以在高溫下改善，但是一個(gè)制造過(guò)程總希望在室溫下進(jìn)行。但是, CP 鈦多數(shù)研究集中于微結(jié)構(gòu) [ 1-4 ], 并且關(guān)于CP 鈦板料沖壓的可模鍛性文學(xué)研究不是很深入。 在本研究中, 使用實(shí)驗(yàn)性方法調(diào)查了CP 鈦板料沖壓的可模鍛性。從實(shí)驗(yàn)獲得的關(guān)于CP 鈦板料在各種各樣的溫度范圍從室溫到300攝氏度的機(jī)械性能的結(jié)果。另外,CP 鈦板料的重要形成的特征, 譬如形成極限, 回彈,和極限拉延比，都要被檢測(cè)。 2. 在各種各樣溫度下的機(jī)械性能測(cè)試 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是根本信息為金屬板的可模鍛性的研究。依照以上提到, 在室溫CP 鈦板料的可模鍛性是有限的,可以在拉伸成型溫度改善。為了審查品CP 鈦物產(chǎn)覆蓋在不同的溫度的機(jī)械性能，拉伸測(cè)試執(zhí)行了在各種各樣的溫度范圍從室溫對(duì)300 0C 和在0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001/s 之下的不同的張力率, 各自地。拉伸測(cè)試標(biāo)本由JIS 等級(jí)1 CP 0.5 毫米制成鈦板料厚度準(zhǔn)備了根據(jù)ASTM 標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)本被削減沿平面剖面與輾壓方向(00), 和在角度450 和900 對(duì)輾壓方向。標(biāo)本裁減毛刺沿導(dǎo)線邊緣。 拉伸測(cè)試進(jìn)行了使用MTS 810 測(cè)試機(jī)器。因?yàn)樵诟邷販y(cè)試、熱化熔爐接通MTS810 測(cè)試機(jī)器。標(biāo)本在拉伸測(cè)試之前先加熱到100, 200, 和300 0C。在測(cè)試期間, 溫度標(biāo)本被保持恒定直到樣品拉伸到故障。 在本研究中, 工程學(xué)應(yīng)力關(guān)系第一次從實(shí)驗(yàn)性數(shù)據(jù)獲得，然后是轉(zhuǎn)換成真實(shí)的應(yīng)力聯(lián)系根據(jù)a一Qo(1 +e) 和 e=ln(1十e), a 和s 是真實(shí)的重力和真正的張力、Qo 和a 是工程應(yīng)力, 和工程應(yīng)變的張力, 各自地。在室溫下從樣品獲得CP 鈦真實(shí)的應(yīng)力關(guān)系，被削減三個(gè)不同取向被顯示在圖l 。非均質(zhì)性的行為被觀察在圖1 。它被看見圖1, 00 標(biāo)本有更高的出產(chǎn)量和a 更大的伸長(zhǎng)比標(biāo)本在其它二個(gè)方向, 在伸長(zhǎng)上的區(qū)別是更加重大的。并且觀察它, 0度 樣本顯示重大工作硬化的產(chǎn)物在標(biāo)本之中在三個(gè)方向。這個(gè)結(jié)果一致于那獲得Ishiyama 等[ 5 ] 。在起點(diǎn)階段測(cè)試他們發(fā)現(xiàn)了滑動(dòng)變形發(fā)生在00 個(gè)和900 個(gè)方向。在進(jìn)一步變形階段期間, 孿生變形快速地增加在00 方向和生產(chǎn)更高的抵抗反對(duì)脫臼滑動(dòng), 收效按更大的價(jià)值在出產(chǎn)量, 工作硬化, 和伸長(zhǎng)。CP 的平均屈服應(yīng)力和伸長(zhǎng)鈦板料在室溫是大約352 MPa 和28%, 各自地?？墒悄铅抵登?yīng)力和伸長(zhǎng)的值CP 鈦板料在室溫下不是良好的在一深拉處理比擬碳鋼的、他們是可行的因?yàn)橄鄬?duì)淺的模具產(chǎn)品從那可成形性觀點(diǎn)。 圖2 顯示原物和被扭屈的標(biāo)本在三個(gè)方向。它被注意在圖2, 00 標(biāo)本進(jìn)行一致的變形在破裂之前, 當(dāng)900 標(biāo)本顯示一次明顯的頸, 和變形 450標(biāo)本方向在那些其它二個(gè)方式之間 為了審查張力率的作用在CP 鈦板料的變形, 拉伸測(cè)試并且執(zhí)行在室溫在不同的滑塊速度之下, 造成不同的張力率的0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001,各自地。真實(shí)的應(yīng)力關(guān)系在各種各樣的張力率為00 標(biāo)本被顯示在圖3 。重要的微量在應(yīng)力曲線從張力率0.1 到0.001 是注意在圖3, 和應(yīng)力曲線變得接近互相之后。同樣觀察在拉伸測(cè)試趨向?yàn)?50 個(gè)和900 個(gè)樣本。它表明CP 鈦板料穩(wěn)定的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可能是在張力率更小比0.001 之下獲得。 CP 鈦的真實(shí)的應(yīng)力聯(lián)系覆蓋在各種各樣的溫度范圍從室溫對(duì)300 0C 為標(biāo)本00 方向被顯示在圖4。測(cè)試執(zhí)行在張力率的0.001顯示在圖4。在圖4,上CP 鈦板料在高溫下有更好的可鍛性。測(cè)試更低溫度的增量得到應(yīng)力曲線比例。注意在圖4 依照樣本的伸長(zhǎng)不增加從室溫對(duì)100 0C被觀測(cè), 相反, 伸長(zhǎng)得到更小當(dāng)樣本被加熱 100 0C 。 Fig. 3. True stress-strain relations at various strain-rates (1/s) for 00 speci men at room temperature. 但是, 在測(cè)試的溫度比100 0C更高時(shí)伸長(zhǎng)變大。更大的伸長(zhǎng)在室溫是相當(dāng)異常的。但這種現(xiàn)象唯一發(fā)生在00 樣本。45度和90度樣本,當(dāng)在測(cè)試的溫度伸長(zhǎng)連續(xù)被增加, 顯示在圖5和圖6上, 各自地。在室溫發(fā)生了更大的伸長(zhǎng)在 00 樣本也許歸結(jié)于在室溫孿生變形的快速的增量在00 方向, 導(dǎo)致更高的抵抗阻止脫臼滑動(dòng), 并且造成更大的伸長(zhǎng)。各向異性現(xiàn)象其它索引是塑料張力比率, 即。 r 價(jià)值, 被定義作為塑料張力比率在到那的橫向方向在厚度方向在a 單軸的拉伸測(cè)試。 窗體頂端 在本研究中, r 價(jià)值是樣本在室溫拉伸測(cè)試獲得0度, 45度, 和 90度方向。測(cè)量r 價(jià)值從標(biāo)本被舒展到20% 是4.2, 2.2, 和2.1 為 00, 450, 和900 個(gè)標(biāo)本, 各自地。從更高的r- 價(jià)值表明更好的回火性, 它表示, CP 鈦覆蓋陳列更好的深圖畫質(zhì)量在輾壓方向比其它二個(gè)方向。并且CP 鈦各向異性現(xiàn)象板料再被證實(shí)了從重大區(qū)別 r 價(jià)值。 3. 沖壓CP 鈦板料的可鍛性 除基本的機(jī)械性能之外, 審查了CP 鈦板料的沖壓的可模鍛性。在本研究,形成極限測(cè)試在室溫, 并且V 彎曲測(cè)試和圓杯子圖畫測(cè)試在各種各樣溫度執(zhí)行了。測(cè)試結(jié)果被談?wù)摿伺cCP 相關(guān)形成的物產(chǎn)鈦覆蓋在印記過(guò)程中。 3.1. 成型極限測(cè)試 因?yàn)镵eeler 和Backofen [ 6 ] 介紹了概念形成極限圖(FLD), 1963 年這是 廣泛被接受的標(biāo)準(zhǔn)為破裂預(yù)言以金屬片 形成。確定FLD, 舒展測(cè)試是執(zhí)行為不同的寬度薄鋼板樣品使用半球型沖床。