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刀具材料 用于特定刀具的特定材料通常是由所需的恰當?shù)毒叩牧W 性能決定的 這些材料要在所需刀具功能和需求進行認真研究 和估算之后才能選取 在大多數(shù)情況下 大量材料能夠滿足 最后的選擇是由材料的利用率和經(jīng)濟因素決定的 用于工具的基本材料可分成三種主要的類型 黑色金屬材 料 有色金屬材料 非金屬材料 黑色金屬材料以鐵作為金屬 基本并包括工具鋼 合金鋼 碳素鋼和鑄鐵 有色金屬材料的 除了鐵之外的作為金屬基體的材料 并包括鋁 鎂 鋅 鉛 鉍 銅和大量的合金 非金屬材料是那些諸如木材 橡膠 環(huán) 氧樹脂 陶瓷和金剛石的不含有金屬基體的材料 為了恰當?shù)?選擇工具材料 我們應當掌握材料的一些物理性能和力學性能 以便確定所選材料對工具的功能和操作會有何影響 物理和力學性能是能控制材料在一定條件下反應的材料特 性 物理性能是材料固有的并不會永久改變材料的物理性能 這些性能包括 重量 顏色 熱導率和電導率 熱膨脹率及熔 點 材料的力學性能是通過熱處理或力學處理會永久改變的性 能 這些性能包括強度 硬度 耐磨性 剛度 脆性 塑性 延展性 可鍛性及彈性模量 從使用觀點來看 工具鋼應用于加工和成型基本材料 例 如將金屬 塑料和木材加工成所需要的形狀 從組成觀點來看 工具鋼是能夠淬火和回火的碳素合金鋼 工具鋼所需要的一些 性能是高耐磨性和高硬度 好的耐熱性及能足夠加工材料的強 度 有時 精密可能也非常重要 工具鋼也必須經(jīng)濟使用并能 成型或機加工成所需要的形狀 由于所需要的性能如此特殊 工具鋼常常在電爐中熔化用于精 確的冶金質(zhì)量控制 對于工具鋼的冶煉 要最大限度地使鋼中 的氣孔 偏析 雜質(zhì)以及非金屬夾雜物等含量盡可能地低一些 工具鋼要接受認真的宏觀和微觀檢測的確保它們滿足嚴格的 工具鋼 的規(guī)格 盡管工具鋼在總的鋼生產(chǎn)中占相對少的比例 但由于它們 在其它鋼產(chǎn)品和工程材料中使用廣泛 所以有重要的地位 工 具鋼的應用包括鉆頭 拉深模 剪切刀片 凸模 擠出模和切 削刀片 在一些方面 尤其在高速切削方面是重要的 其它工具材料 例如 硬質(zhì)合金產(chǎn)品比工具鋼更是經(jīng)濟替代品 硬質(zhì)合金優(yōu)異 性能是由于它的高硬度和高抗壓強度 其它工具材料越來越廣 泛地應用于工業(yè)中 工具鋼的熱處理 熱處理是將金屬或合金加熱到一定溫度 并以不同速度 降溫從而改變其結(jié)構(gòu)以達到控制性能的目的 加熱與冷卻控制 相結(jié)合的方法 不僅決定著材料中的微觀組織的分布和性質(zhì) 而且也決定了材料內(nèi)部晶粒的大小 熱處理應該改善所需的合金或金屬 熱處理不同的一些 目的如下所示 1 冷卻后去除應變 2 去除例如經(jīng)拉伸 彎曲或焊接而產(chǎn)生的內(nèi)應力 3 增加材料的硬度 4 改善機械加工性能 5 改善刀具的切削性能 6 增強耐磨性能 7 使材料變軟 像退火 8 改善材料的性能 像耐蝕性 耐熱性 磁性能或 其它所要求的 黑色金屬材料的熱處理 工具鋼中鐵是主要的成分 其 中碳的增加是為了鋼可能硬化 在鋼中加入合金增強了普通碳 素鋼中不具備的性能 例如在油或空氣中淬火能增強耐磨性 高剛度和好的安全 黑色金屬材料的熱處理包含很多重要操作 這些操作通 常以不同的名稱表示 例如正火 球化退火 去應力退火 退 火 淬火 回火及表面淬火 正火包括將材料加熱到臨界以上 100 200 華氏溫度以 及在空氣中冷卻 這大約超過了正常的淬火溫度 100 華氏溫度 正火的目的是將在鍛造過程中粗化的晶粒細化 對于大 多數(shù)中碳鋼來說 不管它是否合金化 在鍛造后或加工前推薦 采用正火處理工藝 從而有利于成行更均勻的組織 并且在大 多數(shù)情況下可改善材料的切削加工性能 高合金淬火鋼的熱處理決不能采用正火 因為這樣會導 致它們硬化及初終 球化退火是退火的一種形式 在加熱或冷卻鋼 生產(chǎn)碳 化物的圓形的或球狀的形式 鋼中碳的成分 通常工具鋼球化退火是為了改善機械加工性能 這是碳 素鋼通過加熱到 1380 1400 華氏溫度及比許多合金工具鋼高 保溫一到四個小時 然后在爐子里緩慢降溫 去應力退火 這是一個在成型 冷加工及在焊接或加工后冷 卻中去除鋼中產(chǎn)生內(nèi)應力的方法 它是最簡單的熱處理并只能 通過加熱到 1200 1350 華氏溫度完成 然后空冷卻或隨爐冷卻 大型模具通常粗加工后去應力退火然后精加工 這不僅 可以通過機加工而且也可通過隨后的熱處理將變形減到最小 由于局部加熱和冷卻循環(huán)相結(jié)合而且在焊接處變形 所以焊接 部分也有內(nèi)應力 這樣的內(nèi)應力在機加工操作中將導致巨大的 變形 退火 退火過程是由將鋼加熱到高溫再保溫一段時間 通常緩慢冷卻 退火是通過相應的特性為了產(chǎn)生均勻組織以及 建立普通平衡條件 工具鋼通常用于退火處理 有時候它需要再加工經(jīng)過淬 火的刀具 然后這個必須被退火處理 對于這種類型的退火 鋼被輕微加熱超過它的臨界溫度并緩慢冷卻 淬火 這是超過臨界溫度并快速冷卻以恰當?shù)膶︿撨M行 硬化的過程 回火 這是將鋼和合金淬火加熱到較低溫度下以減少內(nèi) 應力的過程 表面淬火 鋼制品的表面滲碳和隨后的淬火操作在熱處 理是重要階段 這個過程可能包括熔融的氰化鈉混合物 帶有 活性的固體材料例如木炭或焦碳 固體滲碳 氣或油滲碳及干 法氰化 壓力機類型 壓力加工過程的特性是沖模在短的周期內(nèi)將加工材料切 斷或變形的應用 壓力加工操作 一般是由單個的壓力少于一秒的時間內(nèi) 完成產(chǎn)品的生產(chǎn) 對于壓力機而言 壓力加工是用來支撐 導向及控制的 電動機 實質(zhì)上 壓力機是由機身 底座或墊板以及稱 之為沖頭或滑塊的往返運動的零件組成 這個沖頭或滑塊是裝 配在沖頭和工作臺上的特殊工具將力施加在加工材料上的 能量儲存在機械壓力機旋轉(zhuǎn)的飛輪上或在液壓機上通過 液壓系統(tǒng)供應被傳輸?shù)經(jīng)_頭作直線運動 壓力機類型 開式雙柱可傾壓力機也稱作開式壓力機 具 有允許進入加工區(qū)域的 C 形機身 這個機身可相對于基座傾斜 一個角度 允許通過重力處理產(chǎn)品 開口的后壁允許從頭到尾 的原料 工件及成品的加載和卸載 壓力機的主要成分如下所示 1 壓力機工作臺 一個矩形機身通常開口在中心 支撐墊 板 2 墊板 平的鋼板 從 51 到 127 毫米厚 壓力機工具和附 件裝配在上面 墊板有從壓力機制造商獲得的標準的量度和中 心孔 3 沖頭或滑塊 壓力機上面的零件依據(jù)壓力機的大小和設(shè) 計運動通過一般距離的行程 沖頭的位置 并不是它的沖程 可以被調(diào)整 從工作臺的商表面到滑塊的下表面之間的距離 稱為壓力機的閉合高度 4 打料桿 在壓力機上行程的機制操作 從凸模上頂出工 件或沖裁件 5 緩沖器 壓力附件裝配在墊板下面或里面 用于產(chǎn)生向 上運動和力 它是由空氣 石油 橡膠或彈簧或機構(gòu)聯(lián)合來驅(qū) 動 傳統(tǒng)的閉式壓力機設(shè)計在工作臺的末端有導柱 通常通過 窗口允許原料 工件及成品的加載和卸載 特殊應用方面 這種類型的壓力機也能用于從前往后的 進給輸送 折彎機本質(zhì)上與開式壓力機相同 除了它的工作臺有 6 20 英尺長或更長 它基本上用于大型鈑金件的不同的彎曲 操作 它也能用于一系列的凸模分離組件 做沖孔 開槽及成 型 這種類型的操作用于低速成形件 加工消費通常很低 但 勞動力消費很高 是因為零件在每個工位都是人工傳輸和定位 操作者必須遵循較好的安全操作并自始至終避免傷害 液壓機主要用于成形操作和比大多數(shù)機械壓力機短的加 工循環(huán)時間 液壓機的優(yōu)點是加工壓力 行程及沖頭的速度可 以調(diào)整 雙動壓力機用于大型鈑金零件的拉伸操作 這種類型的 壓力機有外壓頭和二級內(nèi)壓頭 通過操作系統(tǒng) 凹模首先接觸 材料并施加壓力允許凸模固定板適當?shù)睦炝慵?