卡板級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)【沖孔- 彎曲-翻邊-切斷級(jí)進(jìn)?!俊菊f明書+CAD】
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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中 期 檢 查 表學(xué) 院: 工學(xué)院 學(xué)生姓名谷世超學(xué) 號(hào)200940614229年級(jí)專業(yè)及班級(jí)20 09級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)( 2 )班指導(dǎo)教師姓名陳志亮指導(dǎo)教師職稱副教授論文(設(shè)計(jì))題目卡板級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))工作進(jìn)度已完成的主要內(nèi)容尚需解決的主要問題1、 收集資料并按所給規(guī)格、范圍、性能完成了對(duì)模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);2、 根據(jù)所給技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算;3、 繪制了部分零件圖。1、 繪制模具總裝圖及其他零件圖;2、 編制典型零件的加工工藝規(guī)程卡片;3、 整理并完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。指導(dǎo)教師意見 簽名: 年 月 日 檢查小組意見 組長(zhǎng)簽名: 年 月 日 注:1.此表可用黑色簽字筆填寫,也可打印,但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)卡板級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)THE DESIGN OF CARD BOARD-LEVEL PROGRESSIVE DIE學(xué)生姓名:谷世超 學(xué) 號(hào):200940614229年級(jí)專業(yè)及班級(jí):2009級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(1)班指導(dǎo)老師及職稱:陳志亮 副教授 學(xué) 院:工學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙提交日期:2013年5月湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng) 信 聲 明本人鄭重聲明:所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下,進(jìn)行研究工作所取得的成果,成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名: 年 月 日湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共 10 頁產(chǎn)品名稱零件名稱凹模鑲塊第 1 頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)10下料T10A毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板料203453011設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)G1夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1距離左面40mm鋸203mm鋼尺2距離前面203mm鋸45mm,得2034530坯料設(shè)計(jì)(日 期)校對(duì)日期(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共 10 頁產(chǎn)品名稱零件名稱凹模鑲塊第 2 頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)20粗銑6個(gè)表面T10A毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板料203453011設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式銑床X531夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1粗銑1表面,以3表面定位,夾緊5、6表面d/z=80/8端銑刀9537.30.21.512粗銑2表面,以4表面定位,夾緊5、6表面d/z=80/8端銑刀9537.30.21.513粗銑3表面,以1表面定位,夾緊5、6表面d/z=80/8端銑刀9537.30.21.514粗銑4表面,以2表面定位,夾緊5、6表面d/z=80/8端銑刀9537.30.21.515粗銑5表面,以6表面定位,夾緊1、3表面d/z=80/8端銑刀9537.30.21.516粗銑6表面,以5表面定位,夾緊1、3表面d/z=80/8端銑刀9537.30.21.51設(shè)計(jì)(日 期)校對(duì)日期(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共 10 頁產(chǎn)品名稱零件名稱凹模鑲塊第 3 頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)30打中心鉆、鉆T10A毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板料200422711設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式鉆床Z5501夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1在1表面打7個(gè)3.15的中心鉆孔3.15不帶護(hù)錐中心鉆350350.21.212鉆沉頭孔通孔3個(gè)8.50直柄短麻花鉆350350.354213鉆深度為16的光孔4.20直柄短麻花鉆350350.351614鉆銷釘通孔5.50直柄短麻花鉆350350.35421設(shè)計(jì)(日 期)校對(duì)日期(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共 10 頁產(chǎn)品名稱零件名稱凹模鑲塊第 4 頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)40打中心鉆、鉆T10A毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板 料200422711設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式鉆床Z5501夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1在5表面打3.15的中心鉆孔4個(gè)3.15不帶護(hù)錐中心鉆350350.351.512鉆通孔8.50直柄短麻花鉆350350.351.51 設(shè)計(jì)(日 期)校對(duì)日期(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共 10 頁產(chǎn)品名稱零件名稱凹模鑲塊第 5 頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)50半精銑6個(gè)表面T10A毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板料200422711設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式銑床X531夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1半精銑1表面,以3表面定位,夾緊2、4表面d/z=80/14端銑刀11846.30.120.31163.22半精銑3表面,以3表面定位,夾緊2、4表面d/z=80/14端銑刀11846.30.120.31163.23半精銑5表面,以6表面定位,夾緊2、4表面d/z=80/14端銑刀11846.30.120.31163.24半精銑6表面,以5表面定位,夾緊2、4表面d/z=80/14端銑刀11846.30.120.31163.2設(shè)計(jì)(日 期)校對(duì)日期(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共 10頁產(chǎn)品名稱零件名稱凹模鑲塊第 6 頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)60擴(kuò)孔T10A毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板料20040.625.611設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式鉆床Z5501夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1擴(kuò)1表面沉頭孔通孔至9.009.00高速鋼直柄擴(kuò)孔鉆272270.351.312擴(kuò)1表面光孔至4.804.80高速鋼直柄擴(kuò)孔鉆272270.351.313擴(kuò)1表面銷釘孔通孔至5.805.80高速鋼直柄擴(kuò)孔鉆272270.351.314擴(kuò)5面沉頭孔通孔至9.009.00高速鋼直柄擴(kuò)孔鉆272270.351.31設(shè)計(jì)(日 期)校對(duì)日期(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共 10 頁產(chǎn)品名稱零件名稱凹模鑲塊第 7 頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)70锪沉頭孔T10A毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板料20040.625.611設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式鉆床Z5501夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1锪1表面沉頭孔15,深7159帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆3500.351.512锪2表面沉頭孔15,深7159帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆3500.351.51設(shè)計(jì)(日 期)校對(duì)日期(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共 10 頁產(chǎn)品名稱零件名稱凹模鑲塊第 8 頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)80擴(kuò)、絞孔T10A毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板料20040.625.611設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式鉆床X531夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1精銑1表面,以3表面定位,夾緊2、4表面d/z=80/14端銑刀835450.750.312精銑2表面,以3表面定位,夾緊2、4表面d/z=80/14端銑刀835450.750.313精銑5表面,以6表面定位,夾緊2、4表面d/z=80/14端銑刀835450.750.314精銑6表面,以5表面定位,夾緊2、4表面d/z=80/14端銑刀835450.750.31設(shè)計(jì)(日 期)校對(duì)日期(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共 10 頁產(chǎn)品名稱零件名稱凹模鑲塊第 9 頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)90鉸銷釘孔T10A毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板料200402511設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式鉆床Z5501夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1鉸銷釘孔至66錐柄機(jī)用鉸刀5450.120.21設(shè)計(jì)(日 期)校對(duì)日期(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)共 10 頁產(chǎn)品名稱零件名稱凹模鑲塊第 10 頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)100攻螺紋T10A毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)板料203453011設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)1夾具編號(hào)夾具名稱切削液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1攻M6螺紋孔6粗柄手用絲錐設(shè)計(jì)(日 期)校對(duì)日期(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱零件名稱凹模鑲塊共 1 頁第 1 頁材 料 牌 號(hào)T10A毛 坯 種 類板料毛坯外形尺寸2054530每毛坯件數(shù)1每 臺(tái) 件 數(shù)1備 注工序號(hào)工名序稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè)備工 藝 裝 備工時(shí)/min準(zhǔn)終單件10下料鋸下厚30mm、寬45mm、長(zhǎng)203mm的坯料GB4025鋼尺20銑粗銑6個(gè)表面,獲得基本尺寸2742200X53高速鋼端銑刀,兩用游標(biāo)卡尺30打中心鉆、鉆在1面上打7個(gè)中心鉆并鉆孔Z550高速鋼麻花鉆,兩用游標(biāo)卡尺40打中心鉆、鉆在5面上打中心鉆并鉆孔Z550高速鋼麻花鉆,兩用游標(biāo)卡尺50銑半精銑1、3、5、6表面X53高速鋼端銑刀,兩用用游標(biāo)卡尺60擴(kuò)擴(kuò)1、5面上的孔Z550高速鋼擴(kuò)孔鉆,兩用用游標(biāo)卡尺70锪锪1、5平面上的沉頭孔Z550平底锪鉆,兩用用游標(biāo)卡尺80銑精銑1、3、5、6平面X53速鋼端銑刀,兩用用游標(biāo)卡尺90鉸鉸銷釘孔Z550 鉸刀6H7,內(nèi)徑千分表100攻螺紋攻M6的螺紋孔普通高速鋼M6手用絲錐設(shè)計(jì)(日 期)校對(duì)日期(日期)審核(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 字 日 期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告學(xué)生姓名谷世超學(xué) 號(hào)200940614229年級(jí)專業(yè)及班級(jí)2009級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化( 2 )班 指導(dǎo)教師及職稱陳志亮 副教授學(xué) 院工學(xué)院2013年 1 月 7 日畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目卡板級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述(選題研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等,不少于1000字)一、選題研究意義沖壓加工是現(xiàn)代機(jī)械制造中先進(jìn)高效的加工方法之一。它是利用安裝在壓力機(jī)上的模具,在常溫或加熱的條件下對(duì)板材施加壓力使其變形和分解,從而獲得一定形狀、尺寸的零件的加工方法。因?yàn)樗饕糜诩庸ぐ辶狭慵?,所以又叫板料沖壓。沖壓加工的特點(diǎn)如下:(1)借助壓力機(jī)的壓力,利用模具能獲得壁薄、質(zhì)量輕、形狀復(fù)雜的零件,這些零件用其他方法難以加工甚至無法加工;(2)沖壓加工的零件精度高、尺寸穩(wěn)定,具有良好的互換性;(3)沖壓加工是少無切削加工的一種,部分零件沖壓直接成形,大部分無需任何再加工,材料利用率高,達(dá)85%以上;(4)生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)過程容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,適合大批大量生產(chǎn);(5)操作簡(jiǎn)單,便于組織生產(chǎn)管理。本課題要求對(duì)給定零件卡板零件進(jìn)行沖孔、落料、壓彎、翻邊級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì),通過對(duì)零件進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析確定零件的沖壓工藝方案并制定部分零件的制造工藝,如:凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、導(dǎo)尺、擋料銷、導(dǎo)正銷等。通過該課題設(shè)計(jì),可以提高生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程度,改善勞動(dòng)條件、避免人身事故,并且減輕人力、便于有節(jié)奏的生產(chǎn),從而提高生產(chǎn)效率。二、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1、沖壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 沖壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀主要可以歸納為以下幾個(gè)方面:沖壓加工更加自動(dòng)化與柔性化;塑性成形的基礎(chǔ)理論已基本形成;以有限元為核心的塑性成形數(shù)值仿真技術(shù)日趨成熟,為人們認(rèn)識(shí)成形過程的本質(zhì)規(guī)律提供了新途徑;CAD/CAE/CAM等技術(shù)的不斷深入應(yīng)用,使模具質(zhì)量提高、制造周期下降;新的成形方法不斷出現(xiàn)并得到成功應(yīng)用。近年來,我國(guó)沖壓模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得不小的成績(jī),無論是企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu),都在向著合理化的方向發(fā)展。目前全世界模具總產(chǎn)值約為680億美元,中國(guó)只占8%左右,為更新和提高裝備水平,沖壓模具企業(yè)每年都需進(jìn)口設(shè)備。在創(chuàng)新開發(fā)方向的投入仍顯不足,沖壓模具行業(yè)內(nèi)綜合開發(fā)能力的提升已嚴(yán)重滯后于生產(chǎn)能力的提高,主要問題體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)各層次的沖壓模具技術(shù)人才資源不足,尤其是高級(jí)模具設(shè)計(jì)人員、CNC數(shù)控機(jī)床操作工等,需求缺口較大。(2)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高,模具及其零件部件的商品率偏低。(3)模具制造的專業(yè)化程度和集中化程度待進(jìn)一步提高。(4)模具修理機(jī)制不健全,因拖延修理期影響生產(chǎn)的事時(shí)有發(fā)生。(5)模具壽命偏低,使模具費(fèi)占產(chǎn)品成本比率過高且長(zhǎng)期居高不下。(6)模具及零部件市場(chǎng)價(jià)偏低,模具修理費(fèi)用更低,而且沒有市場(chǎng)指導(dǎo)價(jià),完全靠購(gòu)銷雙方“議價(jià)”,地區(qū)與廠際之間價(jià)差懸殊。(7)模具新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料推廣應(yīng)用緩慢,特別是國(guó)內(nèi)自行開發(fā)的模具新材料大多至今未能推廣應(yīng)用。(8)設(shè)備老化嚴(yán)重,超期服役的情況普遍。(9)各類模具的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)指導(dǎo)性文件不齊全,特別是與國(guó)際市場(chǎng)接軌的各類模具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)缺口大。(10)模具鋼的精煉和模具鍛坯的鍛造技術(shù)推廣應(yīng)用問題,至今未能解決。上述一系列問題表明,中國(guó)目前的模具結(jié)構(gòu)還需要進(jìn)一步調(diào)整,增長(zhǎng)方式也需要進(jìn)一步轉(zhuǎn)變,必須從量的擴(kuò)張逐漸轉(zhuǎn)變到以質(zhì)為先的軌道上來。只有這樣,我國(guó)模具產(chǎn)品的質(zhì)量與水平才能真正提升,才能的擁有國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力,才能使模具產(chǎn)品的出口量的增長(zhǎng)與質(zhì)的提升相結(jié)合。2、沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)今中國(guó)憑借豐富且廉價(jià)的人力資源、龐大的市場(chǎng)及其它許多有利條件,已成為承接工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家模具業(yè)轉(zhuǎn)移的良好目的地。