標(biāo)本是第一電化學(xué)上銘刻以會(huì)是的圓柵格扭屈入橢圓在被舒展以后。 工程學(xué)張力測(cè)量了沿少校和較小軸橢圓被命名少校和較小張力, 各自地。并且他們主要是測(cè)量飛機(jī)上的張力。 在本研究中, 長(zhǎng)方形標(biāo)本有同樣長(zhǎng)度的100mm, 但以另外寬度排列從10 到100 毫米在10 毫米的增加, 被測(cè)試了。相似與拉伸測(cè)試, CP 鈦板料被切開了在三個(gè)取向?qū)殙悍较? 即, 00, 450, 和900, 為各標(biāo)本的大小。在測(cè)試期間, 標(biāo)本夾緊了在周圍被舒展了對(duì)失敗在78 毫米半成品沖床。工程學(xué)少校和較小張力測(cè)量在地點(diǎn)最接近破裂為每個(gè)標(biāo)本被記錄了。少校和較小張力是密謀反對(duì)互相以主要張力作為縱坐標(biāo), 和曲線適合入張力點(diǎn)被定義了形成的極限曲線。圖顯示這形成極限曲線稱形成的極限圖。FLD 是一個(gè)非常有用的標(biāo)準(zhǔn)為發(fā)生的破裂在一個(gè)沖壓的過(guò)程中。 根據(jù)早先分析, CP 鈦板料能被形成在室溫。為了進(jìn)一步證實(shí)它的可行性, 形成的極限測(cè)試執(zhí)行了在室溫度。測(cè)試結(jié)果看出圖7 顯示形成的極限曲線?？匆娫趫D7, 主要張力在曲線的最低的點(diǎn), 并且是平面張力變形方式, 是0.34 。比較被冷軋的鋼或不銹鋼, 這數(shù)值更低。但是, 為沖壓薄產(chǎn)品, 圖7顯示形成的極限曲線表明CP 鈦板料在室溫形成的更大的可能性。這有可能在室溫用CP 鈦板料能制造電子材料。 3.2. V 彎曲測(cè)試 因?yàn)镃P 鈦彈性模數(shù)比鋼要低,回彈是重要的彎曲處理。在本研究, V 彎測(cè)試執(zhí)行了審查CP 鈦板料在各種各樣溫度回彈形成的物產(chǎn)。V 彎測(cè)試結(jié)果用圖8顯示 。圖8能看見在下模有一個(gè)開頭角度90度。環(huán)烷驅(qū)研究那效果的沖頭半徑接通彈性后效，工具以沖壓半徑從0.5 到5.0 毫米, 在0.5 毫米的增加, 準(zhǔn)備了。CP 鈦板料的樣本以0.5 毫米的厚度, 長(zhǎng)度 60 毫米, 和寬度15 毫米。為增加測(cè)試的溫度,標(biāo)本被附寄了在熱化熔爐。V 彎測(cè)試不使用潤(rùn)滑劑因?yàn)槟Σ燎闆r有對(duì)回彈的無(wú)意義作用發(fā)生了在V 彎曲測(cè)試。彎曲的測(cè)試進(jìn)行了在室溫, 100, 200, 和3000C, 各自地。在彎曲的測(cè)試以后, 彎的標(biāo)本角度由CMM 測(cè)量了, 和回彈角度被計(jì)算了 。 Fig. 8. Tooling used in the V-bend tests 圖9 和10 顯示關(guān)系在回彈之間并且沖壓半徑在室溫和300 0C, 各自地?？匆陨蟽蓚€(gè)圖, 不管溫度變化回彈減少為更小的沖壓半徑。在彎曲時(shí)更小的沖壓半徑導(dǎo)致更大的塑料變形,因此要減小回彈的作用。在圖9 和10負(fù)值的彈性后效發(fā)生在較小沖頭半徑的時(shí)候。這是因?yàn)槟前辶显赩 形狀的平直的邊被扭屈入形成弧光在彎曲的過(guò)程開始, 和裝載被應(yīng)用鋪平弧在彎曲處理結(jié)果的結(jié)尾復(fù)合應(yīng)力分配導(dǎo)致負(fù)值的彈性后效 [ 7 ] 。比較兩個(gè)圖,觀察, 回彈減少當(dāng)形成的溫度增加不管沖頭半徑尺寸。它表明那 CP 鈦板料不僅有更好的可鍛性而且體驗(yàn)較少回彈在形成的高溫。我們知道, 回彈是由彈性模數(shù)和材料的屈服應(yīng)力影響的。彈性模數(shù)不會(huì)隨溫度變化而變化。而且溫度升高CP 鈦板料的屈服應(yīng)力減少，高溫是形成回彈減退是因?yàn)樵诟偷臏囟菴P 鈦的屈服應(yīng)力更低。 Fig. 10. Relations between springback and punch radius at 300 "C for spec- imens of three directions. Fig. 11. Punch and die used in circular cup drawing tests. Fig. 12. Drawn cups at various forming temperatures 3.3盤狀拉深試驗(yàn) 限制的圖畫比率(LDR), 被定義作為圓直徑的比(Dp) 與沖壓直徑(Dp) 在一張成功的圓盤拉深處理, 是一個(gè)普遍的索引使用描述可模鍛性金屬板。LDR 的更大的價(jià)值暗示更大的圖畫深度, 即,更好的可鍛性 。在本研究中, 沖壓和沖模被顯示在圖11 使用了圓盤拉深測(cè)試。測(cè)試執(zhí)行了在室temperatore, 100, 和200 0C, 各自地。在高溫下為了進(jìn)行拉深測(cè)試使用加熱器。為了獲得一個(gè)成功的拉深過(guò)程。那坯料尺寸和空白座力適當(dāng)調(diào)節(jié)除去些缺點(diǎn)比如斷裂和皺紋，如果在拉深測(cè)試破裂出現(xiàn), 斷開軸心力對(duì)更小的價(jià)值會(huì)被調(diào)整直到破裂被消除到?jīng)]有皺痕發(fā)生。當(dāng)斷裂力量的調(diào)整沒(méi)有消除破裂, 減少斷裂的方法會(huì)被嘗試同時(shí)避免破裂。拉深試驗(yàn)采取壓制皺痕，但是, 在LDR 測(cè)試, 空白的大小是并且作為參量確定LDR 的價(jià)值除對(duì)上述調(diào)整的用途之外。從拳打直徑是35 毫米, 空白的直徑被增加在3.5 毫米的增加從70 毫米對(duì)最大的可能的直徑為計(jì)算價(jià)值方便起見 LDR 。MoS2 被使用了作為潤(rùn)滑劑在所有圓杯子圖畫測(cè)試進(jìn)行在本研究中, 和圖畫速度是0.2 mm/s 。 圖12 顯示拉長(zhǎng)的杯子在各種各樣的溫度。 圖12清楚的顯示,當(dāng)形成溫度增加時(shí)拉拔深度增加。表明這個(gè)圖形那自動(dòng)測(cè)試設(shè)備畫的形狀拉深成形的在多樣的溫度是相當(dāng)不同的。自動(dòng)測(cè)試設(shè)備現(xiàn)象變成重要的在較高的成型溫度。LDR 、畫的深度, 和相關(guān)的處理參量的價(jià)值被列出在表1 為測(cè)試進(jìn)行在各種各樣的溫度。它被注意在表1, 所有價(jià)值增加當(dāng)形成的溫度增量。但是, 增量 LDR 和圖畫深度不是那么重大的在范圍從室溫對(duì)100 0C, 但得到大從100 2000C 。注意在表1一大的斷裂紋是需要的大的坯料尺寸到是成功地從中提取一較高的溫度是。在室溫CP 鈦板料LDR 的價(jià)值是2.2, 與可比較的碳鋼, 表明, 沖壓CP 鈦覆蓋在室溫是可行的。 4. 結(jié)束語(yǔ) 在本研究中調(diào)查了由做各種各樣的試驗(yàn)。在各種各樣的溫度CP 鈦板料沖壓的可鍛性的形成。機(jī)械性能 CP 鈦板料在各種各樣的溫度第一次被審查了, 并且應(yīng)力聯(lián)系被獲得從實(shí)驗(yàn)表明, CP 鈦板料有更高的屈服應(yīng)力和更小的伸長(zhǎng)在室溫, 但當(dāng)板料被加熱到300 0C比例減少由屈服應(yīng)力的增加決定。它是被注意應(yīng)力聯(lián)系獲得從拉伸測(cè)試在室溫表明CP 鈦板料能被形成入淺組分在室溫, 雖然屈服應(yīng)力是一少許更高的。形成限制CP 鈦板料的圖被獲得在室溫不是那么高的作為那些被冷軋的鋼, 而是極小值主要張力0.34 并且提供一種最宜的可能性為 CP 鈦板料被形成在室溫。圓形拉深測(cè)試顯露, 在室溫CP 鈦板料有 LDR 價(jià)值的2.2, 和成功地拉長(zhǎng)的以20 毫米的深度證實(shí)CP 鈦板料可能被形成入淺組分在室溫。