三動式壓力機具有和雙動壓力機相同的內(nèi) 外滑塊 此 外 三動壓力機工作缸還有一個滑塊 它可向上運動 從而在 一個沖壓循環(huán)中允許反向拉伸 三動式壓力機不廣泛使用 曲柄連桿壓力機是用于壓花操作 啟動裝置設(shè)計允許在 沖頭行程的末端有很高的壓力 這種類型的壓力機采用曲柄結(jié) 構(gòu) 這種曲柄結(jié)構(gòu)帶動由兩個圍繞死點來回振動的杠桿所組成 的關(guān)節(jié)一起運動 這樣便在滑塊的沖程末端開緘短暫 有力的 運動 這些都是用于工業(yè)中基本的壓力機類型 即便越來越多 的類型用于特殊場合 在沖壓區(qū)域每個人必須首先要關(guān)注壓力機操作安全 在 滑塊下工作時壓力機控制必須鎖定在關(guān)閉位置 安全塊放置在 滑塊下面以防止它下滑 壓力機運行時 必須遵循適當?shù)谋Ｗo 和安全規(guī)則 1 麗水學院畢業(yè)設(shè)計 論文 開 題 報 告 200 屆 題 目 指導教師 院 系 班 級 學 號 姓 名 二 年 月 日 2 一 選題的意義 沖裁件的工藝性是指該工件在沖裁加工中的難易程度 良好的 沖裁工藝性應保證材料消耗少 工序數(shù)目少 模具結(jié)構(gòu)簡單且壽命長 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 操作簡單等 影響沖裁件工藝性的因素很多 如沖裁件 的形狀特點 尺寸大小 尺寸標準方法 精度要求和材料性能等 二 研究的主要內(nèi)容 擬解決的主要問題 闡述的主要觀點 基本內(nèi)容是利用垂直沖裁技術(shù)完成墊圈落料 沖孔的工序 保 證圖中所示的尺寸正確 完成此零件的相關(guān)配件的設(shè)計和各個配件的繪 圖任務(wù) 最后完成該零件的模具的設(shè)計 三 研究 工作 步驟 方法及措施 思路 該套模具有六個部分組成 1 第一部分是工作零件 凹 凸模 它們是完成板料沖裁分離 的最重要最直接的零件 凹凸模的形狀尺寸決定了零件的形狀 尺寸 2 第二部分是卸料零件 在凸模進入凹模后 凸模必須從凹模中 退出來 以準備第二次沖裁 這時條料緊箍在凸模上 當凸模 進一步后退時 包在凸模上的條料被彈性卸料板卸下來 這樣 可以提高工作效率 3 第三部分是定位零件 即擋料銷 它的作用是保證條料送進時 有正確的位置 4 第四部分導向零件 即導柱 導套 它的作用是保證沖裁時的 3 間隙均勻 從而提高零件的精度和模具的壽命 5 第五部分是基礎(chǔ)零件 即上模座 下模座 模柄 墊板 凸模 固定板 它們的作用是固定凸模和凹模 并與壓力機的滑塊和 工作臺相連 第六部分是緊固零件 即內(nèi)六角螺釘和圓柱銷 它們 的作用是把相關(guān)的零件固定或連接起來 四 畢業(yè)論文 設(shè)計 提綱 直接或間接固定在上模座的零件組成模具的上模 它通過模柄 與沖床滑塊相連接 固定在下模座上的零件組成了模具的下模 并利用 壓板固定在沖床的工作臺上 上模與下模通過導柱 導套導向 工作時 條料靠著擋料送進定位 當上模隨滑塊下降時 卸料板先壓住板料 接 著凸模沖落凹模上的板料獲得工件 這時工件卡在凹模中 廢料卡在凸 模上 上?；厣?工件由凹模鑲塊借彈性 聚氨脂橡膠 從凹模中頂 出 廢料由卸料板借助彈性 聚氨脂橡膠 頂出 至此完成整個落料過 程 將條料送進一個步距 進行下一次沖裁落料過程 如此往復進行 五 主要參考文獻 實用模具設(shè)計制造手冊 許發(fā)樾 主編 機械工業(yè)出版社 實用模具設(shè)計手冊 陳錫棟 主編 機械工業(yè)出版社 模具制造工藝 黃毅宏 李明輝 主編 機械工業(yè)出版社 冷沖壓模具設(shè)計指導 王芳 機械工業(yè)出版社 沖壓工藝與模具設(shè)計 姜奎華 機械工業(yè)出版社 沖壓工藝與模具設(shè)計 沖壓工藝及沖模設(shè)計編寫委員會 4 沖壓工藝與模具設(shè)計 侯義馨 兵器工業(yè)出版社 沖壓工藝與模具設(shè)計 馬正元 韓啟主 機械工業(yè)出版社 沖壓工藝與模具設(shè)計 劉湘云 航空工業(yè)出版社 沖模設(shè)計手冊 沖模設(shè)計手冊編寫組 機械工業(yè)出版社 模具標準應用手冊 許發(fā)樾 機械工業(yè)出版社 冷沖模設(shè)計 丁松聚 機械工業(yè)出版社 指導教師意見 簽名 年 月 日 系畢業(yè)設(shè)計 論文 工作指導小組意見 簽名 年 月 日 5 二級學院 直屬系 畢業(yè)設(shè)計 論文 工作領(lǐng)導小組意見 簽名 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 1 頁 裝 訂 線 第 1 章 緒論與概述 1 1 現(xiàn)代冷沖模具的產(chǎn)生和發(fā)展史 3 1 2 現(xiàn)代模具工業(yè)發(fā)展的幾個階段 4 1 3 沖壓模具業(yè)的發(fā)展趨勢 4 第 2 章 沖裁理論與主要計算 2 1 主要問題及技術(shù)要求 8 2 2 普通沖裁的基本概述 8 2 2 1 冷沖壓的概念 8 2 2 2 設(shè)計關(guān)鍵問題 9 2 3 主要設(shè)計計算 10 2 3 1 沖裁力計算 10 2 3 2 凹 凸模的雙面間隙 11 2 3 3 凹 凸模的刃口尺寸 12 2 3 4 沖裁孔周長計算 14 2 3 5 沖裁力的計算 14 2 3 6 壓力中心的確定 15 2 3 7 凹模的外形尺寸確定 15 2 3 8 凸模固定板的厚度 16 2 3 9 卸料板的選用與厚度 17 2 3 10 凸模的選擇 長度確定 18 2 3 11 沖模閉合高度計算 19 2 3 12 選擇壓力機 19 第 3 章 模具設(shè)計 3 1 零部件的設(shè)計 20 目 錄 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 2 頁 裝 訂 線 3 1 1 凸模組件及其結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 3 1 2 凹模組件及其結(jié)構(gòu)設(shè)計 22 3 1 3 定位零件的設(shè)計 24 3 1 4 壓料與卸料零件的設(shè)計 25 3 1 5 彈簧的選用 25 3 2 模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 27 3 2 1 對模架的基本要求 27 3 2 2 模架形式的選擇 GB T 2851 3 27 3 2 3 上模板的尺寸選擇 GB T 2855 5 1990 28 3 2 4 下模板的尺寸選擇 GB T 2855 5 1990 30 3 2 5 導柱與導套的選擇 JB T 7645 1 1994 30 3 2 6 模柄的選擇 JB T 7646 1 1994 32 3 2 7 螺釘與定位削的選擇 GB T 65 2000 GB T 119 1 2000 33 3 3 繪制模具總裝圖及各非標的準零件圖 附 第四章 結(jié) 論 4 1 計算方面的總結(jié) 34 4 2 關(guān)于零件設(shè)計的總結(jié) 34 4 3 關(guān)于模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的總結(jié) 35 第五章 參考文獻 第六章 感謝 第一章 緒論與概述 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 3 頁 裝 訂 線 一 冷沖模具的發(fā)展史 模具工業(yè)可稱之為 工業(yè)產(chǎn)品之母 因為除了傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品需借助 模具 才能快速精確 或自動的生產(chǎn)外 目前的高科技產(chǎn)品也不例外 我國模具標準化工 作起步較晚 模具標準件生產(chǎn) 銷售 推廣和應用工作也比較落后 因此 模具標 準件品種規(guī)格少 供應不及時 配套性差等問題長期存在 從而使模具標準件使用 覆蓋率一直較低 近年來雖然由于外資企業(yè)的介入 比例已有較大提高 但總的來 說還很低 據(jù)初步估計 目前這一比例大致為 40 45 之間 而國際上一般在 70 以上 其中中小模具在 80 以上 由于我國模具企業(yè)的性質(zhì)和所在的地區(qū)不同 模具標準件使用覆蓋率存在很大差異 