隨著國(guó)際交往的日益增多和外資在中國(guó)模具行業(yè)的投入日漸增加,中國(guó)模具已經(jīng)與世界模具密不可分,中國(guó)模具在世界模具中的地位和影響越業(yè)越重要。中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵聨讉€(gè)方面:(1)模具結(jié)構(gòu)日趨大型、精密、復(fù)雜及壽命日益提高。由于成型零件日趨大型及高效率生產(chǎn)所要求的一模多腔,使模具日趨大型化;隨著零件微型化和模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求,今后模具加工的精度將更小,這必將促進(jìn)超精密加工的發(fā)展。(2)CAD/CAE/CAM 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的廣泛應(yīng)用。在模具設(shè)計(jì)與制造中,開發(fā)并應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的制造系統(tǒng)(CAD/CAE/CAM),發(fā)展高精度、高壽命模具和簡(jiǎn)易模具(軟模、低熔點(diǎn)合金模具等)制造技術(shù)以及通用組合模具、成組模具、快速換模裝置等,以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。 (3)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期,還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)進(jìn)一步增加規(guī)格、品種、發(fā)展和完善銷售網(wǎng)絡(luò),保證供貨速度,為客戶提供交貨期短、精度高、生產(chǎn)工藝性好、使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格低的優(yōu)質(zhì)模具標(biāo)準(zhǔn)件。(4)開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)。模具材料是模具工業(yè)的基礎(chǔ),制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料,正逐步被高強(qiáng)鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他復(fù)合材料或高分子材料替代。隨著材料科學(xué)的發(fā)展,加強(qiáng)研究各種新材料的沖壓成形性能,不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術(shù)。當(dāng)前,國(guó)外模具材料系列日趨完善與細(xì)化,國(guó)內(nèi)開發(fā)的高級(jí)優(yōu)質(zhì)模具鋼品種雖然不少,但推廣應(yīng)用不足,每年所需約70萬噸模具鋼還要有相當(dāng)一分進(jìn)口。(5)沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化,可控化??茖W(xué)化主要體現(xiàn)深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理念、失穩(wěn)理論與變形程度等對(duì)成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預(yù)測(cè)和可控程序。數(shù)字化主要體現(xiàn)在應(yīng)用有限元、邊界元等技術(shù),對(duì)沖壓過程進(jìn)行數(shù)字模擬分析,以預(yù)測(cè)某一工藝過程中坯料對(duì)沖壓的適應(yīng)性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題,從而優(yōu)化沖壓方案。(6)對(duì)產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評(píng)估能力將有大的發(fā)展。以便宜從產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)甚至構(gòu)思時(shí)起,就能針對(duì)零件的可成形性及所需性能的保證度,作出快速分析評(píng)估。三、主要參考文獻(xiàn)等1 濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì).第8版.高等教育出版社,2010.32 孫桓.機(jī)械原理.第7版.高等教育出版社,2009.123 彭建聲、秦曉剛 模具技術(shù)問答M.機(jī)械工業(yè)出版社,20054 王樹勛等. 典型模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)M.廣州.華南理工大學(xué)出版社. 2008,45 翁其金. 沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)M,北京機(jī)械工業(yè)出版社,2011.76 楊玉英. 實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)M,北京機(jī)械工業(yè)出版社,2009.97 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M,北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2009.18 傅建軍. 模具制造工藝 M. 北京 機(jī)械工業(yè)出版社,2011.19 王衛(wèi)衛(wèi). 材料成形設(shè)備M. 機(jī)械工業(yè)出版社,2010.110 王秀鳳、張永春 冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造M.北京航空航天大學(xué)出版社,2008.711涂光祺. 沖模技術(shù) M.北京. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2010.912 趙孟棟. 冷沖模設(shè)計(jì)M,北京機(jī)械工業(yè)出版社,2010.413 王新華 沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社,2011注:此表如不夠填寫,可另加頁。研究方案(研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等)一、研究目的研究設(shè)計(jì)卡板級(jí)進(jìn)模能夠提高工業(yè)生產(chǎn)的效率,使生產(chǎn)過程更容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,同時(shí)使操作簡(jiǎn)單,便于組織生產(chǎn)管理,也能夠促進(jìn)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展,帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。二、內(nèi)容1、沖壓件的工藝性分析,并進(jìn)行必要的計(jì)算2、繪制模具總裝圖、繪制全部自制零件的工程圖3、編制典型零件的加工工藝規(guī)程卡片4、3張以上0號(hào)圖紙(全部CAD出圖);5、設(shè)計(jì)說明書一份(1.2萬字以上)三、方法按照以下步驟進(jìn)行設(shè)計(jì):1.查閱相關(guān)資料;2.確定研究技術(shù)路線與方案構(gòu)思;3.結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析;4.根據(jù)所給技術(shù)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算;5.按所給規(guī)格、范圍、性能進(jìn)行分析;6.繪制工作裝配圖草圖;7.繪制總圖及零件圖等;8. 編制典型零件的加工工藝規(guī)程卡片;9.總結(jié)問題進(jìn)行分析和解決。四、預(yù)期成果從材料厚度為1mm的板材上得到符合要求的卡板零件,其設(shè)計(jì)的主要思路:沖孔-落料-壓彎-翻邊整形,在此過程中,要分別對(duì)模架結(jié)構(gòu)、凹模結(jié)構(gòu)、卸料板結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和翻邊孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),并得到相關(guān)的二維CAD圖。根據(jù)加工流程,如果達(dá)到預(yù)期效果,所得的資料技術(shù)有利于工業(yè)生產(chǎn),對(duì)工廠生產(chǎn)效率的提高具有促進(jìn)作用。進(jìn)程計(jì)劃(各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度等)起止日期主要工作內(nèi)容完成程度2013.03.012013.03.09收集資料2013.03.102013.03.19總體方案論證、選擇、整體結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)2013.03.202013.03.29根據(jù)所給技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算2013.03.302013.04.01中期考核2013.04.022013.04.15繪制總圖及零件圖等2013.04.162013.04.30編制典型零件的加工工藝規(guī)程卡片2013.05.012013.05.13整理完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書2012.05.142012.05.26答辯與修改定稿論證小組意見 組長(zhǎng)簽名: 20 年 月 日專業(yè)委員會(huì)意見專業(yè)委員會(huì)主任簽名: 20 年 月 日注:1.此表可用黑色簽字筆填寫,也可打印,但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題論證記錄學(xué) 院: 工學(xué)院 記錄人: 學(xué)生姓名谷世超學(xué) 號(hào)200940614229年級(jí)專業(yè)及班級(jí)2009級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)( 2 )班指導(dǎo)教師姓名陳志亮指導(dǎo)教師職稱副教授論文(設(shè)計(jì))題目卡板級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì) 論證小組質(zhì)疑:1、 卡板級(jí)進(jìn)模具的整體設(shè)計(jì)方案是什么?2、 此模具的應(yīng)用價(jià)值是什么?3、 你準(zhǔn)備采取哪些方法和步驟來完成你的畢業(yè)設(shè)計(jì)?