但是, 露出的現(xiàn)象顯示表明, CP 鈦板料負(fù)擔(dān)重要的 各向異性現(xiàn)象在能并且影響可鍛性的平面圓形拉深。 調(diào)查了在室溫度應(yīng)力聯(lián)系對(duì)張力率的作用。實(shí)驗(yàn)性結(jié)果表示, 應(yīng)力聯(lián)系變得穩(wěn)定當(dāng)張力率比0.001 小。在V 彎測(cè)試, 實(shí)驗(yàn)性結(jié)果顯露重要信息回彈可能被減少在被舉起的形成的溫度。彈性后效可以是減少如果使用一較小沖頭半徑 。實(shí)驗(yàn)性結(jié)果表明本研究提供根本性形成CP 鈦板料模具設(shè)計(jì)。 鳴謝 作者會(huì)想感謝全國(guó)科學(xué)中華民國(guó)的委員會(huì)為財(cái)政支持這研究根據(jù)合同第NSC 89-2212-E-002-147,使實(shí)驗(yàn)工作成為可能。 參考文獻(xiàn) [I] P. Jones, W.B. Hutchison, Stress-state dependence of slip in titanium6A1-4V and other H.C.P. metals, Acta Metall. 29 (1981) 951-968. [2] G. Haicheng, Orientation dependence of slip and twinning in HCP metals, Scripts Mater. 36 (12) (1997) 1383-1386. [3] M.H. Yoo, Twinning and mechanical behavior of titanium aluminides and other intermetallics, Intermetallics 6 (1998) 597巧02. [4] J.W. Christian, 5. Mahajan, Deformation twimung, Prog. Mater. Sci.39 (1995) 1-157. [5] S. Ishiyama, S. Hanada, O. Izumi, Orientation dependence of twinping in commercially pure titanium, J.扣n. Inst. Met. 54 (9) (1990) 976-984. [6] S.P. Keeler, W.A. Backofen, Plastic instability and fracture in sheets stretched over rigid punches, Traps. Am. Soc. Met. 56 (1963) 25-48. [7] L. Forcellese, F. Fratini, Gabriella, F. Micari, The evaluation of springback in 3D stamping and coining processes, J. Mater. Process. Technol. 80-81 (1998) 108-112. Fig. 15 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表 學(xué)生姓名 帥凱強(qiáng) 學(xué) 號(hào) 061304433 指導(dǎo)教師 杜偉 選題情況 課題名稱 端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 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(wù)書 有 無(wú) 開題報(bào)告 有 無(wú) 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯報(bào)及解答問(wèn)題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績(jī)?cè)u(píng)定： 所在專業(yè)意見： 負(fù)責(zé)人： 2009 年 月 日 端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 摘要：設(shè)計(jì)著重介紹了制件的成型工藝，及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)制件的工藝分析，確定了工藝方案。并設(shè)計(jì)了一套倒裝復(fù)合模具。在設(shè)計(jì)同時(shí)利用參考資料，確定了各工作零件的尺寸。并較多的考慮了模具結(jié)構(gòu)的調(diào)整性、易更換性及模具成本。同時(shí)在模具設(shè)計(jì)內(nèi)容中融匯了沖壓模具的不同加工方法、加工工藝及裝配工藝，對(duì)初學(xué)沖壓模具模設(shè)計(jì)者有一定的參考價(jià)值。本設(shè)計(jì)從模具設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并應(yīng)用CAD進(jìn)行各重要零件的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： 翻邊模 復(fù)合模 沖孔凸模、凹模 翻邊凸模、凹模 Lamp screen pressing formed technology and mold design Abstract： The design introduced emphatically the workpiece takes shape the craft, and mold structural design. Through to the workpiece craft analysis, has determined the craft plan. And has designed set of true things compound molds. Uses the reference during the design, has determined each work components size. And many considerations mold structure adjustment, easy replacement and mold cost. Meanwhile has blended together the ramming mold different processing method in the mold design content, the processing craft and the assembly craft, to begins studies the ramming mold mold designer to have the certain reference value. This design designs from the mold to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on each important components using CAD the design. Key words: the turn down dims mold the compound mold. Punch holes raised mold, concave mold Curving raised mold, concave mold Press tonnage 河南機(jī)電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)生姓名: 帥凱強(qiáng) 學(xué) 號(hào): 061304433 設(shè)計(jì)(論文)題目： 端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 2009年 3 月 12日~ 5月20日 指 導(dǎo) 教 師: 杜偉 2009年 3 月 12 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來(lái)源及應(yīng)達(dá)到的目的： 該課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐。 