三資企業(yè)要比其他企業(yè)高 南方的企業(yè)要比 北方的企業(yè)高 這在廣東表現(xiàn)得最明顯 廣東集中了大量的三資企業(yè) 他們帶動了 其他企業(yè)觀念的轉(zhuǎn)變和市場的發(fā)展 因而廣東模具企業(yè)的模具標準件使用覆蓋率要 遠遠高于其他地區(qū) 國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了愈來愈高的要求 促使模具技術(shù)迅速發(fā) 展 作為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品和民用產(chǎn)品的重要工藝裝備 模具已發(fā)展成為一門產(chǎn)業(yè) 20 世紀 80 年代以來 中國模具工業(yè)的發(fā)展十分迅速 近 20 年來 產(chǎn)值以每年 15 左右的迅速增長 2000 年我國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達 280 億元人民幣 在模具工業(yè)的 總產(chǎn)值中 沖壓模具約占 50 塑料模具約占 33 壓鑄模具約占 6 其他各類模 具約占 11 在冷沖模具方面 代表當代模具技術(shù)水平的汽車覆蓋件模具 我國東風汽車公 司模具廠 第一汽車廠模具中心等都能制造 他們在 CAD CAM CAE 的運用 加工工 藝手段 沖壓件質(zhì)量及模具性能方面 均以達到或接近國際先進水平 多工位連續(xù) 模和多功能模具是我國重點發(fā)展的精密 高效模具品種 目前 國內(nèi)以可制造具有 自動沖切 疊壓 鉚合 計數(shù) 分組 轉(zhuǎn)子鐵心扭斜和安全保護等功能的鐵心精密 自動疊壓多功能模具 生產(chǎn)電動機定 轉(zhuǎn)子雙回轉(zhuǎn)疊片的硬質(zhì)合金連續(xù)模的步距精 度可大 2 m 壽命達到 1 億次以上 用于生產(chǎn)集成電路引線匡架的 20 30 工位生產(chǎn) 電子槍零件的硬質(zhì)合金連續(xù)模和生產(chǎn)空調(diào)器散熱片的連續(xù)模也已達到較高的水平 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 4 頁 裝 訂 線 二 模具工業(yè)發(fā)展的幾個階段 模具工業(yè)是隨著改革開放 在快速發(fā)展的經(jīng)濟浪潮推動下得以發(fā)展壯大的 20 世紀 80 年代初至今 模具工業(yè)整整走過了 20 個年頭 在這期間模具工業(yè)的發(fā)展大 體可以分為三個階段 1 從 20 世紀的年代初期到中期 北京模具工業(yè)處于封閉或半封閉狀態(tài)模具 生產(chǎn)力比較低 技術(shù)水平也比較落后 2 從 20 世紀 80 年代中期到 90 年代中期 模具工業(yè)處于改革開放機制轉(zhuǎn) 變大好時期 隨著改革開放不斷深人 模具工業(yè)也發(fā)生了巨大變化 3 從 20 世紀 90 年代中期到 2003 年 企業(yè)進人調(diào)整 重組 改制階段 我國 十五 模具行業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出 模具標準件要擴大品種 提高精度 達到 互換 其中主要品種 如模架 導向件 推桿 彈性元件等 要實現(xiàn)按經(jīng)濟規(guī)模大 批量生產(chǎn) 2005 年模具標準件使用覆蓋率達到 60 2010 年達到 70 以上 其中 大型模具 60 零件實現(xiàn)標準化 基本滿足市場需要 模架 導向件 推桿 推管 彈性元件 標準組件 小型標準件 如標準凸凹模 澆口套 定位圈 拉鉤等 和 熱流道元件是發(fā)展重點 由此可見模具標準化及模具標準件方面的任務(wù)艱巨 中國 模具工業(yè)協(xié)會標準件委員會提出 標準化是基礎(chǔ) 專業(yè)化是方向 商品化是關(guān)鍵 這是模具標準化工作的指導思想 三 沖壓模具的發(fā)展方向 模具技術(shù)的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品 交貨期短 精度高 質(zhì)量好 價格低 的要求服務(wù) 達到這一要求急需發(fā)展如下幾項 1 全面推廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向 隨著微機軟件的發(fā)展和 進步 普及 CAD CAM CAE 技術(shù)的條件已基本成熟 各企業(yè)將加大 CAD CAM 技術(shù)培訓 和技術(shù)服務(wù)的力度 進一步擴大 CAE 技術(shù)的應用范圍 計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 5 頁 裝 訂 線 CAD CAM CAE 技術(shù)跨地區(qū) 跨企業(yè) 跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能 實現(xiàn)技 術(shù)資源的重新整合 使虛擬制造成為可能 2 高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工 大幅度提高了加工效率 并可獲得極高的 表面光潔度 另外 還可加工高硬度模塊 還具有溫升低 熱變形小等優(yōu)點 高速 銑削加工技術(shù)的發(fā)展 對汽車 家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力 目 前它已向更高的敏捷化 智能化 集成化方向發(fā)展 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退?需的諸多功能 大大縮短了模具的在研制制造周期 有些快速掃描系統(tǒng) 可快速安 裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上 實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集 自動生成各種不同數(shù)控系 統(tǒng)的加工程序 不同格式的 CAD 數(shù)據(jù) 用于模具制造業(yè)的 逆向工程 模具掃描系 統(tǒng)已在汽車 摩托車 家電等行業(yè)得到成功應用 相信在 十五 期間將發(fā)揮更大 的作用 4 電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù) 這是一種替代傳統(tǒng)的用成 型電極加工型腔的新技術(shù) 它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加 工 像數(shù)控銑一樣 因此不再需要制造復雜的成型電極 這顯然是電火花成形加工 領(lǐng)域的重大發(fā)展 國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應用 預計這一技術(shù) 將得到發(fā)展 5 提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高 估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已 達到 30 左右 國外發(fā)達國家一般為 80 左右 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 6 頁 裝 訂 線 6 優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要 模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 模具熱處理的 發(fā)展方向是采用真空熱處理 模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積 TiN TiC 等 等離子噴涂等技術(shù) 7 模具研磨拋光將自動化 智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命 