學(xué)生回答簡(jiǎn)要記錄:1、 卡板級(jí)進(jìn)模具的主要結(jié)構(gòu)包括:模架結(jié)構(gòu),凹模結(jié)構(gòu),卸料板結(jié)構(gòu),導(dǎo)向機(jī)構(gòu),翻邊孔結(jié)構(gòu)。2、 提高生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程度,減輕人力、便于有節(jié)奏的生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率,具有現(xiàn)實(shí)的工程意義。3、 我將按照以下步驟進(jìn)行設(shè)計(jì):查閱相關(guān)資料;確定研究技術(shù)路線與方案構(gòu)思;結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析;根據(jù)所給技術(shù)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算;按所給規(guī)格、范圍、性能進(jìn)行分析;繪制工作裝配圖草圖;繪制總圖及零件圖等;編制典型零件的加工工藝規(guī)程卡片;總結(jié)問題進(jìn)行分析和解決。論證小組成員簽名 論證地點(diǎn): 論證日期:20 年 月 日注:此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。記錄、簽名欄必須用黑色筆手工填寫。目 錄摘要1關(guān)鍵詞11前言12工件的沖壓工藝分析22.1零件介紹22.2工件的尺寸精度32.3審查零件材料選用是否得當(dāng)32.4沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性分析32.5翻邊工藝性分析33確定沖壓工藝方案43.1確定工藝方案43.2確定工位數(shù)63.3排樣及材料利用率的計(jì)算63.3.1計(jì)算毛坯尺寸73.3.2排樣的設(shè)計(jì)73.3.3材料利用率的計(jì)算84 主要工藝參數(shù)的確定94.1確定預(yù)沖孔直徑尺寸94.2確定雙斜楔結(jié)構(gòu)角度參105 各部分工藝力的計(jì)算115.1沖裁力的計(jì)算115.1.1沖裁力的計(jì)算公式115.1.2降低沖裁力的方法125.2彎曲部分的力計(jì)算135.3翻孔部分的力計(jì)算135.4總壓力145.5壓力中心的計(jì)算145.6沖壓設(shè)備的選擇156計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差166.1計(jì)算原則166.2刃口尺寸計(jì)算176.2.1沖導(dǎo)正孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算176.2.2沖預(yù)沖孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算186.2.3切兩端廢料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算186.2.4切兩側(cè)廢料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算196.2.5切斷凸凹模刃口尺寸計(jì)算196.2.6翻邊時(shí)凸凹模刃口尺寸計(jì)算206.2.7彎曲時(shí)凸凹模工作部位尺寸207模具主要零件設(shè)計(jì)與選擇217.1常用沖壓模具材料的選取217.2沖孔圓形凸模的設(shè)計(jì)217.2.1沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)217.2.2凸模長(zhǎng)度的計(jì)算217.3切兩端和兩側(cè)廢料的凸模設(shè)計(jì)227.4翻孔凸模的設(shè)計(jì)237.5凹模的設(shè)計(jì)247.5.1凹??卓谛问郊爸饕獏?shù)247.5.2凹模外形尺寸的確定247.6卸料彈簧的設(shè)計(jì)和選用258 模具總體設(shè)計(jì)278.1 模架及模柄結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及選擇278.1.1 模架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇278.1.2模柄的選擇278.2 固定板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)288.3 墊板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)298.4 卸料板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)308.5 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)328.6 翻邊孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)329繪制模具總裝圖3310結(jié)束語 33參考文獻(xiàn) 34致謝 35 附錄 35卡板級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)學(xué) 生:指導(dǎo)老師:()摘 要:本設(shè)計(jì)通過對(duì)卡板零件的工藝特點(diǎn)分析,確定了沖孔、壓彎、翻邊、切斷等成形工藝,通過對(duì)所提出的不同設(shè)計(jì)方案的對(duì)比,最終確定了多工位級(jí)進(jìn)模的沖壓方案。本論文介紹了該卡板級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、設(shè)計(jì)過程及模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作過程。本卡板級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)目的在于提高卡板零件的生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的機(jī)械化和自動(dòng)化,從而帶來較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。關(guān)鍵詞:卡板零件;工藝分析;級(jí)進(jìn)模;模具結(jié)構(gòu);The Design Of Card Board-Level Progressive DieStudent:Gu ShichaoTutor:Chen Zhiliang(College of Engineering,Hunan agricultural University, Changsha 410128,China)Abstract: This design aims at figuring out the forming process of punching, shearing, bending, flanging and cutting through the analysis on the technological characteristics of parts of card board. By comparing various proposed design proposal, the author ultimately determines to adopt the multi-station progressive die stamping as the processing scheme. In this paper, the author will introduce the design features and process of this model, meanwhile, its structural characteristics and machining process will also be involved.The board level of the card is designed to improve the production efficiency of the parts of the card boards, mechanize and automate the production process, resulting in better economic and social benefits.Key words: Parts of card board; Industrial analysis; Progressive die; Mold structure1 前言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目“卡板級(jí)進(jìn)模具的設(shè)計(jì)”來源于生產(chǎn)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng),具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。研究設(shè)計(jì)卡板級(jí)進(jìn)模能夠提高工業(yè)生產(chǎn)的效率,使生產(chǎn)過程更容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,同時(shí)使操作簡(jiǎn)單,便于組織生產(chǎn)管理,也能夠促進(jìn)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展,帶來較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。沖壓加工作為現(xiàn)代機(jī)械制造中先進(jìn)高效的加工方法之一,是利用安裝在壓力機(jī)上的模具,在常溫或加熱的條件下對(duì)板材施加壓力使其變形和分解,從而獲得一定形狀、尺寸的零件的加工方法。當(dāng)前,沖壓加工更加自動(dòng)化與柔性化,塑性成形的基礎(chǔ)理論已基本形成,以有限元為核心的塑性成形數(shù)值仿真技術(shù)日趨成熟, CAD/CAE/CAM等技術(shù)的不斷深入應(yīng)用,使模具質(zhì)量提高、制造周期下降,新的成形方法不斷出現(xiàn)并得到成功應(yīng)用。我國(guó)沖壓模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得不小的成績(jī),無論是企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu),都在向著合理化的方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)說明書對(duì)卡板零件的工藝特點(diǎn)進(jìn)行了分析,通過對(duì)所提出的不同設(shè)計(jì)方案的對(duì)比,最終確定了多工位級(jí)進(jìn)模的沖壓方案。論文中包含了排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算;沖裁力、卸料力、推件力及彎曲力和翻邊力等沖壓工藝力的計(jì)算;確定模具主要零件的外形尺寸及凸、凹模間隙并計(jì)算出模具主要零件的尺寸;對(duì)模具的整體設(shè)計(jì)為模具裝配圖的繪制提供了主要依據(jù);沖模主要零件的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇。本次設(shè)計(jì)立意明確,與實(shí)際緊密結(jié)合,系本人獨(dú)立完成。由于本人知識(shí)水平有限,望各位老師批評(píng)指正以供改進(jìn),使本人水平得到一定的提高,以達(dá)到此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。2 工件的沖壓工藝性分析2.1 零件介紹圖1所示為卡板零件,材料:1Cr18Ni9Ti,抗剪強(qiáng)度=460520MPa,抗拉強(qiáng)度=580640MPa,屈服強(qiáng)度:=200MPa,厚度為1mm。圖1 卡板零件Figl Parts of card board2.2 工件的尺寸精度:沖裁件的精度要求,應(yīng)在經(jīng)濟(jì)精度范圍內(nèi)(所謂經(jīng)濟(jì)精度是指在正常加工條件下,采用符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)工人、不延長(zhǎng)加工時(shí)間所能保證的加工精度),對(duì)于普通沖裁件,其經(jīng)濟(jì)精度不高于IT11級(jí),沖孔比落料件高一級(jí)。對(duì)于本次設(shè)計(jì),零件寬度尺寸100.05mm,要求較嚴(yán);其他的尺寸未標(biāo)注精度,考慮到成本,按照一般精度要求來加工這些尺寸應(yīng)該可以滿足其工作性能,故除特別要求工件精度等級(jí)選取IT14。2.3 審查零件材料選用是否得當(dāng)考慮到產(chǎn)品成本和零件的使用性能,材料為1Cr18Ni9Ti,是普通不銹鋼,屈服強(qiáng)度200MPa,抗拉強(qiáng)度580640MPa,抗剪強(qiáng)度460520MPa,伸長(zhǎng)率35,適宜沖壓選擇。2.4 沖裁件結(jié)構(gòu)工藝性分析一般情況下,對(duì)沖裁件工藝性影響最大的是制件的結(jié)構(gòu)形狀、精度要求、形位公差及技術(shù)要求。沖裁件的工藝性合理與否,影響到?jīng)_裁件的質(zhì)量、模具壽命、材料消耗、生產(chǎn)率等,在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能提高其工藝性。沖裁件的形狀盡可能簡(jiǎn)單、規(guī)則、避免復(fù)雜形狀的曲線,使排樣時(shí)以減少?gòu)U料;矩形孔兩端宜用圓弧連接,以利于模具加工;沖裁件各直線或曲線的連接處,盡量避免銳角,嚴(yán)禁尖角,如無特殊要求,應(yīng)用R0.25t的圓角過渡;沖裁件凸出或凹入部分不能太窄,盡可能避免過長(zhǎng)的懸臂和凹槽;沖裁件的孔徑因受孔凸模剛度和強(qiáng)度的限制,不宜太小,否則容易折斷或壓彎,沖孔的最小尺寸取決于孔的形狀、沖壓材料的種類及厚度和力學(xué)性能、凸模強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu);沖孔件上孔與孔、孔與邊緣之間的距離不能過小,以免影響凹模強(qiáng)度和沖裁質(zhì)量,其距離主要與孔的形狀和料厚有關(guān)1。本次設(shè)計(jì)中,卡板零件左右對(duì)稱件,沖裁結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,厚度僅為1mm,沖裁性能較好,工藝性容易滿足材料。2.5 翻邊工藝性分析 一般情況下,圓孔翻邊時(shí)的孔緣在單向拉應(yīng)力作用下,切向伸長(zhǎng)變形引起的厚度減薄最大,最容易破裂,由于材料性質(zhì)不均勻,孔緣各處允許的切向延伸率不一樣,一旦孔緣某處的伸長(zhǎng)變形超過了該處延允許的材料伸率,該處就會(huì)因厚度減薄過大而破裂。翻邊時(shí)的變形區(qū)基本上限制在凹模圓角區(qū)之內(nèi),凸模底部材料為只要變形區(qū),處于切向、徑向二向受拉伸的應(yīng)力狀態(tài)。切向應(yīng)力在孔邊緣最大,徑向應(yīng)力在孔邊緣為零。圓孔翻邊時(shí)翻邊的變形程度常以翻邊前孔徑d與翻邊后孔徑D的比值K(即:翻邊系數(shù))來表示: 顯然,K值愈大變形程度愈小,K值愈小變形程度愈大。當(dāng)翻邊時(shí)孔邊不破裂所能達(dá)到的最大變形程度,即最小的K值,稱為極限翻邊系數(shù),影響極限翻邊系數(shù)的因素如下:(1)孔邊的加工性質(zhì)及狀態(tài):采用鉆的孔翻邊時(shí),可得較小的極限翻邊系數(shù),孔邊表面質(zhì)量高、無毛刺時(shí)有利于翻邊;(2)預(yù)沖孔直徑d與料厚t的比值:比值愈小,即材料愈厚,在破裂前的絕對(duì)伸長(zhǎng)越大,翻邊時(shí)不易破裂,故極限翻邊系數(shù)取小些;(3)材料的塑性:塑性指標(biāo)延伸率和截面收縮率愈高時(shí),極限翻邊系數(shù)可取小些;(4)凸模工作部分形狀:球形(拋物線形或錐形)凸模比平底凸模對(duì)翻邊有利18。綜上所述,該零件左右對(duì)稱、寬度相同,相應(yīng)部位的圓角半徑左右相等,可以保證彎曲時(shí)毛坯不會(huì)產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)。綜合性能較好,強(qiáng)度、塑性等性能得到較好配合,其沖裁、彎曲、翻邊加工性較好,可以沖裁彎曲及翻邊加工,適于大批量生產(chǎn)。圖2 圓孔翻邊時(shí)的應(yīng)力與變形情況Fig2 Stress and deformation of the hole flanging3 確定沖壓工藝方案3.1 確定工藝方案工藝方案的內(nèi)容是確定沖裁件的工藝路線,主要包括確定工序數(shù)、工序的組合和工序的順序安排等,應(yīng)在工藝分析的基礎(chǔ)上制定幾種可能的方案,再根據(jù)工件的批量、形狀尺寸等多方面的因素,全面考慮、綜合分析,選取一個(gè)較為合理的方案??紤]到該零件包括需落料、沖孔、彎曲、翻邊成形四道工序,可以采用的工藝方案有以下幾種:方案一:先落料后沖孔,再?gòu)澢?,最后翻邊成形,即采用單工序生產(chǎn);方案二:落料沖孔復(fù)合,其余單工序,即采用復(fù)合模與單工序模配合生產(chǎn);方案三:沖孔- 彎曲-翻邊-切斷級(jí)進(jìn)模,采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但需四道工序、四副模具才能完成,效率較低,且精度不易保證。如此浪費(fèi)了人力,物力,財(cái)力。從經(jīng)濟(jì)角度考慮不妥當(dāng),難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二也需要三副模具才可成型,該工藝特點(diǎn)首先進(jìn)行落料沖孔,再?gòu)澢?,最后翻邊。采用這種方法加工工序也較多,且需要手工操作,定位難以達(dá)到精度,質(zhì)量那以保證。方案三:級(jí)進(jìn)模是在壓力機(jī)一次行程中完成多個(gè)工序的模具,它具有操作安全的顯著特點(diǎn),模具強(qiáng)度較高,壽命較長(zhǎng)。使用級(jí)進(jìn)模便于沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化,可以采用高速壓力機(jī)生產(chǎn),也只需要一副模具,制造精度較高,先沖孔后落料,再進(jìn)行彎曲及翻邊成形,最后切斷,級(jí)進(jìn)模具有以下特點(diǎn):(1)生產(chǎn)效率高。級(jí)進(jìn)模屬于多工序模,在一副模具中可包括沖裁、彎曲、拉深、成形等多道工序,因而具有高度勞動(dòng)生產(chǎn)率;(2)操作安全。因?yàn)槭植槐剡M(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域,自動(dòng)送料時(shí),模具內(nèi)裝有安全監(jiān)測(cè)裝置,可防止加工時(shí)發(fā)生勿送進(jìn)或意外;(3)模具壽命長(zhǎng)。由于工序不必集中在一個(gè)工位,不存在“最小壁厚”問題,且改變了凸凹模受力狀況,因而模具強(qiáng)度高,壽命長(zhǎng);(4)易于自動(dòng)化。大量生產(chǎn)時(shí),可采用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu),便于實(shí)現(xiàn)沖壓過程的機(jī)械化和自動(dòng)化;(5)可實(shí)現(xiàn)高速?zèng)_壓。若配合高速?zèng)_床及各種輔助設(shè)備,級(jí)進(jìn)??蛇M(jìn)行高速?zèng)_壓;(6)可減少?gòu)S房面積,半制品運(yùn)輸及倉(cāng)庫面積。一臺(tái)沖床可完成從板料到成品的各種沖壓過程,并免去用單工序模時(shí)之間的周轉(zhuǎn)和儲(chǔ)存。但是級(jí)進(jìn)模也存在一些問題,如:較難保證內(nèi)、外相對(duì)位置的一致性,制造相對(duì)生產(chǎn)周期長(zhǎng),其模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,料的定位與送進(jìn)是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題等。因?yàn)樵摿慵尚涡铔_孔、壓彎、翻邊等幾道工序完成。雖然該件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是零件寬度尺寸100.05mm要求較嚴(yán),而且翻孔尺寸為6.2mm,導(dǎo)致預(yù)沖孔尺寸較小。若用單工序模具或復(fù)合模與單工序模配合沖制精度不易保證,而卡板材料為硬鋼,需要精密導(dǎo)向,并且要盡量提高材料利用率。通過上述三種方案的分析比較,決定采用方案三級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)卡板零件。3.2 確定工位數(shù)工位數(shù)的確定要遵從以下原則:(1)應(yīng)保證沖件的精度要求和零件集合形狀的正確性。對(duì)要求零件精度比較高的部位,應(yīng)盡量集中在一個(gè)工位上一次沖壓完成。在一個(gè)工位完成確實(shí)有困難,需分解為兩個(gè)或多個(gè)工位時(shí),最好放在相鄰的工位上;(2)對(duì)于復(fù)雜的形孔和外形分段切除時(shí),只要不受精度要求和模具周邊尺寸的限制,應(yīng)力求做到各段形孔以簡(jiǎn)單、規(guī)則、容易加工為基本原則;(3)在普通低速壓力機(jī)上沖壓的級(jí)進(jìn)模,為了使模具簡(jiǎn)單、實(shí)用縮小模具體積、減少步距的積累誤差,凡是能合并的工位,只要模具自身有足夠的強(qiáng)度,就不要輕易分解,增加工位??展の坏脑O(shè)置原則:(1)用導(dǎo)正銷做精確定距的條料,可適當(dāng)增加空位,因步距積累誤差較小,對(duì)產(chǎn)品精度影響不大。反之,定距精度差的,不應(yīng)輕易設(shè)空工位;(2)當(dāng)模具步距較大(一般步距大于16mm)時(shí),不宜多設(shè)置空工位。步距大于30mm以上時(shí),更不能輕易設(shè)置多個(gè)空工位;(3)一般來說,精度高、形狀復(fù)雜的零件,應(yīng)少設(shè)置空工位。