在完成該課題之后，應(yīng)對(duì)沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練掌握相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)的使用，能獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運(yùn)用模具設(shè)計(jì)軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)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(guó)內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀； （2）沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝分析； （3）墊片沖裁模設(shè)計(jì)，并編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份； （4）繪制模具總裝圖二張，并畫出所有零件的零件圖； （5）編制主要零件加工工藝過(guò)程卡。 厚度：1.2mm 材料：20鋼 生產(chǎn)批量：批量 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 系部意見： 系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：端蓋沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì) 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模具064 學(xué)生姓名 帥凱強(qiáng) 學(xué) 號(hào) 061304433 指導(dǎo)教師 杜偉 2009年 5 月 10 日 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗銑 工序號(hào) 03 零件名稱 凹模 零件號(hào) 01-11 零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1 材 料 毛 坯 硬 度 型 號(hào) 重 量 Cr12 50-62HRC 設(shè) 備 夾 具 名 稱 輔 助 工 具 名 稱 型 號(hào) 銑床 虎鉗 游標(biāo)卡尺 安 裝 工 步 安裝及工步說(shuō)明 刀 具 量 具 走 刀 長(zhǎng) 度 走 刀 次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸 轉(zhuǎn) 速 切 削 速 度 基 本 工 時(shí) 一次 1 銑上平面 φ75面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 1 銑下平面 φ75面銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min 800r/min 一次 2 銑兩端面 φ20立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min 300r/min 一次 2 銑兩端面 φ20立銑刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min 300r/min 設(shè) 計(jì) 者 帥凱強(qiáng) 指 導(dǎo) 教 師 杜 偉 共 1 頁(yè) 第1頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 藝 過(guò) 程 卡 零件號(hào) 零 件 名 稱 11 凹模 工序號(hào) 工 序 名 稱 工序內(nèi)容 車間 設(shè)備 量 具 工 時(shí) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 備料 熱處理 銑 熱處理 磨平面 鉗工劃線 加工螺釘孔、安裝孔 加工中心 熱處理 磨平面 鉗工精修 鋸床下料Φ480㎜×73㎜ 退火 銑六面，互為直角，留單邊余量0.5 調(diào)質(zhì) 磨6面，互為垂直，留單邊余量0.1 劃出個(gè)孔的位置線 安劃線位置加工螺釘孔和銷孔，并攻螺紋 按編制程序銑削主要成型部位，包括沖裁凸模、落料凹模 按熱處理工藝，淬火回火達(dá)到58～62HRC 按圖紙要求，鉗工精修拋，全面達(dá)到設(shè)計(jì) 下料車間 熱處理車間 模具車間 熱處理車間 模具車間 模具車間 模具車間 熱處理車間 模具車間 模具車間 模具車間 鋸床 銑床 磨床 銑床 熱處理爐 磨床 線切割 鋼尺 硬度測(cè)量?jī)x 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 硬度測(cè)量?jī)x 0.5 2 10 5 2 2 5 12 2 2 2 編制 帥凱強(qiáng) 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 目錄 1.緒 論 1 1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1 1.1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 2 1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 2 2. 落料沖孔拉深復(fù)合模 4 2.1 沖壓工件的工藝分析 4 2.2 工藝方案確定 4 2.3 必要的工藝計(jì)算 5 2.3.1 毛坯尺寸計(jì)算 5 2.3.2 排樣 6 2.3.3 計(jì)算工序壓力 6 2.4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 2.4.1 模具類型設(shè)計(jì) 9 2.4.2 模具具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 2.5 主要工作零部件設(shè)計(jì) 9 2.5.1 主要零件尺寸計(jì)算 9 2.6 沖壓設(shè)備的選用 11 2.7 模具的總體設(shè)計(jì)及裝配 12 3. 翻邊模 15 3.1 固定套翻邊件工藝性分析 16 3.2 固定套翻邊工藝計(jì)算 16 3.2.1 毛坯預(yù)沖孔直徑計(jì)算 16 3.2.2 翻邊高度H的計(jì)算 17 3.2.3 翻邊力P的計(jì)算 17 3.2.4翻邊模裝配圖的設(shè)計(jì)繪制 18 結(jié) 束 語(yǔ) 20 致 謝 21 參 考 文 獻(xiàn) 22 1.緒 論 目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)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(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。 