制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響 研 究自動化 智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作 以提高模具表面質(zhì)量是重 要的發(fā)展趨勢 8 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標 模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合 配有 隨行定位夾具或定位盤 有完整的機具 刀具數(shù)控庫 有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng) 有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng) 必須滿足產(chǎn)品開發(fā)在 T Time Q Quality C Cost S Service E Environment 的要求 加強沖壓成型理論及沖壓工藝的理論研究 開展 CAE 技術(shù)的應用 開發(fā)和應用 沖壓新工藝 才用模具先進制造工藝及設(shè)備 往數(shù)控化 高速化 復合化加工技術(shù) 方向走 先進特種加工技術(shù)的應用 精密磨削 微細加工技術(shù)的應用 可以說效率 和質(zhì)量是制造業(yè)的永恒主題 在模具新材料及熱 表處理方面必須提高使用性能 改善加工性能 提高壽命 模具 CAD CAM 的技術(shù)方面 必須采用二 三維相結(jié)合的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)與數(shù)字化制 造技術(shù) 模具行業(yè)是最早應用 CAD CAM 技術(shù)的行業(yè)之一 快速經(jīng)濟制模技術(shù) 加快 模具的制造速度 降低模具生產(chǎn)成本 適應小批量試制 提高先進的管理模式 并 行工程思想 標準化 專業(yè)化生產(chǎn) 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè) 是高技術(shù)行業(yè) 模具設(shè)計與制造技術(shù)水品的 高低 是衡量一個國際產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一 國外把模具稱為 進入 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 7 頁 裝 訂 線 富裕社會的原動力 金屬加工中的帝王 我國模具工業(yè)發(fā)展十分迅速 平均每年 持續(xù)增長 14 左右 綜上所述 模具技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要代表 模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè) 的一個重要組成部分 模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 8 頁 裝 訂 線 第二章 沖裁理論與主要計算 一 主要問題及技術(shù)要求 基本內(nèi)容是利用垂直沖裁技術(shù)完成墊圈落料 沖孔的工序 保證圖中所示 的尺寸正確 完成此零件的相關(guān)配件的設(shè)計和各個配件的繪圖任務(wù) 最后完成 該零件的模具的設(shè)計 墊圈的沖壓工藝 沖裁件的工藝性是指該工件在沖裁加工中的難易程度 良好 的沖裁工藝性應保證材料消耗少 工序數(shù)目少 模具結(jié)構(gòu)簡單且壽命長 產(chǎn)品質(zhì)量 穩(wěn)定 操作簡單等 影響沖裁件工藝性的因素很多 如沖裁件的形狀特點 尺寸大 小 尺寸標準方法 精度要求和材料性能等 由零件圖可見 該沖壓件外形簡單 精度要求不高 僅需一次沖裁加工即可 成型 影響沖裁件的工藝性的因素很多 從技術(shù)和經(jīng)濟兩個方面來考慮 主要 有以下幾個方面 1 沖裁件的公差等級和斷面粗糙度 1 普通沖裁件由外形尺寸的經(jīng)濟性 公差等級一般不高于 IT11 級 落 料件公差等級底于 IT10 級 沖孔件最好底于 IT9 級 2 沖裁件的斷面粗糙度與材料塑性 材料厚度 沖裁暮間隙 刃口銳鈍 以及沖模結(jié)構(gòu)有關(guān) 當沖裁厚度為 2mm 以下的金屬板料時 其斷面粗糙度 Ra 一般可達 12 5 3 2 m 2 沖裁件結(jié)構(gòu)形狀與尺寸 1 沖裁件的形狀應力求簡單的規(guī)則 使排樣時廢料最少 2 沖裁件內(nèi) 外形的轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖角 應以圓弧過渡 減少熱 處理時開裂現(xiàn)象 減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損 如無特殊 要求 在各直線或曲線的連接處允許有 R 0 25t 的圓角過渡 3 沖裁件形狀應盡量避免有過長的凸出懸臂和過窄的凹槽 對于軟鋼 黃銅等材料 其寬度 b 1 5t 高碳鋼或合金鋼等硬材料 b 2t 板 料厚度小于 1mm 時按 1mm 考慮 4 為避免工件變形 沖裁件的最小孔邊距不能過小 5 在彎曲件或拉深件上沖孔時 孔邊與直壁之間應保持一定的距離 以 免沖孔時凸模受水平推力而折斷 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 9 頁 裝 訂 線 6 沖孔時因受凸模強度的限制 孔的尺寸不應太小 該套模具有六個部分組成 1 第一部分是工作零件 凹 凸模 它們是完成板料沖裁分離 的最重要最直接的零件 凹凸模的形狀尺寸決定了零件的形狀 尺寸 2 第二部分是卸料零件 在凸模進入凹模后 凸模必須從凹模中 退出來 以準備第二次沖裁 這時條料緊箍在凸模上 當凸模 進一步后退時 包在凸模上的條料被彈性卸料板卸下來 這樣 可以提高工作效率 3 第三部分是定位零件 即擋料銷 它的作用是保證條料送進時 有正確的位置 4 第四部分導向零件 即導柱 導套 它的作用是保證沖裁時的 間隙均勻 從而提高零件的精度和模具的壽命 5 第五部分是基礎(chǔ)零件 即上模座 下模座 模柄 墊板 凸模 固定板 它們的作用是固定凸模和凹模 并與壓力機的滑塊和 工作臺相連 6 第六部分是緊固零件 即內(nèi)六角螺釘和圓柱銷 它們的作用是 把相關(guān)的零件固定或連接起來 3 沖裁模的工作過程 直接或間接固定在上模座的零件組成模具的上模 它通過模柄與沖床滑 塊相連接 固定在下模座上的零件組成了模具的下模 并利用壓板固定在沖 床的工作臺上 上模與下模通過導柱 導套導向 工作時條料靠著擋料送進 定位 當上模隨滑塊下降時 卸料板先壓住板料 接著凸模沖落凹模上的板 料獲得工件 這時工件卡在凹模中 廢料卡在凸模上 上?；厣?工件由 凹模鑲塊借彈性 聚氨脂橡膠 從凹模中頂出 廢料由卸料板借助彈性 聚 氨脂橡膠 頂出 至此完成整個落料過程 將條料送進一個步距 進行下一 次沖裁落料過程 如此往復進行 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 10 頁 裝 訂 線 4 沖壓模具的設(shè)計計算 1 排樣 2 沖壓力 3 壓力中心 4 模具刃口尺寸計算 5 確定各主要零件的外形尺寸 6 計算模具的閉合高度 7 確定所用沖床 8 繪制沖?？