反之,可適當(dāng)增加空工位。該卡板級(jí)進(jìn)模設(shè)置有8個(gè)工位,第1個(gè)工位沖導(dǎo)正孔,為以后的工序定位做準(zhǔn)備;第2個(gè)工位以導(dǎo)正釘導(dǎo)正,沖兩側(cè)的兩個(gè)翻邊預(yù)沖孔;第3個(gè)工位將兩端廢料切除;第4個(gè)工位為空工位,但以導(dǎo)板進(jìn)行導(dǎo)正,以防止條料在沖制過程中發(fā)生變形和左右傾斜而影響彎曲精度;第5個(gè)工位以導(dǎo)板定位,將兩側(cè)廢料切除;第6個(gè)工位以導(dǎo)正釘導(dǎo)正,對(duì)板料進(jìn)行彎曲,此時(shí)導(dǎo)板已經(jīng)不起導(dǎo)正作用;第7個(gè)工位對(duì)預(yù)沖孔翻邊孔進(jìn)行翻邊;第8個(gè)工位將中間載體切除。3.3 排樣及材料利用率的計(jì)算3.3.1 計(jì)算毛坯尺寸因?yàn)楣ぜ诜呥^程中,材料主要受切向拉伸使厚度變薄,而徑向變形不大,可知該零件毛坯展開的精度主要由圓弧處尺寸展開的精確性決定,該零件有4處R1的圓弧,按彎曲件展開公式進(jìn)行計(jì)算,每處圓弧處展開尺寸按公式(1):= (1) (2)式中:圓弧部分應(yīng)變中性層展開長(zhǎng)度(mm); 應(yīng)變中性層的曲率半徑(mm); 彎曲中心角,(); x應(yīng)變中性層的位移系數(shù)(查表2.3-1)。 ,則x=0.325可得:=1.325mm即: =1.85mm。該零件毛坯長(zhǎng)度等于直線部分長(zhǎng)度和彎曲部分長(zhǎng)度應(yīng)變中性層展開長(zhǎng)度之和。L=214.71+27.64+18+41.85=70.1mm圖3 卡板零件的毛坯計(jì)算Fig3 Rough calculation of the card board parts3.3.2 排樣的設(shè)計(jì)在級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)中,要確定從毛坯板料到產(chǎn)品零件的轉(zhuǎn)化過程,即要確定級(jí)進(jìn)模各工位所要進(jìn)行的加工工序內(nèi)容,并在條料上進(jìn)行各工序的布排,這一設(shè)計(jì)過程就是條料排樣。條料排樣的主要內(nèi)容是在沖口刃口外形設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,將各工序內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化組合行程一系列工作組,并對(duì)工序排序,確定工位數(shù)和每一個(gè)工位的加工工序;確定載體形式與毛坯定為方式;設(shè)計(jì)導(dǎo)正孔直徑與導(dǎo)正銷數(shù)量;繪制工序排樣圖。條料排樣圖的設(shè)計(jì)是多工位級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)的重要根據(jù),是決定級(jí)進(jìn)模優(yōu)劣的主要因素之一。條料排樣圖設(shè)計(jì)的好壞,直接影響模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量條料排樣圖確定了,則零件的沖制順序、模具的工位數(shù)及各工位內(nèi)容、材料的利用率、模具步距的基本尺寸和定距方式、條料載體形式、條料寬度、模具結(jié)構(gòu)、導(dǎo)料方式等都得到了確定??ò辶慵拿鏖L(zhǎng)L=70.10mm,寬=100.05mm,因在該級(jí)進(jìn)模中采用同位雙側(cè)刃做粗定位,以導(dǎo)正銷做精定位。而側(cè)刃沖切的條料寬度通常取1.52.5mm(薄料取小值,厚料取大值),故在此取=2mm;取導(dǎo)正孔直徑d=3mm。為增強(qiáng)兩側(cè)沖裁凸模的強(qiáng)度,取凸模寬度b2=4mm。于是有:進(jìn)距h=+b2=10+4=14mm條料寬度 b=L+2+1.9=70.1+22+1.9=76mm綜上所述,為所設(shè)計(jì)的工藝排樣圖如圖4,采用單排排樣,條料寬76mm,為了增強(qiáng)兩側(cè)沖裁凸模的強(qiáng)度,步距定為14mm。用同位雙側(cè)刃做模具定距,以中間載體運(yùn)送沖件半成品,為了提高彎曲精度,在料中間沖切了導(dǎo)正孔,在彎曲時(shí)對(duì)條料進(jìn)行校正定為。不僅提高了材料的利用率,且由于兩個(gè)單向彎曲設(shè)計(jì)在同一工位,抵消了彎曲而產(chǎn)生的側(cè)向力,使彎曲時(shí)受力合理,以導(dǎo)正銷精確定距,保證步距精度。為了更好地利用導(dǎo)正釘定位,模具采用反翻邊孔結(jié)構(gòu)。3.3.3 材料利用率的計(jì)算板料規(guī)格擬用1mm850mm1500mm(GB/T 708-1988)的冷軋鋼板若用縱裁:裁板條數(shù) =條余14mm每條個(gè)數(shù):=條余0.5mm每板總個(gè)數(shù) =11107=1177個(gè)材料利用率100%=62.77%若用橫裁:裁板條數(shù) =條余56mm每條個(gè)數(shù)=條余8.6mm每板總個(gè)數(shù) =1960=1140個(gè)材料利用率100%=60.80%由此可見,縱裁有較高的材料利用率,因?yàn)楝F(xiàn)在的軋鋼技術(shù)已經(jīng)不是過去的縱向、橫向的概念了,在鋼板軋制過程中,已經(jīng)加了斜向軋制的工藝,現(xiàn)在材料的各向異性減輕了許多,所以決定采用縱裁。圖4 排樣圖Fig4 Nesting map4 主要工藝參數(shù)的確定4.1 確定預(yù)沖孔直徑尺寸圓孔翻邊時(shí),一般翻邊高度及直徑(h和d)為已知,需要計(jì)算的是預(yù)沖孔的直徑。計(jì)算的依據(jù)是:在圓孔翻邊時(shí),同心圓之間的距離變化不顯著,預(yù)沖孔直徑可用彎曲展開的方法做近似計(jì)算:= , (3)其中:預(yù)沖孔直徑(mm);翻邊孔外圓弧圓中心所在直徑(mm); 翻邊后豎邊的直徑(mm),5.2mm; r圓角半徑(mm),0.5mm; 材料厚度(mm),1mm;翻邊孔后的直邊高度(mm);翻邊后零件的高度,2.2mm。 可得:=7.2mm,=0.7mm,=2.66mm圖5 翻邊孔尺寸Fig5 Flanging hole size4.2 確定雙斜楔結(jié)構(gòu)角度參數(shù)雙斜楔具體結(jié)構(gòu)(見下圖6)。假設(shè)從動(dòng)斜楔1的垂直直徑形成為A,水平滑塊2的水平行程為B,升降滑塊3的垂直行程也就是翻邊孔凸模的行程為C,那么三者的關(guān)系為:B=Atanx (4)C= (5)所以C=Atanx/tany考慮楔傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在動(dòng)作中的摩擦損失,為確保楔滑塊輸出足夠的壓力,x取40度甚至更小,可取4030度。x的選取應(yīng)以機(jī)構(gòu)動(dòng)作中摩擦損失最小二機(jī)械效率最高位根據(jù),根據(jù)長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論推導(dǎo),如使楔和楔傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有最高的機(jī)械效率,為加工方便,可取,升降滑塊3的垂直行程C=7.5mm,求得:B=8.94mm,A=10.65mm圖6 雙斜楔結(jié)構(gòu)角度圖Fig6 Double wedge structure angle5 各部分工藝力的計(jì)算5.1 沖裁力的計(jì)算沖裁力計(jì)算包括沖裁力、卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算。沖裁力是凸模與凹模相對(duì)運(yùn)動(dòng)使工件與板料分離的力,其大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度等參數(shù)有關(guān)。沖裁力是設(shè)計(jì)模具、選擇壓力機(jī)的重要參數(shù)。計(jì)算沖裁力的目的是為了合理的選用沖壓設(shè)備和設(shè)計(jì)模具。選用沖壓設(shè)備的標(biāo)稱壓力必須大于所計(jì)算的沖裁力,所設(shè)計(jì)的模具必須能傳遞和承受所計(jì)算的沖裁力,以適應(yīng)沖裁的要求。5.1.1 沖裁力的計(jì)算公式?jīng)_裁力的大小主要與材料力學(xué)性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長(zhǎng)度有關(guān)??紤]到成本和沖裁件的質(zhì)量要求,此用平刃口模具沖裁,沖裁力F(N): (6)式中 L沖裁件周邊長(zhǎng)度(mm); t材料厚度(mm);材料抗剪強(qiáng)度(MPa);K系數(shù)??紤]到模具刃口的磨損,模具間隙的波動(dòng),材料力學(xué)性能的變化及材料厚度偏差等因素,一般取系數(shù)K=1.3。沖裁件的周邊長(zhǎng)度L=21.5+21.332+2(2+14)+2(0.45+14)+2(29.05+29.05+4)+212=235. 24mm因1Cr18Ni9Ti材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)=480 MPa,故沖裁力:F=1.3235.241480=146788.54N一般情況下,沖裁件從板料切下以后,徑向因彈性變形而擴(kuò)張,板料上孔則沿徑向發(fā)生彈性收縮。同時(shí),沖下的零件與余料還要力圖恢復(fù)彈性穹彎。這兩種彈性恢復(fù)的結(jié)果,會(huì)使落料件梗塞在凹模中,而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。從凸模上卸下的板料、帶料的力稱為卸料力;把落入凹模洞口中的沖壓件或廢料順著沖裁方向推出的力稱為推件力。影響這些力的因素較多,主要有材料力學(xué)性能、模具間隙、材料厚度、零件形狀尺寸及潤(rùn)滑情況等。大間隙沖裁時(shí),因板料所受拉伸變形大,故沖裁后的彈性恢復(fù)使落料件比凹??仔?,而沖下的孔比凸模大,故使卸料力與推件力都有所降低。所以要準(zhǔn)確計(jì)算這些力是很困難的,實(shí)際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:卸料力 (7)推件力 (8)式中:F沖裁力(N); n同時(shí)梗塞在凹模內(nèi)的廢料數(shù),取n=4; 、卸料力和推件力系數(shù);查中國(guó)模具工程大典第四卷沖壓模具設(shè)計(jì)中表2.1-12?。?0.045,=0.055=0.045146788.54=6605.48N=40.055146788.54=32293.48N則模具總壓力為:F+=146788.54+6605.48+32293.48=185687.5N5.1.2 降低沖裁力的方法在沖裁高強(qiáng)度材料或厚度大、周邊長(zhǎng)時(shí),所需的沖裁力較大。如果超過現(xiàn)有壓力機(jī)噸位,就有必須采取措施降低沖裁力,主要有以下幾種方法:(一)階梯凸模沖裁在多凸模沖裁模具中,為避免各凸模沖裁力的最大值同時(shí)出現(xiàn),可根據(jù)凸模尺寸的大小,做成不同高度,形成階梯布置,從而減少?zèng)_裁力。