1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國(guó)模具近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有2萬(wàn)多家，從業(yè)人員約50多萬(wàn)人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)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(zhǎng)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(guó)家。 在2萬(wàn)多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過(guò)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(lái)，?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(zhǎng)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(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。 雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)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(jì)效益欠佳.我國(guó)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(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15～20萬(wàn)美元，有的高達(dá)25～30萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)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(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。 ? 第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來(lái)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(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)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(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)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(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2　國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì) 巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過(guò)去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來(lái)的十年，中國(guó)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(jì)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(lái)越高；? ? 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化；?? ?? 9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；?? ?10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2　國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 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(jī)、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(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)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(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)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(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)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(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45％． 2. 落料沖孔拉深復(fù)合模 2.1 沖壓工件的工藝分析 圖一 工件名稱：端蓋 生產(chǎn)批量：批量 材料：20鋼 厚度：1.5mm 對(duì)固定套翻邊件進(jìn)行分析可知，處有內(nèi)孔翻邊成形，翻邊前應(yīng)預(yù)沖孔，是圓筒件拉深件直徑，經(jīng)計(jì)算可一次拉深成形。工序安排為落料，拉深,沖孔，翻邊等該工件。 2.2 工藝方案確定 該零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞?、沖孔、拉深、翻邊。 可擬訂出以下三種工藝方案。 方案一：用簡(jiǎn)單模分四次加工，即落料——拉深——沖孔——翻邊。 方案二：落料拉深沖孔復(fù)合模，再翻邊。 方案三：落料沖孔級(jí)進(jìn)模，再拉深，再翻邊。 采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為中批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。但復(fù)合模模具的行位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，模具制造并不困難。級(jí)進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的行位精度，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。 通過(guò)對(duì)上述三種方按的分析比較，該零件采用方案二最佳。 故應(yīng)采用兩副模具來(lái)完成。 第一副模具為落料拉深沖孔復(fù)合模， 第二副模具為單工序翻邊模。 2.3 必要的工藝計(jì)算 2.3.1 毛坯尺寸計(jì)算 由最終制件從翻邊算起，毛坯的預(yù)沖孔直徑計(jì)算。由文獻(xiàn)[7]公式可知 =325mm 根據(jù)等面積原則，用解析法求該零件的毛坯直徑。首先將零件分為圓、圓環(huán)兩個(gè)簡(jiǎn)單的幾何體。 πmm2 =243.85mm2 A3=π/4 =1074.66mm2 A4=π=307.75mm2 A5=A3-A4=766.91mm2 則毛坯展開尺寸 查表得拉伸的修邊余量 則毛坯的直徑 。 2.3.2 排樣 該工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計(jì)?？