傃b圖 9 從冷沖模標準中選取標準件 將標準編號寫入詳細表 10 繪制非標準零件圖 5 技術(shù)要求 該零件材料黃銅箔 H62 y 材料厚度為 0 5mm 本次設(shè)計主要 完成的沖孔任務(wù) 其中孔的直徑未注公差都按照 IT15 來要求 孔的中心線的公 差為 100 0 0 1 凹 凸模的制造技術(shù)要求也相對比較簡單 二 普通沖裁的基本概述 1 冷沖壓的概念 冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機上對板料和條料施加壓力 使其產(chǎn)生分 離或變形 從而獲得一定形狀 尺寸和性能的零件的加工方法 它是壓力加工方 法的一種 是機械制造中先進的加工方法之一 沖裁工藝的種類很多 常用的有切斷 落料 沖孔 切邊 切口 剖切等 所以沖裁是分離工序的總稱 其中尤以落料 沖孔應用最多 在工件上沖出所需 形狀的孔 沖去的為廢料 成為沖孔 根據(jù)沖裁變形機理的不同 沖裁工藝可以分為普通沖裁和精密沖裁兩大類 所謂普通沖裁是有凹 凸模刃口之間產(chǎn)生剪裂縫的形式實現(xiàn)板料分離 而精密沖 裁則是以變形的形式實現(xiàn)板料的分離 本次設(shè)計 所涉及到的是普通的小孔沖壓 精度較低 因此模具設(shè)計相對比較簡單 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 11 頁 裝 訂 線 2 關(guān)鍵問題 1 沖壓工序 落料 2 材料 為黃銅箔 H62 y 具有良好的沖壓性能 適合沖裁 3 結(jié)構(gòu) 相對簡單 4 精度 除 100 有要求外其余要求均為 IT15 級 尺寸精度較低 普通沖裁 完全能滿足要求 5 沖壓工藝方案的確定 該 零 件 包 括 落 料 和 沖 孔 兩 個 基 本 工 序 可 以 采 用 的 沖 裁 工 藝 方 案 有 單 工 序 沖 裁 復 合 沖 裁 和 級 進 沖 裁 三 種 由 于 零 件 可 能 生 產(chǎn) 批 量 比 較 大 因 此 采 用 單 工 序 沖 裁 效 率 較 低 且 不 便 操 作 若 采 用 復 合 沖 裁 不 但 沖 出 的 零 件 精 度 和 平 直 度 較 好 且 生 產(chǎn) 效 率 也 較 高 采 用 級 進 沖 裁 時 生 產(chǎn) 效 率 高 操 作 方 便 精 度 高 但 其 制 造 較 困 難 成 本 較 高 根 據(jù) 以 上 分 析 該 零 件 采 用 復 合 沖 裁 工 藝 方 案 6 壓力中心的計算 因 為 此 沖 裁 件 為 類 似 圓 形 的 對 稱 零 件 所 以 模 具 壓 力 中 心 以 116 的 圓 心 為 壓 力 中 心 7 工作零件加工方法 因工作零件的形狀相對較簡單 適宜采用線切割機床 數(shù)控車床分別加工落料凸模 凹模 凸模固定板以及卸料板 這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度 使裝配工作簡化 三 主要設(shè)計計算 沖 壓 件 工 藝 分 析 1 冷沖壓的基本概念 冷沖壓是先進的金屬加工方法之一 主要用于加工板料 因此又能稱為板 料沖壓 冷沖壓是在常溫下 利用沖壓模在沖壓設(shè)備上對板料施加壓力 使其產(chǎn)生塑性變形或分離 從而獲得所需形狀 尺寸和性能零件的一種壓 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 12 頁 裝 訂 線 力加工方法 對于某些非金屬材料 也可以采用沖壓工藝制造零件 2 墊圈沖壓工藝的制定 1 對工件進行工藝分析 設(shè) 計 模 具 時 首 先 應 根 據(jù) 生 產(chǎn) 批 量 零 件 圖 及 零 件 的 技 術(shù) 要 求 進 行 工 藝 分 析 判 斷 該 沖 裁 件 盡 心 沖 裁 加 工 的 難 易 程 度 對 不 適 合 沖 裁 或 較 難 由 沖 裁 來 完 成 加 工 的 部 分 提 出 改 造 方 案 與 設(shè) 計 者 協(xié) 商 結(jié) 構(gòu) 與 尺 寸 由 于 零 件 結(jié) 構(gòu) 簡 單 如 圖 是 由 圓 弧 對 稱 組 成 的 通 過 查 找 資 料 冷 沖 壓 成 形 工 藝 與 模 具 設(shè) 計 制 造 表 4 9 和 表 4 11 查 得 孔 中 心 與 邊 緣 距 離 尺 寸 公 差 為 4 5 1 5t 最 小 孔 徑 7 0 9t 均 適 合 沖 裁 加 工 孔 中 心 與 邊 緣 距 離 尺 寸 公 差 孔 中 心 與 邊 緣 距 離 尺 寸 mm 材 料 厚 度 t mm 50 50 120 2 0 5 0 6 根 據(jù) 具 體 條 件 確 定 沖 裁 的 最 佳 工 藝 方 案 用 復 合 模 具 沖 出 的 工 件 精 度 高 于 連 續(xù) 模 而 連 續(xù) 模 又 高 于 單 工 序 模 這 是 因 為 用 單 工 序 模 沖 壓 多 工 序 的 沖 裁 件 時 要 經(jīng) 過 多 次 定 位 和 變 形 產(chǎn) 生 積 累 誤 差 大 沖 裁 件 精 度 較 低 復 合 模 是 在 同 一 位 置 一 次 沖 出 不 存 在 定 位 誤 差 因 此 對 于 精 度 較 高 的 沖 裁 件 宜 用 復 合 工 序 進 行 沖 裁 綜 上 所 述 初 步 選 定 模 具 結(jié) 構(gòu) 為 復 合 模 具 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 13 頁 裝 訂 線 1 精 度 零 件 尺 寸 公 差 除 100 要 求 相 對 比 較 高 外 其 他 尺 寸 均 為 IT15 級 由 此 可 知 利 用 普 通 沖 裁 力 方 式 就 可 以 達 到 零 件 圖 樣 要 求 2 材 料 黃 銅 箔 H62 y 硬 態(tài) 板 料 由 沖 壓 模 具 及 設(shè) 備 中 表 2 3 中 查 得 抗 剪 強 度 為 412MPa 斷 后b 伸 長 率 10 沖 壓 常 用 金 屬 材 料 的 力 學 性 能 力 學 性 能 材 料 名 稱 牌 號 材 料 的 狀 態(tài) 抗 剪 強 度 MPa 伸 長 率 10 黃 銅 H62 y 硬 的 412 10 將查到的數(shù)據(jù)與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較 可以認為零件的精 度要求能夠滿足在沖裁加工中得到保證 其他尺寸標注 生產(chǎn)批量等情況 也符合 沖裁工藝的要求 2 確 定 模 具 總 體 結(jié) 構(gòu) 方 案 1 模 具 類 型 根 據(jù) 零 件 沖 裁 工 藝 方 案 采 用 復 合 沖 裁 模 2 操 作 與 定 位 方 式 因 模 具 與 復 合 沖 裁 模 因 此 采 用 手 工 送 料 方 式 考 慮 到 精 度 要 求 較 低 因 此 采 用 導 料 銷 導 向 檔 料 銷 定 距 的 方 式 3 卸 料 與 出 件 方 式 因 考 慮 到 零 件 厚 度 較 薄 采 用 彈 性 卸 料 的 方 式 為 了 便 利 操 作 復 合 模 采 用 倒 裝 式 沖 孔 廢 料 采 用 凸 模 直 接 凹 模 口 推 下 的 出 件 方 式 4 模 架 類 型 及 精 度 由 于 零 件 較 薄 沖 裁 間 隙 較 小 因 此 采 用 后 導 柱 模 架 考 慮 到 零 件 精 度 要 求 不 高 因 此 采 用 級 模 架 精 度 3 確定沖壓設(shè)備 壓力機型號初定為 JB23 63 3 模具結(jié)構(gòu)的合理性分析 導柱式落料模 這種模具的特點是 導柱與模座孔為 H7 r6 的過盈配合 導套與 上?？