這種模具的缺點(diǎn)是長(zhǎng)凸模插入凹模較深,容易磨損,修磨刃口也比較麻煩。(二)斜刃口沖裁在用平刃口模具沖裁時(shí),整個(gè)刃口同時(shí)與沖裁件周邊接觸,同時(shí)切斷,所需沖裁力大。若采用斜刃口模具沖裁,也就是將凸模(或凹模)刃口做成有一定斜度的斜刃,沖裁時(shí)刃口就不是同時(shí)切入,而是逐步切入材料,逐步切斷,這樣,所需的沖裁力可以減小,并能減小沖擊、振動(dòng)和噪聲,對(duì)于大型沖壓件,斜刃沖裁用的比較廣泛。斜刃沖裁降低了沖裁力,使壓力機(jī)性能在比較柔和、平穩(wěn)的條件下工作。但模具制造與修磨比較復(fù)雜,增加了困難,刃口容易磨損,工件不夠平整,一般只用于大型工件沖裁及厚板沖裁。除上述兩種方法外,將材料加熱沖裁也是一種行之有效的降低沖裁力的方法,因?yàn)椴牧显诩訜釥顟B(tài)的抗剪強(qiáng)度有明顯下降。但材料加熱后產(chǎn)生氧化皮,且因?yàn)橐訜?,勞?dòng)條件差。另外,在保證沖裁件斷面質(zhì)量的前提下,也可適當(dāng)增大沖裁間隙等方法來降低沖裁力。5.2 彎曲部分的力計(jì)算彎曲力是指工件完成預(yù)定彎曲時(shí)需要壓力機(jī)所施加的壓力。彎曲力不僅與材料品種、板料厚度、彎曲幾何參數(shù)有關(guān),還與彎曲凸、凹模間隙大小等因素有關(guān)。在凸、凹模隔著材料吻合以前的彎曲過程稱為自由彎曲。自由彎曲的彎曲力計(jì)算: (9)式中:自由彎曲力(沖壓行程結(jié)束,尚未進(jìn)行校正彎曲時(shí)的壓力),N; B彎曲件寬度(mm),B=10mm; t彎曲件材料厚度(mm),t=1mm; R彎曲內(nèi)半徑(mm),R=1mm; 材料抗拉強(qiáng)度(MPa),取=600MPa; K安全因數(shù),一般取K=1.3。所以=2730N5.3 翻孔部分的力計(jì)算用圓柱形沖頭進(jìn)行圓孔翻邊時(shí),翻邊力=1.1t(D-d) (10)式中:F翻邊力,N; t材料厚度,mm; 材料的屈服強(qiáng)度(MPa),查表可得,=196 MPa; D翻邊后孔的直徑(中徑),mm; d預(yù)沖孔直徑,mm。故=1.11(5.38-2.66)196=1842.33N壓料力的計(jì)算:壓料力Q值近似取翻邊力的30%80%,即: Q=(0.30.8)F (11)式中:Q壓料力,N。取Q=0.8F=0.81842.33=1473.86N選擇壓力機(jī)時(shí): =3316.19N5.4 總壓力=+Q=185687.5+2730+1842.33+1473.86=191733.69N5.5 壓力中心的計(jì)算 沖裁時(shí)的合力作用點(diǎn)或多工序模各工序沖壓力的合力作用點(diǎn),稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心不一致,沖壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生偏載,導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損,降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。通常利用求平行力系合力作用點(diǎn)的方法(解析法或圖解法)確定模具的壓力中心。如圖7為本工件的壓力中心計(jì)算圖,為減少計(jì)算,坐標(biāo)設(shè)為圖中所示,根據(jù)“合力對(duì)某軸之力矩等于各分力對(duì)同軸力矩之和”的力學(xué)原理可按下列公式求沖模壓力中心到x軸和y軸的距離:壓力中心到x軸的距離為: (12)壓力中心到y(tǒng)軸的距離為: (13)其中:=(4+12)2=32mm =(4+29.05)22=132.2mm =(14+0.95)22=59.8mm =22.66=16.71mm =(14+2)2=32mm =3=9.42mm有:=63.84mmY=0mm圖7 壓力中心計(jì)算Fig7 Center of pressure calculation5.6 沖壓設(shè)備的選擇沖壓設(shè)備的選擇是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容,它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品制造、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等一系列重要的問題。對(duì)于中小型沖裁件、彎曲件或淺拉深件多用具有C形床身的開式曲柄壓力機(jī)。雖然開式壓力機(jī)的剛度差,并且由于床身的變形而破壞了沖模的間隙分布,降低了沖模的壽命和沖裁件的質(zhì)量。但是,它卻具有操作空間三面敞開,操作方便,容易安裝機(jī)械話的附屬設(shè)備和成本低廉等優(yōu)點(diǎn),目前仍是中小件生產(chǎn)的主要設(shè)備。確定設(shè)備的規(guī)格時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題:(1)壓力機(jī)的行程大小,應(yīng)能保證成形零件的取出與毛坯的放進(jìn),例如拉深所用壓力機(jī)的行程,至少應(yīng)大于成品零件高度的兩倍以上;(2)壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸應(yīng)大于沖模的平面尺寸,且還需要留有安裝固定的余地,但過大的工作臺(tái)面上安裝小尺寸的沖模時(shí),工作臺(tái)的受力條件也是不利的;(3)所選壓力機(jī)的封閉高度應(yīng)與沖模的封閉高度相適應(yīng)。模具的閉合高度H0是指上模在最低的工作位置時(shí),下模板的底面到上模板的頂面的距離。壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí),工作臺(tái)面到滑塊下端面的距離。大多數(shù)壓力機(jī)的連桿長(zhǎng)短能調(diào)節(jié),也既壓力機(jī)的閉合高度可以調(diào)整,故壓力機(jī)有最大閉合高度Hmax和最小閉合高度Hmin。設(shè)計(jì)模具時(shí),模具閉合高度H0的數(shù)值應(yīng)滿足下式:(4)沖壓力與壓力機(jī)力能的配合關(guān)系:當(dāng)進(jìn)行沖裁等沖壓加工時(shí),由于其施力行程較小,近于板材的厚度,所以可按沖壓過程中作用于壓力機(jī)滑塊上所有力的總和F總選取壓力機(jī)。根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓家的幾何尺寸和精度要求等來選定設(shè)備類型。由于復(fù)合模的特點(diǎn),為防止設(shè)備超載,可按公稱壓力下式計(jì)算 選擇壓力機(jī)。 (14)公稱壓力:=(1.61.8)191733.69=(306773.904345120.642)N選取公稱壓力為400KN的開式壓力機(jī)JG23-40。其與模具設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)為:公稱壓力:400KN;滑塊行程:100 mm;最大閉合高度:300mm;封閉高度調(diào)節(jié)量:80 mm;模柄孔尺寸: 50mm70mm。6 計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差6.1 計(jì)算原則沖裁件的尺寸精度取決于凸、凹模刃口部分的尺寸。沖裁間隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸來實(shí)現(xiàn)和保證。所以正確確定刃口部分的尺寸是相當(dāng)重要的。在決定模具刃口尺寸及制造公差時(shí),需考慮以下原則:落料件的尺寸取決于凹模的磨損,沖裁件的尺寸取決于凸模尺寸??紤]到?jīng)_裁時(shí)凸、凹模的磨損,在設(shè)計(jì)凸、凹模刃口尺寸時(shí),對(duì)基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后變大的,其刃口公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸范圍內(nèi)較小的數(shù)值。對(duì)基準(zhǔn)件刃口尺寸在磨損后減少的,其刃口公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸范圍內(nèi)較大的數(shù)值。這樣,在凸模磨損到一定程度的情況下,仍能沖出合格的零件。在確定模具刃口制造公差時(shí),要既能保證工件的精度要求,又要保證合理的間隙數(shù)值。模具刃口尺寸及公差的計(jì)算方法與加工方法有關(guān),基本可以分為兩類:一是:采用凸、凹模分別加工,凸、凹模分別加工是指在凸模與凹模分別按各自圖樣上標(biāo)注的尺寸及公差進(jìn)行加工,沖裁間隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保證,這樣就需要分別計(jì)算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差,并標(biāo)注在凸、凹模設(shè)計(jì)圖樣上,這樣加工方法具有互換性,便于成批制造,主要用于簡(jiǎn)單,規(guī)范形狀(圓形,方形或矩形)的沖件。二是:凹模與凸模配合加工,是指先加工好凸?;虬寄W鳛榛鶞?zhǔn)件,然后根據(jù)此基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸,配做凹?;蛲鼓?,使它們保持一定的間隙。因此只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸和公差,一件只標(biāo)注標(biāo)稱尺寸,并標(biāo)明“某尺寸按凹?;蛲鼓E渥?,保證雙面間隙多少”。這樣可以放大基準(zhǔn)件的制造公差,其公差不再受凸、凹模間隙大小的限制,制造容易,并容易保證凸、凹模間的間隙,主要用于形狀復(fù)雜或料薄的工件。因該工件需沖裁部分的形狀均較簡(jiǎn)單,故均采用凸模和凹模分開加工的方法。6.2 刃口尺寸計(jì)算6.2.1 沖導(dǎo)正孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算沖孔時(shí)首先確定凸模刃口的尺寸,使凸?;境叽缃咏虻扔诠ぜ椎淖畲髽O限尺寸,再增大凹模尺寸以保證最小合理間隙凸模制造偏差取負(fù)偏差,凹模取正偏差。其計(jì)算公式如下: (15)= (16)式中:、沖孔凸凹模刃口尺寸,mm; d沖孔工件孔徑的基本尺寸,mm; 工件制造公差,mm,這里按照IT14級(jí)精度選取為0.25mm; X系數(shù),為避免多數(shù)沖裁件尺寸都偏向于極限尺寸,此處可取x=0.5; 最小合理間隙值(雙面),mm。 、凸、凹模制造公差,mm。