紤]操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故采用單排排樣設(shè)計(jì)。由表查得搭邊值 采用雙排擋料銷擋料。則：條料寬，條料的進(jìn)距。 則沖裁單件材料的利用率可按下式計(jì)算，即 式中 —一個(gè)沖裁件的面積，； —一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量； —條料寬度，； —進(jìn)距，。 得： 設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。分析零件形狀可知，確定排樣方案：條料從右至左送進(jìn)，落料凸模的沖壓力比較均勻，零件形狀精度容易保證。條料的排樣如圖2所示 圖2 2.3.3 計(jì)算工序壓力 1. 落料力的計(jì)算 式中 —落料力； —沖裁件剪切周邊長(zhǎng)度； —沖裁件材料厚度； —被沖材料的抗剪強(qiáng)度； —系數(shù)，一般取。 落料力為： =π =82.9KN 2. 沖孔力的計(jì)算 式中 ——工件內(nèi)輪廓周長(zhǎng)（） 則 3. 拉深力計(jì)算 由于零件為淺拉深，可按有壓邊圈的圓筒形件近似計(jì)算。按下式計(jì)算： 式中 ——拉深力（）； ——拉深件直徑，； ——材料厚度； ——材料的強(qiáng)度極限（）,查手冊(cè)σb=； ——修正因數(shù)。 拉伸系數(shù)。 查表得修正因數(shù) 則 4. 壓邊力的計(jì)算 壓邊力用計(jì)算， 式中： ——壓邊圈面積； ——單位壓邊力，由表查得; 壓邊力則為 5. 卸料力的計(jì)算 式中 ——卸料力系數(shù)；查手冊(cè)知 則卸料力為： 6. 推件力的計(jì)算： 按式計(jì)算 式中 ——推件力因數(shù)，查表得； ——卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，查[7]得n=3； 則推件力為 故工序總力： 2.3.4壓力中心的確定 由于該零件是中心對(duì)稱圖形,故壓力中心位于零件輪廓圖形的幾何中心上。 2.4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.4.1 模具類型設(shè)計(jì) 經(jīng)分析,應(yīng)采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)。 2.4.2 模具具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.正倒裝結(jié)構(gòu)的確定 根據(jù)上述分析，采用倒裝復(fù)合模具可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸料可靠，便于操作。 2.送料方式的確定 因是大批量生產(chǎn)，采用手動(dòng)送料方式。 3.定位裝置的確定 因該制件采用的是倒裝復(fù)合模，所以直接用擋料銷和導(dǎo)料銷即可。 4.導(dǎo)向方式的選擇 為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于該零件導(dǎo)尺寸不大，且精度要求不是太高，所以宜采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。 5. 卸料、壓料方式 本模具采用倒裝結(jié)構(gòu),卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出,而沖孔廢料則可以在下模座中開設(shè)通槽，使廢料從孔洞中落下。頂件壓邊裝置安裝在下模妨礙了沖孔廢料的排出。 6. 出件方式 本模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，工件留在落料凹?？锥粗校瑧?yīng)在凹?？自O(shè)置推件塊推出。 2.5 主要工作零部件設(shè)計(jì) 由表2.4查得沖裁模刃口雙面間隙。 2.5.1 落料刃口尺寸的計(jì)算 的凹模的制造公差由表查得。 落料部分： =0.050.108 沖孔部分： =0.0450.108 所以都能滿足分別加工時(shí) 由表2.6可查得 X=0.5 2.5.2 沖孔刃口部分 落料 =46.75 =47.62 沖孔 =20 =20.13 按凸模尺寸配制，其雙面間隙為。其工件結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示： 圖3 2.5.3 拉深工作部分尺寸的計(jì)算 拉伸凸模和凹模的單邊間隙可按表中式計(jì)算，，故。由于拉深工件的公差為級(jí)，故凸凹模的制造公差可采用級(jí)的精度，查表得,按下式可計(jì)算凸模、凹模的尺寸及公差： 該零件的內(nèi)形尺寸及公差有要求，則以凸模為基準(zhǔn)，根據(jù)磨損規(guī)律，凸模的基本尺寸為： =41.04 凹模的基本尺寸為：=43.04 式中 D——零件外徑的最大極限尺寸 d——零件內(nèi)徑的最小極限尺寸 ---零件的公差 Z-----拉深模具的雙面間隙 為了得到較平整的工件，此模具采用彈壓式卸料結(jié)構(gòu)，使條料在落料、拉深過(guò)程中始終在一個(gè)穩(wěn)定的壓力之下，從而改善了毛坯的穩(wěn)定性，避免材料在切向壓力的作用下產(chǎn)生起皺的可能。上、下卸料均采用橡膠作為彈性元件，其高度和斷面面積在模具裝配時(shí)按模具空間大小確定 2.5.4 定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 2.5.4.1擋料銷及導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 由設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可得該套模具所用擋料銷與導(dǎo)料銷的規(guī)格尺寸一樣，根據(jù)手冊(cè)【4】選用。 型號(hào)：JB/T7649.9 6×25mm 材料為45鋼的圓柱擋料銷,硬度43～48HRC 2.5.4.2擋料銷與導(dǎo)料銷位置的確定 由模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)料銷及導(dǎo)料銷都應(yīng)通過(guò)卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具閉合狀態(tài)下，應(yīng)高出卸料板3mm【1】。 根據(jù)分析選用廢料孔后端定位時(shí)擋料銷位置如圖8 圖四 擋料銷的位置 2.5.4.3導(dǎo)料銷位置的確定 導(dǎo)料銷位于條料的同一側(cè)，采用從右向左的送料方式，送料的方向?qū)Я箱N應(yīng)裝在后側(cè)。 2.5.5卸料裝置的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化 2.5.5.1卸料板的結(jié)構(gòu)形式 模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，選用手冊(cè)【6】圖7－7（b）的卸料板形式。由表7－8查得卸料板厚度為11mm。裝模具時(shí)卸料板孔與凸凹模得單邊間隙為0.10mm，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)高出模具凸凹模工作刃口0.3～0.5mm，以便順利卸料，卸料板的工作行程為3.5mm。 2.5.5.2卸料螺釘?shù)倪x用 采用圓柱頭卸料螺釘45鋼，熱處理硬度35～45HRC 規(guī)格 M12×90 JB/T7650. 