滓矠?H7 r6 的過盈配合 其主要目的是防止工作時導柱從下模座孔中拔出和 導套從上模座中脫落下來 為了使導向準確和運動靈活 導柱與導套的配合采用 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 14 頁 裝 訂 線 H7 r6 的間隙配合 導料銷實現(xiàn)正確定位 以保證沖裁時條料上的搭邊值均勻一致 導柱沖模的導向準確可靠 保證沖裁間隙均勻穩(wěn)定 沖裁件的精度高 缺點是 沖模外形尺寸輪廓較大 結(jié)構(gòu)較為復雜 制造成本高 4 工藝與設(shè)計計算 1 排 樣 設(shè) 計 與 計 算 該 零 件 材 料 厚 度 較 薄 為 圓 形 因 為 采 用 直 排 樣 如 圖 2 搭 邊 2 6 1 圖 1 板 料 厚 度 Amin 1 55mm 以 下 3 1 1 55mm 以 上 2t a 圓 孔 因 模 具 采 用 擋 料 銷 與 導 料 銷 裝 置 所 以 根 據(jù) 冷 沖 壓 工 藝 手 冊 中 2 6 1 查 得 A 3 1mm 因 此 條 料 寬 度 為 B Dmax 2A 116 2 3 1 122 2mm 進 距 為 S 116 3 1 119 1mm 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 15 頁 裝 訂 線 由 于 零 件 圖 為 一 圓 形 算 得 面 積 約 為 4691 6 一 個 進 距 一 件 2m 一 個 進 距 內(nèi) 的 胚 料 面 積 為 B S 122 2 119 1 145 54 2 因 此 材 料 利 用 率 為 2 計 算 沖 壓 力 與 壓 力 中 心 初 選 壓 力 機 沖 裁 力 根 據(jù) 零 件 圖 可 算 出 一 個 零 件 內(nèi) 外 周 邊 之 和 L L 766 788mm1 又 412Mpa t 0 5 取 k 1 3 則b F KLt 1 3 766 788 0 5 412 20534 83N 式 中 F 沖 裁 力 N L 沖 件 周 邊 長 度 mm t 材 料 厚 度 mm 材 料 的 抗 剪 強 度 MPa b K 考 慮 模 具 間 隙 的 不 均 勻 刃 口 的 磨 損 材 料 力 學 性 能 與 厚 度 的 波 動 等 因 素 引 入 的 修 正 系 數(shù) 一 般 取 K 1 3 卸 料 力 查 書 沖 壓 模 具 及 設(shè) 備 中 表 4 22 表 4 22 卸 料 力 推 件 力 及 頂 件 力 的 系 數(shù) 沖 件 材 料 KZ KT KD 純 銅 黃 銅 0 02 0 06 0 03 0 09 0 03 0 09 則 k 0 05 x F k F 0 05 205345 83 10267 3NX 推 件 力 根 據(jù) 材 料 厚 度 查 冷 沖 壓 工 藝 手 冊 中 表 2 5 b 中 得 凹 模 口 尺 寸 h 5mm 故 n h t 5 0 5 10 查 書 沖 壓 32101456 9 02 mBSA 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 16 頁 裝 訂 線 模 具 及 設(shè) 備 中 表 表 2 5 b 凹 模 刃 口 尺 寸 沖 裁 板 料 厚 度 mm H mm 0 5 以 下 3 5 4 22 取 k 0 07 則 T F nk F 10 0 07 205345 83 143742N 總 沖 壓 力 F F F F 20534 83 10267 3 143742 1 359355 23 xT 359 4KN 應 選 取 的 壓 力 機 公 稱 壓 力 為 P 1 1 1 3 F 1 1 1 3 359 4 395 3kN 467 2kN 式 中 P 壓 力 機 的 標 稱 壓 力 F 沖 裁 時 的 總 壓 力 因 此 根 據(jù) 沖 壓 模 具 及 設(shè) 備 中 表 3 5 選 取 壓 力 機 JB23 63 工 作 臺 尺 寸 mm 工 作 臺 孔 尺 寸 mm 墊 板 尺 寸 mm 模 柄 孔 尺 寸 mm 滑 塊 底 面 尺 寸 mm 型 號 標 稱 壓 力 kN 滑 塊 行 程 mm 滑 塊 行 程 次 數(shù) 次 min 1 最 大 封 閉 高 度 mm 封 閉 高 度 調(diào) 節(jié) 量 mm 喉 深 mm 立 柱 距 離 mm 前 后 左 右 前 后 左 右 直 徑 厚 度 直 徑 直 徑 深 度 前 后 左 右 JB23 63 630 100 40 400 80 310 420 5 7 0 8 6 0 3 1 0 4 5 0 4 0 0 8 0 5 0 7 0 3 6 0 4 0 0 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 17 頁 裝 訂 線 mCd 0125 81 0 5 10 3 計 算 凸 凹 模 刃 口 尺 寸 及 公 差 由 于 材 料 薄 故 凸 凹 模 采 用 配 作 加 工 為 宜 又 根 據(jù) 排 樣 圖 可 知 凹 模 加 工 較 凸 模 困 難 因 此 選 用 凹 模 為 制 造 基 準 件 故 不 論 沖 孔 落 料 只 計 算 凹 模 刃 口 尺 寸 及 公 差 并 將 計 算 值 標 注 在 凹 模 圖 樣 上 各 凸 模 僅 按 凹 模 各 對 應 尺 寸 標 注 其 基 本 尺 寸 根 據(jù) 書 沖 壓 模 具 及 設(shè) 備 中 表 4 9 查 得 并 注 明 按 凹 模 實 際 刃 口 尺 寸 配 雙 面 間 隙 0 025 0 035 表 4 9 沖 裁 模 初 始 雙 面 間 隙 Z 一 mm 1 落 料 凹 模 刃 口 尺 寸 按 磨 損 情 況 分 類 計 算 凹 模 磨 損 后 增 大 的 尺 寸 按 公 式 計 算 式 中 Amax 落 料 件 的 極 限 尺 寸 落 料 件 的 公 差 x 磨 損 系 數(shù) 116 凹 模 磨 損 后 不 變 的 尺 寸 按 公 式 計 算 式 中 Cmin 落 料 件 的 極 限 尺 寸 落 料 件 的 公 差 1 0 純 銅 黃 銅 軟 鋼 w 0 08 0 2 材 料 厚 度 Zmin Zmax 0 5 0 025 0 035 4 0max AdAd 35 041 01 5 6 8 min Cd 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 18 頁 裝 訂 線 2 沖 孔 凹 模 刃 口 尺 寸 按 公 式 計 算 0minin 1zxd 式 中 dd1 沖 孔 凸 凹 模 刃 口 尺 寸 mm dmin 沖 孔 凸 凹 模 最 小 極 限 尺 寸 mm 沖 孔 件 的 公 差 mm Zmin 最 小 合 理 間 隙 mm 86 2 7 md 35 04 109286 25 0286 1 d 14 06 7 5 71 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 19 頁 裝 訂 線 第三章 模具設(shè)計 一 零部件的設(shè)計 工藝零件的設(shè)計 工藝零件直接參與完成沖壓工藝過程并和坯料直接發(fā)生作用 包括工作 零件直接對毛坯進行加工的成型零件 定位零件用以確定加工中毛坯正確位 置的零件 壓料 卸料及出件零件 1 凸模組件及其結(jié)構(gòu)設(shè)計 一 凸模形式 凸凹模為原形刃口 通過臺肩方式與凸凹模固定板固定 凸模的尺寸根 據(jù)刃口尺寸 卸料裝置和安裝固定要求確定 凸凹模的材料也選用 GrWMn 工 作部分熱處理淬硬 58 62HRC 沖孔凸模的設(shè)計與凸凹?；鞠嗤?雖沖孔凸模直徑相對較小 但強度 均能遠遠滿足要求 因此無需對最小凸模進行強度及剛度校核 凸模固定板 用于固定凸模 固定凸模用的型孔與凸模固定部分相適應 型孔位置應 與凹模型孔位置協(xié)調(diào)一致 凸模通常是壓入凸模固定板中 其配合為 H7 m6 材料采用 45 鋼 具體尺寸見附后零件圖 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 20 頁 裝 訂 線 DD 二 落料凹模的外形尺寸 落料凹模設(shè)計 凹模采用矩形板狀結(jié)構(gòu) 和直接通過螺釘 銷釘與沖 孔凸模固定板 墊板 上模板固定的方式 考慮到凹模的磨損和沖件的質(zhì)量 凹模刃口采用直刃壁結(jié)構(gòu) 刃壁高取 10mm 根據(jù)沖裁件板料厚度 查書 冷沖壓工藝手冊 中表 2 6 得 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 21 頁 裝 訂 線 板料厚度 mm B 值 mm 1 6 以下 24 凹模板料厚度為 B 24mm 即 H 24mm AAAA D 根據(jù)書 冷沖壓工藝手冊 中 2 3 2 節(jié) 計算凹模輪廓尺寸得 沿送料方向的凹模長度為 L D 2 1 5H 116 2 1 5 24 188mm 垂直于送料方向的凹模寬度為 B D 2 1 5H 116 2 1 5 24 188mm 根據(jù)計算得及查的的輪廓尺寸 選取與計算值相近的標準凹模板輪廓尺 寸為 L B H 200mm 200mm 24mm 凹模的材料選用 GrWMn 工作部分熱處理淬硬 60 64HRC 材料熱處理選用 書 沖壓模具及設(shè)備 中參考表 