由中國(guó)模具工程大典第4卷沖壓模具設(shè)計(jì)表2.1-4中按類(中等間隙類)取間隙比值為8.011.0,則雙面間隙=0.12mm查表2.1-9查出凸、凹模的極限偏差:沖孔部分基本尺寸為3mm,則,=+0.02mm+=(0.02+0.02)mm=0.04mm可得沖孔部分尺寸:沖孔凸模:沖孔凹模:mm6.2.2 沖預(yù)沖孔凸、凹模刃口尺寸計(jì)算由中國(guó)模具工程大典第4卷沖壓模具設(shè)計(jì)表2.1-4中按類(中等間隙類)取間隙比值為8.011.0,則雙面間隙=0.12mm查表2.1-9查出凸、凹模的極限偏差:沖孔部分基本尺寸為3.66mm,則,=+0.02mm+=(0.02+0.02)mm=0.04mm工件制造公差按照IT14級(jí)精度選取為0.25mm可得沖孔部分尺寸:沖孔凸模:沖孔凹模:mm6.2.3 切兩端廢料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算結(jié)合排樣圖可知,切除兩端廢料的目的在于保證工件長(zhǎng)度方向的尺寸即垂直于進(jìn)料方向的尺寸,而其寬度為(72-70.1)/2=0.9mm,可適當(dāng)增大凸凹模的寬度,取b=3mm,取長(zhǎng)度l=14mm,工件制造公差按照IT14級(jí)精度選取為由中國(guó)模具工程大典第4卷沖壓模具設(shè)計(jì)表2.1-4中按類(中等間隙類)取間隙比值為8.011.0,則雙面間隙,=0.12mm,=0.12mm查表2.1-9查出凸、凹模的極限偏差:切兩端廢料部分基本尺寸為3mm14mm,則,=+0.02mm;,=+0.02mm+=(0.02+0.02)mm=0.04mm可得該部分尺寸:沖孔凸模:,沖孔凹模:mm, mm6.2.4 切兩側(cè)廢料凸、凹模刃口尺寸計(jì)算結(jié)合排樣圖和零件圖可知,該部分廢料的尺寸為4mm29.05mm。工件寬度方向的制造公差為,其長(zhǎng)度方向的制造公差按照IT14級(jí)精度選取由中國(guó)模具工程大典第4卷沖壓模具設(shè)計(jì)表2.1-4中按類(中等間隙類)取間隙比值為8.011.0,則雙面間隙,=0.12mm,=0.12mm查表2.1-9查出凸、凹模的極限偏差:,=+0.02mm;,=+0.025mm+=(0.02+0.02)mm=0.04mm+=(0.02+0.025)mm=0.045mm可得該部分尺寸:沖孔凸模:,沖孔凹模:mm, mm6.2.5 切斷凸、凹模刃口尺寸計(jì)算結(jié)合排樣圖和零件圖可知,該部分廢料的尺寸為4mm13mm,因該部分垂直于送料方向的尺寸要求不嚴(yán)格,故取長(zhǎng)度l=13mm。工件寬度方向的制造公差為,其長(zhǎng)度方向的制造公差按照IT14級(jí)精度選取由中國(guó)模具工程大典第4卷沖壓模具設(shè)計(jì)表2.1-4中按類(中等間隙類)取間隙比值為8.011.0,則雙面間隙,=0.12mm,=0.12mm查表2.1-9查出凸、凹模的極限偏差:,=+0.02mm;,=+0.02mm+=(0.02+0.02)mm=0.04mm可得該部分尺寸:沖孔凸模:,沖孔凹模:mm, mm6.2.6 翻邊時(shí)凸、凹模刃口尺寸計(jì)算由零件圖可知,翻邊后孔的外徑=6.2mm,中徑=5.2mm??芍摿慵厱r(shí)凸凹模之間的單面間隙Z/2=0.85。工件制造公差按照IT14級(jí)精度選取查表2.1-9查出凸、凹模的極限偏差:翻邊部分凸?;境叽鐬?.2-12=4.2mm,凹?;境叽鐬?,=+0.02mm可得翻邊凸、凹模徑向尺寸:翻邊凸模:翻邊凹模:mm6.2.7 彎曲時(shí)凸、凹模工作部位尺寸:凸、凹模的圓角半徑與彎曲凹模的深度(1)凸模圓角半徑一般情況下,凸模圓角半徑等于或略小于工件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r,但不能小于材料允許的最小彎曲半徑(1Cr18Ni9Ti垂直于輾壓紋向的最小彎曲半徑1t),彎曲部分半徑R為1mm,滿足要求。(2)凹模圓角半徑及凹模深度凹模的圓角半徑不能太小,以免彎曲時(shí)板料表面擦傷或出現(xiàn)壓痕,凹模兩邊的圓角半徑應(yīng)一致,否則彎曲時(shí)毛坯會(huì)發(fā)生偏移。在實(shí)際生產(chǎn)中,凹模圓角半徑通常根據(jù)材料的厚度t選?。寒?dāng)t1336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22可得:H=0.2572=18mm,取H=40mm凹模壁厚(指凹模刃口與外邊緣的距離)C為C=(1.52)H=(1.52)20=(3040)mm凹模采用螺釘和銷釘固定在下模座上,釘孔值刃口邊及釘孔之間的距離要有足夠的強(qiáng)度。凹模上螺孔到凹模邊緣的最小距離為12mm,凹模上螺孔到凹模刃口的最小距離為14mm,螺孔到銷孔的距離為最小距離5mm。選淬火5的銷釘,銷釘?shù)桨寄_吘壍淖钚【嚯x為8mm。 為了便于刃磨刃口,該模具采用拼合凹模,帶全部拼塊組合后,由前、后、左、右四條圍框以止口咬合,并用螺釘緊固。為了增強(qiáng)沖裁凹模的強(qiáng)度,把第4工位定位空位,為了便于制作,在第5、6兩工位分?jǐn)?,從而更好地保證組合的沖裁精度。 以上尺寸要根據(jù)具體情況而定,再根據(jù)排樣圖,可以基本了解凹模的外形結(jié)構(gòu),圖13是凹模的俯視圖18。7.6 卸料彈簧的設(shè)計(jì)與選擇彈簧是模具中廣泛應(yīng)用的彈性零件,主要用于卸料推件和壓邊等工作。圓鋼絲螺圖13 組合凹模Fig13 Combination of die旋壓縮彈簧的選用要求如下:(1)壓力要足夠。即: (19)式中:彈簧的預(yù)壓力,N; 卸料力,N; n彈簧根數(shù)。(2)壓縮量要足夠。即: (20)式中:h彈簧允許的最大壓縮量,mm; 彈簧需要的總壓縮量,mm; 彈簧的與壓縮量,mm; 卸料板、推件塊或壓邊圈的工作行程,mm; 模具的修磨量或調(diào)整量,mm;一般取46mm。(3)要符合模具結(jié)構(gòu)空間的要求。模具閉合高度的大小限定了所選彈簧在預(yù)壓狀態(tài)的長(zhǎng)度;上下模座的尺寸限定了卸料板的面積,也就限定了允許彈簧所占用的面積,所以選取彈簧的根數(shù)、直徑和長(zhǎng)度,必須符合模具結(jié)構(gòu)空間的要求8。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初定彈簧根數(shù)為6,每根彈簧分擔(dān)的卸料力為:=6605.486=1100.91N預(yù)選彈簧84590,工作極限負(fù)荷=2200N200N,工作極限負(fù)荷下變形量=26.9mm彈簧每圈最大壓縮量 /n=26.9/5.5=4.89mm;彈簧每圈預(yù)壓縮量 /n=1100.91/22004.89=2.45mm;彈簧每圈剩余壓縮量 /n=4.89-2.45=2.44mm;彈簧的預(yù)壓縮量 (/n)n=2.455.5=13.48mm;彈簧的剩余壓縮量 (/n)n=2.445.5=13.42=13mm;彈簧的總壓縮量 =13.48+13=26.48mm;校核 =26.9mm。在卸料力作用下彈簧未壓死,所以選取彈簧尺寸合適。彈簧的安裝長(zhǎng)度-=90-13.48=76.52mm(取小化整取76mm)。8 模具總體設(shè)計(jì)8.1 模架及模柄結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇8.1.1 模架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇模座分帶導(dǎo)柱和不帶導(dǎo)柱兩種,根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品要求確定是否用帶導(dǎo)柱的模座。帶導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模座的常用形式及導(dǎo)柱的排列方式如圖14所示。一般根據(jù)凹模、定位和卸料裝置等的平面布置,來選擇模座的形狀和尺寸。模座外形尺寸應(yīng)比凹模相應(yīng)尺寸大4070mm。模座厚度一般取凹模厚度的115倍。下模座外形尺寸每邊至少應(yīng)超過壓力機(jī)臺(tái)面孔4050mm。同時(shí)選擇的模架其閉合高度應(yīng)與模具設(shè)計(jì)的閉合高度相適應(yīng)。根據(jù)主要零件的結(jié)構(gòu)、外形尺寸及卸料裝置的尺寸,選取四導(dǎo)柱模架,根據(jù)JB/T 7181.4, 取凹模周界L=315mm,B=250mm,始用最小閉合高度195mm,最大閉合高度240mm。上模座31525040mm,下模座31525050mm,導(dǎo)柱30190mm(1個(gè)),32190mm(3個(gè)),導(dǎo)套3010038mm(1個(gè)),3210038mm(3個(gè))。該模具采用四導(dǎo)柱模架進(jìn)行導(dǎo)向,上、下模板均采用鋼制模板,以增加剛性和沖壓穩(wěn)定性,從而保證了良好的模具制造間隙。8.1.2 模柄的選擇模柄的作用是將模具的上模座固定在壓力的滑塊上,由選擇的壓力機(jī)可知,JG23-40壓力機(jī)的模柄孔尺寸為直徑50mm,深度70mm。選擇直徑d=50mm,高度H=100mm,材料為Q235鋼的A型壓入式模柄:模柄A30100(GB2862.1-81.Q235)。帶臺(tái)階的壓入式模柄,它與模座安裝孔用H7/n6配合,可以保證較高的同軸度和垂直度,適用于各種中小型模具。圖a)為對(duì)角導(dǎo)柱模架;圖b)、c)為后側(cè)導(dǎo)柱模架,c)為窄型;圖d)、e)為中間導(dǎo)柱模架,e)用于圓形件;圖f)為四導(dǎo)柱模架。圖14 滑動(dòng)式導(dǎo)向模架 Fig14 Sliding guide die sets8.2 固定板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將凸?;蜩倝K按一定相對(duì)位置壓入固定后,作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上的板件分別稱為凸模固定板或凹模固定板。固定板的外形通常為矩形或圓形,平面尺寸應(yīng)與相應(yīng)的整體凹模尺寸一致。凸模固定板的厚度應(yīng)取其凸模設(shè)計(jì)長(zhǎng)度L的40%。凹模固定板的厚度通常按凹模鑲塊厚度H的6%100%。凸模和一般鋼質(zhì)凹模鑲塊與固定板選用H7/n6或H7/m6配合。壓入固定后應(yīng)將底面與固定板一起磨平。細(xì)小凸模與固定板應(yīng)選取H7/h6配合13。固定板通常選用A3或A5鋼制造,壓裝配合面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)1.60.8m。凸模固定板設(shè)計(jì)圖如下:圖15 凸模固定板Fig15 The fixed plate of the terrace die 8.3 墊板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)墊板的作用是分散凸模傳遞的力。當(dāng)凸模尾端傳遞的壓強(qiáng)大于模座材料的許用壓應(yīng)力時(shí)(一般鑄鐵取100MPa;鑄鋼取120MPa),為防止凸模尾端壓損模座(或選用壓入式模柄的上模座,為避免模柄受到直接沖擊作用),在上模座和凸模固定板之間必須安裝淬硬磨平的墊板。一般沖裁模使用的墊板厚度可在412mm內(nèi)按標(biāo)準(zhǔn)選用,外形尺寸應(yīng)與凸模固定板相同。為便于模具裝配,銷釘通孔直徑可以比銷釘直徑增大0.50.5mm。墊板材料可選用45鋼,淬火硬度HRC4348;或選
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