2.5.6推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 2.5.6.1剛性推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 本套模具的推件裝置所需推件力大，且為了推件平穩(wěn)可靠，應(yīng)采用剛性推件裝置。其結(jié)構(gòu)形式見手冊(cè)【5】 2.5.6.2推件塊的設(shè)計(jì) 本推件塊的端面外形應(yīng)跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應(yīng)設(shè)計(jì)成臺(tái)階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時(shí)不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應(yīng)高出凹模面0.2～0.5mm。 推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對(duì)尺寸較大，外形形狀相對(duì)復(fù)雜，所以推件內(nèi)形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關(guān)系，屬內(nèi)導(dǎo)向。 2.5.6.3連接推桿的選用 為了使推件裝置推出平穩(wěn)采用3根推桿。每根推桿所承受的力為： 由手冊(cè)查取適合本裝置的推桿規(guī)格為：φ6×65mm 2.5.6.4推板的設(shè)計(jì) 由推出結(jié)構(gòu)需要，推板適宜選用圓形即手冊(cè)的A型。 2.5.6.5打桿的設(shè)計(jì) 打桿選用帶肩A型打桿與推板配合以起到平穩(wěn)推件作用。 其材料45鋼 熱處理硬度43～48HRC 規(guī)格： A11×110mm JB/T7650.1 2.5.7支撐固定零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 由凹模周界L＝180mm,B=100mm，及卸料板的外形尺寸，材料選為HT200,0I級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。技術(shù)要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 2.5.7.1模架的選用 上模座標(biāo)記：750×260×125 下模座標(biāo)記：750×650×150 模柄標(biāo)記： Bφ118×350 2.5.7.2 凸模固定板的設(shè)計(jì) 因凸凹模的尺寸較大所以直接用螺釘緊固在下模座上。 凸模固定板的設(shè)計(jì): 為了保證安裝、固定牢靠，凸模固定板必須有一定的厚度，由經(jīng)驗(yàn)公式【6】計(jì)算凸模固定板厚度。 H=（1～1.5）D=（1～1.5）×10.215mm＝10.215mm～15.3225mm 查手冊(cè)【6】表7-2本模具取H=16mm，其外形尺寸應(yīng)與凹模的外形尺寸一致規(guī)格為180mm×100mm×15mm 2.5.7.3墊板的設(shè)計(jì)【6】 在本模具采用的彈性卸料裝置中，上模座中設(shè)有推板等零件的裝置和讓位空間，會(huì)使的其厚度變薄，影響其抗壓強(qiáng)度，所以應(yīng)設(shè)一塊墊板。其規(guī)格根據(jù)凹模外形尺寸選取140mm×90mm×6mm。 2.5.8導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 本組模具采用的是后側(cè)導(dǎo)柱模座只需兩對(duì)相同型號(hào)的導(dǎo)柱導(dǎo)套。本模具沖裁間隙小應(yīng)按H6/h5配合，材料選用20鋼熱處理要求滲碳深度0.8～1.2mm，硬度58～62HRC ，技術(shù)要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。 導(dǎo)柱標(biāo)記： B20h5×100×30 GB/T2861.2 導(dǎo)套標(biāo)記： B20H6×45×23 GB/T2861.2 2.5.9 緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 本模具采用螺釘固定，銷釘定位。其具體數(shù)據(jù)如下： 內(nèi)六角圓柱頭螺釘標(biāo)記：GB/T70.1 M10×70 螺釘標(biāo)記：GB/T5782 M12×35 銷釘標(biāo)記：GB/T11.21 8m6×80 2.6 沖壓設(shè)備的選用 根據(jù)公稱壓力來(lái)選取壓力機(jī)參照手冊(cè)適用壓力型號(hào)為J23-63,其主要參數(shù)如下： 公稱壓力：630KN 滑塊行程：130mm 最大閉和高度：360mm 封閉高度調(diào)節(jié)量：80mm 工作臺(tái)尺寸：480mm×710mm 模柄孔尺寸：Φ30mm×66mm 2.6 模具總裝圖 1、下模座 2、拉深凸凹模 3、下頂塊 4、鑲拼凸模 5、鑲拼凹模6、落料凸凹模 7、上固定板 8、上墊板 9、上模座 10、模柄 11、打桿 12、頂桿 13、沖孔凸模 14、蓋板 15、導(dǎo)套 16、橡膠 17、導(dǎo)柱 18、卸料板 19、凹模 20、拉深凸模固定板 21、下墊板 該工件的模具結(jié)構(gòu)如圖，主要由上?下模座，落料凹模、凸凹模、沖孔凸模、沖孔凹模、鑲拼凸模、鑲拼凹模、上、下頂塊，卸料板等零件組成。 根據(jù)主要工作部分尺寸結(jié)構(gòu)參照有關(guān)資料，可選取I級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架， 即： 上模座：; 下模座：; 導(dǎo)柱： ; 導(dǎo)套： 。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套滲碳深度為0.8～1.2mm.硬度為 。 落料凹模、凸凹模、沖孔凸模、沖孔凹模、鑲拼凸模、凹模材料均采用適合其自身的材料，熱處理硬度為。 卸料板、上頂塊、下頂塊、墊板、固定板材料均采用45鋼。 該模具將成形部分作成鑲拼凹模8和鑲拼凸模7，這樣當(dāng)沖裁刃口變鈍后，只要將刃口部分按常規(guī)重新修磨一下，然后將鑲拼件旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后，將反面磨去刃磨量即可裝入在使用。 下頂塊6除了起到壓邊的作用，另外當(dāng)工件拉深到下頂塊觸到下固定板24時(shí)，下頂塊就起了限位的作用，當(dāng)上?；爻虝r(shí)，拉深有了一個(gè)校正的過(guò)程。 由于受開式壓力機(jī)工作臺(tái)孔的限制，該模具的頂件壓邊裝置安裝在下模妨礙了沖孔廢料的排出。為了保證沖孔凹模與落料凹模的同心度要求，將沖孔凸模與落料凹模用螺栓連接在一起，并與固定板成的過(guò)度配合，這樣給拆卸、裝配帶來(lái)了方便。 3. 翻邊模 3.1 固定套翻邊件工藝性分析 對(duì)固定套翻邊件進(jìn)行分析可知，處有內(nèi)孔翻邊成形，翻邊前應(yīng)預(yù)沖孔，是圓筒件拉深件直徑，可一次拉深成形。工序安排為落料，拉深,沖孔，翻邊等。翻邊前圓筒形制件，如圖所示： 圖6 3.2 固定套翻邊工藝計(jì)算 在平板毛坯上沖底孔后進(jìn)行翻邊，工藝計(jì)算包括兩方面的內(nèi)容：一是確定底孔直徑。二是核算翻邊高度H。 圖五 3.2.1 計(jì)算毛坯的預(yù)沖孔直徑，翻邊工藝參數(shù)如圖所示。 