9 3 AA AA D 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 22 頁 裝 訂 線 表 9 3 沖模工作零件的材料選用及熱處理要求 三 落料凹模的主要技術(shù)要求 落料凹模的型孔軸線與頂面應保持垂直 凹模的底面與頂面應保持平行 為了提高模具壽命與沖裁精度 凹模的底面和型孔的孔壁應光滑 表面粗糙 度 Ra 0 8 0 4 m 2 定位零件的設(shè)計 沖模的定位零件用以控制原料的正確送進 以及各個毛坯的正確位置 對于該工件 我用擋料銷來控制條料的進給方向與距離 根據(jù)書 模具設(shè)計 指導 表 5 34 來進行選擇 擋料銷 4X20 JB T7649 5 1994 表 5 34 彈簧彈頂擋料銷尺寸 類別 模具名稱 使用條件 推薦使用鋼號 代用鋼號 工作硬度 HRC 沖裁模 輕型沖裁 模 料厚 2mm 硬料箔帶 MnCrWV CrWMn 62 64 凹模 d d9 基本尺寸 偏差 D d1 l L 10 184 0 030 0 060 6 3 5 12 20 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 23 頁 裝 訂 線 NnFxy 825 643 1027 2273 106 58mNpFAy 其彈簧的選擇參照書 模具設(shè)計指導 中表 3 10 表 3 10 圓柱螺旋壓縮彈簧 d D t Ps Dxmax Dtmax H0 n P Fs F1 F2 L 0 8 6 2 34 28 7 4 2 7 8 38 14 5 1 29 22 3 4 46 17 8 311 選為 YA 0 8X6X38 2 左 GB T2089 1994 根據(jù)零件的工藝分析 選用了定位銷定位零件 具體尺寸見附后零件圖 3 壓料 卸料零件的設(shè)計 彈性卸料裝置一般由卸料板 彈性元件 彈簧或橡皮 和螺釘組成 常用 于沖裁厚度小于 1 5mm 的板料 卸料板與凸模之間的單邊間隙取 0 1 0 2 t 這里選用 0 2t 作為間隙 固定方式為利用螺釘穿過凸凹模墊板和凸凹模 固定板 連接在上模座上 利用橡膠做彈性元件 選用橡膠作彈性卸料裝置 因模具結(jié)構(gòu)的因素 選用 4 個圓筒形的落料橡膠 則每個橡膠所承 受的預壓力為 式中 FY 每個橡膠所承受的預壓力 FX 卸料力 確定橡膠的橫截面積 A 查書 沖壓模具及設(shè)備 中表 4 35 得 取 0 2hy MPa5 則 壓縮量 20 單位壓力 p MPa 聚氨酯橡膠 2 5 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 24 頁 裝 訂 線 mhmxo 381 05 3 0 948D 確定橡膠的橫截面尺寸 若是選用直徑為 8mm 的卸料螺釘 取橡膠上螺釘過孔的直徑 d 10mm 則橡膠外徑 D 根據(jù) 為保證足夠的卸料力 可取 D 40mm 計算并校核橡膠的自由高度和 ho 因為 又因 0 5 0 95 1 5 故所選橡膠符合要求 橡膠安 裝高度 hyoa 4 3082 3 式中 h y 橡膠的預壓量 mm 聚氨酯橡膠一般取 0 1h0 hm 凸凹?；蛘咄鼓５娜心チ?一般取 4 10mm 二 模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 模架是由上 下模座 模柄及導向裝置組成 模架是整副模具的估價 模具的全部零件都固定在它上面 并且承受沖壓過 程中的全部載荷 模架的上模座通過模柄與壓力機滑塊相連 下模座用螺釘 壓板固定在壓力工作臺上迷 上 下模之間靠模架的導向裝置來保持其精確 位置 以引導凸模的運動 保證沖裁過程中間隙均勻 模架都已經(jīng)列入標準 設(shè)計模具時 會從標準中選出 1 對模架的基本要求 一 要有足夠的強度和剛度 二 要有足夠的精度 如上 下模座要平行 導柱 導套中心要與上 下模座垂直 模柄要與上模座垂直等 三 上 下模之間的導向要精確 導向件之間的間隙要很小 上 下 模之間的移動應平穩(wěn)和無滯住現(xiàn)象 AdD5 3714 0264 222 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 25 頁 裝 訂 線 2 模架形式的選擇 GB T2855 6 1990 根據(jù)零件的實際沖裁情況 選用導套 導柱為導向裝置的模架 結(jié)合考慮 到 是人工手動送料 而且該零件在沖裁時 壓力中心與零件中心幾乎重 合 忽略不計 所以選用后側(cè)導柱模架 經(jīng)過標準 GB T2855 6 1990 表 3 5 可以查得該標準模架的周邊尺寸 表 3 5 后側(cè)導柱模架 摘自 GB T 2855 6 1990 零件件號 名稱及標準編號 1 2 3 4凹模周界 閉合高度 參考 H 上模座 GB T2855 5 下模座 GB T2855 6 導柱 GB T2861 1 導套 GB T2861 6 數(shù)量 1 1 2 2L B 最小 最大 規(guī)格 200 200 200 240 200 x200 x45 200 x200 x50 32x190 32x105x43 3 上模板的尺寸選擇 GB T 2855 5 1990 如圖所示 表 3 6 所示 通過標準的 查詢 根據(jù)實際凹模的外形尺寸選擇相 對應的上模板 材料為 HT200 技術(shù)條 件按 JB T 8070 1995 GB T9436 1988 規(guī)定 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 26 頁 裝 訂 線 表 3 6 后側(cè)導柱上模座 摘自 GB T 2855 5 1990 4 下模板的尺寸選擇 如圖所示 表 3 7 所示 通過標準的查詢 根據(jù)實際凹模的外形尺寸選 擇相對應的下模板 材料為 HT200 技術(shù)條件按 JB T 8070 1995 GB9436 88 規(guī)定 凹模 周界 D H7 d2 T L B H L1 S A1 A2 R L2 基本尺寸 極限偏差 200 200 45 210 210 130 235 45 80 45 025 M14 6H 28 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 27 頁 裝 訂 線 表 3 7 后側(cè)導柱下模座 摘自 GB T 2855 6 1990 凹模 周界 H h L1 S A1 A2 R L2 D H7 L B 基本尺寸 極限偏差 200 200 50 40 210 210 130 235 45 80 32 0 025 0 050 5 導柱與導套的選擇 導柱與導套的結(jié)構(gòu)與尺寸都能從標準中直接選取 在選用時要注意導柱的長度應保證沖模在最低工作位置時 導柱上端面與上模 頂面的距離不小于 10 15mm 考慮到模具修磨后其閉合高度將減小 所以下模座底 面與導柱底面的距離應為 0 5 1mm 導柱與導套之間的配合根據(jù)沖裁模的間隙的大小選用 沖裁厚度為 0 5 時 選用 H7 h6 配合的 級精度模架 參照標準 JB T 699 1999 導柱選擇的外形為 A 型滑動導柱 尺寸如表 3 5 導套選擇的外型 A 型滑動導套 導套選擇為外形尺寸如表 3 6 技術(shù)條件按照 JB T 8070 1995 的規(guī)定 熱處理為滲碳深度為 0 8 1 2mm 硬度為 58 62HRC 材料為 20 鋼 表 3 5 導柱的外形尺寸 摘自 JB T 699 1999 d 基本尺寸 極限偏差 L 180 19080 0 0 074 200 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 28 頁 裝 訂 線 表 3 6 導套的外形尺寸 摘自 JB T 7645 3 1994 d D 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 L H l 油 槽 數(shù) 100 38 105 4380 0 025 0 45 0 050 0 034 110 48 25 2 6 模柄的選擇 中小型模具都是通過模柄固定在壓力機滑塊上的 對于大型模具則可用螺釘 