預(yù)沖孔直徑 （式1） 3.2.2 高度H變換式1可得翻邊高度H的計(jì)算公式2 (式2) 將翻邊系數(shù)帶入式1中可得 (式3) 將式3中的翻邊系數(shù)Kf以極限翻邊系數(shù)Kfmin代替，可得最大 翻邊高度Hmax計(jì)算公式: 固定套翻邊高度 由于H＜Hmax所以能夠一次翻邊形成。 翻邊前毛坯如圖所示： 3.2.3 翻邊力P的計(jì)算 = 以上各式中： ——-翻邊系數(shù)； ----極限翻邊系數(shù)； 當(dāng)時(shí)，。 ——翻邊前毛坯預(yù)沖孔直徑，； ——-翻邊后孔口的直徑，； ——-翻邊圓角半徑，； ——-翻邊高度，； ——翻邊后工件高度，； ——-翻邊力，； t——-材料厚度，； ——材料的屈服強(qiáng)度，MPa；這里。 3.3 翻邊模裝配圖的設(shè)計(jì)繪制 翻邊模采用倒裝結(jié)構(gòu)，使用大圓角圓柱形翻邊凸模，工件預(yù)沖孔套在導(dǎo)正銷上定位，壓邊靠壓力機(jī)標(biāo)準(zhǔn)彈頂器壓邊，工件若留在上模由頂件器推出，選用對(duì)角滑動(dòng)導(dǎo)向模架。 根據(jù)固定板尺寸和閉合高度選用250KN雙柱可傾壓力機(jī)，固定套翻邊模如圖所示。 1、導(dǎo)柱 2、橡膠 3、導(dǎo)套 4、上模座 5、螺釘 6、推件板 7、推桿 8、模柄 9、防轉(zhuǎn)銷 10、銷釘 11、凹模墊板 12、凸模 13、凹模 14、壓料板 15、導(dǎo)套 16、導(dǎo)柱 17、銷釘、螺釘 18、凸模固定板 19、下模座 4.結(jié) 束 語(yǔ) 軸碗屬于復(fù)雜的零件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應(yīng)的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要是沖孔凸、凹模以及拉深工藝的設(shè)計(jì)，需要計(jì)算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了制件在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應(yīng)的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時(shí)候才可以減少?gòu)U品的產(chǎn)生。 軸碗的形狀結(jié)構(gòu)一般，但是其尺寸相對(duì)較大不適合選用標(biāo)準(zhǔn)模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長(zhǎng)度，因此需要改變上、下模座的長(zhǎng)度，以達(dá)到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，它可以相應(yīng)的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護(hù)。 軸碗沖壓成形工藝及模具的設(shè)計(jì)，是理論知識(shí)與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對(duì)理論知識(shí)做了更深切貼實(shí)的闡述。也使我認(rèn)識(shí)到，要想做為一名合格的模具設(shè)計(jì)人員，必須要有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，并不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)新技術(shù)，樹立終身學(xué)習(xí)的觀念，把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，并堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 致 謝 時(shí)光如電，歲月如梭，三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開可敬的老師和熟悉的同學(xué)踏入不是很熟悉的社會(huì)中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)非常廣泛，很多都是書上沒(méi)有的東西，這就要靠自己去圖書館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說(shuō)，沒(méi)有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。 在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，也使我在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 由于本人資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問(wèn)題，研究問(wèn)題，咨詢問(wèn)題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)里有立足之地。 最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師韓艷艷老師在這一段時(shí)間給予我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會(huì)上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識(shí)和對(duì)我寄予的厚望！ 參 考 文 獻(xiàn) [1]薛彥成主編. 公差配合與技術(shù)測(cè)量。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.10 [2]中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典編委會(huì)主編. 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典。南昌江西科學(xué)技術(shù)出版社， 2003.1 [3]郝濱海主編. 沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.11 [4]王樹勛主編. 模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)手冊(cè)。華南理工大學(xué)出版社， 1995.6 [5]楊玉英主編. 實(shí)用沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.7 [6]王孝培主編. 實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2001.3 [7]劉建超、張寶忠主編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造。北京：高等教育出版社，2002.3 [8]吳伯杰編著. 沖壓工藝與模具。北京：電子工業(yè)出版社，2001.5 [9]周玲編著. 沖模設(shè)計(jì)實(shí)例詳解?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2003.4 [10模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會(huì)。沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例。機(jī)械工業(yè)出版社，2001.8 [11]馬正元. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)。機(jī)械工業(yè)出版社，2000.6