壓板直接將上模座固定在滑塊上 模柄有剛性與浮動兩大類 這里選用剛性模柄 所謂剛性模柄是指模柄與上模 座是剛性連接 不能發(fā)生相對運動 根據(jù)實際設(shè)計情況 應該選擇凸緣式模柄 這 種模柄應用較為廣泛 具體尺寸可以從標準中查得 其材料使用 Q235 的 B 型凸緣模柄 熱處理硬度為 43 48HRC 技術(shù)條件按 JB T 7653 1994 的規(guī)定 表 3 10 凸緣式模柄 摘自 JB T7646 3 1994 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 29 頁 裝 訂 線 Dd js10 d1 m6 基本 尺寸 極限偏差 基本 尺寸 極限偏差 H h d1 D1 d2 d3 h1 50 0 080 0 240 100 0 0 022 78 18 17 72 18 11 11 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 30 頁 裝 訂 線 第四章 結(jié) 論 經(jīng)過一個多月的畢業(yè)設(shè)計 做下來有許多的深刻體會 當然 也有不少的收獲 通過查參考資料 標準等途徑 終于把本次的畢業(yè)設(shè)計順利完成 此次設(shè)計是做一 個材料為黃銅箔的墊圈沖裁模具 現(xiàn)在把以上所設(shè)計的模具做一個簡單的結(jié)論 本次墊圈沖裁模具的設(shè)計較為簡單 所沖裁的零件結(jié)構(gòu)并不復雜 所要計算的 僅為凹 凸模沖裁刃口尺寸的計算以及沖裁力等等 對于刃口尺寸的計算 結(jié)合學 習期間所學到的理論知識 以及教科書 所查資料中的例題等方法進行計算 由于 零件比較薄 所以用配作加工的方法來計算的凹模的刃口尺寸 該凹 凸模的實際應用價值比較大 如果沖裁量一般的話 壽命較長 短時間 內(nèi)加工速度與質(zhì)量較好 零件設(shè)計部分的工作相對沖模刃口尺寸的計算比較復雜一點 除標準件外 從 每個板料都經(jīng)過了詳細的設(shè)計 并且通過標準查詢 采納了最佳的數(shù)據(jù)參數(shù) 這樣 既保證了每個零件都是根據(jù)該沖裁件所設(shè)計 而且還符合標準中的要求 對零件的 制造減少了很多的負擔 每個零件材料都從標準中得出 有較好的使用壽命 而且 加工簡單 基本可以通過數(shù)控洗削 數(shù)控車削 數(shù)控線切割等得出所需零件 精度 能夠有很好的保障 零件的精度極大的影響了沖裁件的加工尺寸 所以這里的零件 精度高 不容易產(chǎn)生廢料 如下圖所示 簡單的零件裝配圖 圖中央黑色加粗部分及為所需沖裁的零件 同時用螺釘固定在上模座上 卸料板則通過彈簧和螺釘連接在上模座上 這里為了 防止卸料板與凸模固定板碰到 所以留有間隙 凸模通過卸料板的內(nèi)部孔 然后與 沖裁件接觸沖件 凹模則被固定在下模板上 螺釘穿過零件的定位板固定凹模 零件的定 位板為外緣定位的方式 螺釘固定后不需要用銷釘定位 廢料則通過凹模從 下模座的孔里面掉出 該模具結(jié)構(gòu)簡單 尺寸并不復雜 大部分零件均為標準件 整套模具的 綜合性能較好 精度相對被沖裁件而言一般 這樣在能保證被沖裁件的精度 也保證了模具整體加工的簡單 實用性能很通俗 符合普通沖裁模具設(shè)計的 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 31 頁 裝 訂 線 慣例 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 32 頁 裝 訂 線 裝 配 圖 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 33 頁 裝 訂 線 第 五 章 參 考 文 獻 實用模具設(shè)計制造手冊 許發(fā)樾 主編 機械工業(yè)出版社 實用模具設(shè)計手冊 陳錫棟 主編 機械工業(yè)出版社 模具制造工藝 黃毅宏 李明輝 主編 機械工業(yè)出版社 冷沖壓模具設(shè)計指導 王芳 機械工業(yè)出版社 沖壓工藝與模具設(shè)計 姜奎華 機械工業(yè)出版社 沖壓工藝與模具設(shè)計 沖壓工藝及沖模設(shè)計編寫委員會 沖壓工藝與模具設(shè)計 侯義馨 兵器工業(yè)出版社 沖壓工藝與模具設(shè)計 馬正元 韓啟主 機械工業(yè)出版社 沖壓工藝與模具設(shè)計 劉湘云 航空工業(yè)出版社 沖模設(shè)計手冊 沖模設(shè)計手冊編寫組 機械工業(yè)出版社 模具標準應用手冊 許發(fā)樾 機械工業(yè)出版社 冷沖模設(shè)計 丁松聚 機械工業(yè)出版社 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 34 頁 裝 訂 線 第六章 感 謝 致 謝 本文是在導師學校向XXX老師的悉心指導下完成的 X老師在從選定課題到最后 的論文完成的過程中 都對我進行了關(guān)鍵性的指導 導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度 淵博的 理論思想 兢兢業(yè)業(yè)的工作熱情 一絲不茍的科研作風不僅成為我今后人生道路的 導航器 還將是我一生享用不盡的寶貴財富 我要感謝XXX老師 在我論文的各個階 段 X老師給予了眾多無私的幫助和指導 在此我對您深表謝意并祝愿您及其家人永 遠健康快樂 我要感謝我的同窗學友和師兄弟們 在論文的進展過程中 給予了大 量的支持 并幫我做了大量的工作和指導 和你們在一起的三年的美好時光給我留 下了珍貴的回憶和你們在一起的每一個片斷我會永遠銘記在心 同時我還要感謝模 具班的同學 們 和你們在一起度過的每一天都令我難以忘懷 回首三年的一幕幕如畫歷歷在目 而今 我將揮手告別昨日的時光 告別 和我朝夕相處的老師 同學 我唯有再一次由衷地感謝關(guān)心過我 幫助過我的人 們 并衷心祝福你們在今后的工作和生活中萬事如意 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 共 頁 第 35 頁 裝 訂 線 摘 要 本課題為傳動蓋落料模具設(shè)計的全過程 經(jīng)工藝分析 工藝計算 包括 1 凸凹模 刃口尺寸計算 2 力的計算 3 沖裁間隙計算 4 沖裁模壓力中心的計算 5 壓力機的選取 確定了該設(shè)計工藝流程及沖模結(jié)構(gòu)形式 同時對所設(shè)計的模具分 別進行了分析說明 整個過程采用 AutoCAD 軟件繪制模具的二維裝配圖和所有零件 圖 In order to spread to move the cover to fall the whole process of anticipate the molding tool design this topic was analyze by craft craft calculation include 1 the convex and cave mold blade a size compute 2 the calculation of the dint 3 hurtle to cut the cleft calculation 4 hurtle the calculation of cut the mold pressure center 5 the selection of the pressure machine Making sure should design the craft process and blunt mold structure form Carried on the analytical elucidation to the molding tool design respectively at the same time the whole process adoption AutoCAD software draws diagram and all spare parts diagramses of the two 維s of the molding tool assemble 關(guān)鍵詞 沖模設(shè)計 AutoCAD 零件圖 裝配圖 2006年 05月 11 號