軸碗的沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)【落料、拉深預(yù)沖孔翻孔復(fù)合?!?/h1>
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)成績(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)指導(dǎo)老師認(rèn)定成績(jī)小組答辯成績(jī)答辯成績(jī)指導(dǎo)老師簽字答辯委員會(huì)簽字答辯委員會(huì)主任簽字河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 緒論 1.1 沖壓工藝的應(yīng)用沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件,所以有時(shí)也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料,而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時(shí),板料在模具的作用下,于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達(dá)到一定程度時(shí),板料毛坯或毛坯的某個(gè)部位便會(huì)產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對(duì)應(yīng)的變形,從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過(guò)程,所以它的生產(chǎn)率高,而且由于操作簡(jiǎn)便,也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。利用模具加工,可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證,所以質(zhì)量穩(wěn)定,一般不需再經(jīng)過(guò)機(jī)械工業(yè)加工便可使用。沖壓加工不一般不需要加熱毛坯,也不像切削加工那樣大量切削材料,所以它不但節(jié)能,而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好,使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料,在沖壓過(guò)程中材料表面不受破壞。因此,沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量較好而且成本低的加工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點(diǎn)。沖壓工藝在汽車(chē)、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?,F(xiàn)代各先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中,沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。1.2 沖壓工藝的歷史發(fā)展我們的祖先早在青銅器時(shí)期就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬具有錘擊變形的性能??梢钥隙?,中國(guó)遠(yuǎn)在2400年前已經(jīng)掌握了錘擊金屬以制造兵器和工具的技術(shù)。因?yàn)殇撹F材料在冷態(tài)下進(jìn)行塑性加工需要很大的力和功,所以冷壓鋼鐵的技術(shù)在古代是不可能性廣泛使用的。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)金、銀、銅等金屬塑性較好,變形時(shí)不需要較大的力時(shí),錘擊壓制技術(shù)迅速向金、銀、銅的裝飾品和日用品范圍發(fā)展。在西安的陜西省博物館中陳列的一個(gè)漢代(公元前206至公元220)的量器,厚度約2mm,制作精美,花紋細(xì)致,就在今天看來(lái),也算是一個(gè)精制品。這充分顯示了我國(guó)古代勞動(dòng)人民高度精巧的手工藝技術(shù)水平。1.3 沖壓工藝的現(xiàn)狀改革開(kāi)放以來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái),模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化,除了國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外,集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”;廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇,人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一,模具制造技術(shù)現(xiàn)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企業(yè)的生存空間。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度,將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD,并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國(guó)際通用軟件,個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件,并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。1.4 未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)(1)工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化。例如,生產(chǎn)汽車(chē)覆蓋件的沖壓工藝,傳統(tǒng)方法是根據(jù)已有的設(shè)計(jì)資料和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行對(duì)比分析,確定工藝方案和有關(guān)參數(shù),然后設(shè)計(jì)模具,進(jìn)行試沖,經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和修改,才能轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。近幾年來(lái),國(guó)外有的公司已開(kāi)始采用有限變形的彈塑性有限元法,對(duì)覆蓋件成形過(guò)程進(jìn)行計(jì)算模擬,分析應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,從而預(yù)測(cè)某一工藝方案的可行性和可能會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題,并將結(jié)果顯示在圖形終端上,供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行選擇和修改。這樣,不僅可以節(jié)省昂貴的模具試制費(fèi)用,縮短產(chǎn)品試制周期,而且可以建立符合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法;既促進(jìn)了冷沖壓工藝的發(fā)展,又可以發(fā)揮塑性成形理論對(duì)生產(chǎn)實(shí)際的知道作用。(2)模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的現(xiàn)代化。為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代,縮短工裝設(shè)計(jì)、制造周期,正在大力開(kāi)展模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(CAD/CAM)技術(shù)的研究和應(yīng)用。采用這一技術(shù),一般可以提高模具設(shè)計(jì)和制造效率23倍,模具生產(chǎn)周期可縮短1/21/3。發(fā)展這一技術(shù)的最終目標(biāo),是要達(dá)到模具CAD/CAM一體化,而模具圖紙將只作為檢驗(yàn)?zāi)>咧?。采用模具CAD/CAM技術(shù),還可提高模具質(zhì)量,大大減少設(shè)計(jì)與制造人員的重復(fù)勞動(dòng),使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)上。(3)沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)華。為了滿(mǎn)足大量生產(chǎn)的需要,沖壓設(shè)備已由單工位低速壓力機(jī)發(fā)展到多工位高速自動(dòng)壓力機(jī)。一般中小型沖壓件,既可在多工位壓力機(jī)上生產(chǎn),也可以在高速壓力機(jī)上采用多工位連續(xù)模加工,使沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化。大型沖壓件(如汽車(chē)覆蓋件)可在多工位壓力機(jī)上利用自動(dòng)送料和取件裝置,進(jìn)行機(jī)械化流水線(xiàn)生產(chǎn),從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率。(4)為了滿(mǎn)足產(chǎn)品更新?lián)Q代加快和生產(chǎn)批量減小的發(fā)展趨勢(shì),發(fā)展了一些新的成形工藝、簡(jiǎn)易模具、通用組合模具以及數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系統(tǒng)(FMS)等。這樣,就使沖壓生產(chǎn)既可適合大量生產(chǎn),又可適用于小批量生產(chǎn)。(5)不斷改進(jìn)板料性能,以提高其成形能力和使用效果。例如,研制高強(qiáng)度鋼板,用來(lái)生產(chǎn)汽車(chē)覆蓋件;研制新型材料板,用來(lái)生產(chǎn)航空構(gòu)件等。由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不同,當(dāng)前在生產(chǎn)中所采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。但是,概括起來(lái),可以分成分離工序與成形工序兩大類(lèi)。 2 沖壓工藝性分析工件名稱(chēng):軸碗生產(chǎn)批量:大批量材料:20鋼 厚度t=1.5mm工件簡(jiǎn)圖:如圖1-1所示 圖21 工件圖1.加工這樣的工件,傳統(tǒng)的方法是采用三個(gè)工序來(lái)完成,即第一個(gè)工序是落料,第二個(gè)工序是拉深,第三個(gè)工序是預(yù)沖孔翻孔成形。采用這種工藝方法需用三套模具,生產(chǎn)效率低;在第二個(gè)工序中操作者需將手伸入模具,安全性差;翻孔與外緣的同心度不容易保證。采用復(fù)合模一次完成落料拉深沖孔翻孔工序,這樣能大大提高生產(chǎn)效率,避免了傳統(tǒng)方法難以解決的手進(jìn)入模具的問(wèn)題,操作方便,安全,沖出的制件質(zhì)量較好。2、從工件圖上看,該工件形狀簡(jiǎn)單且軸對(duì)稱(chēng),主要尺寸41+0.10的精度為IT11級(jí),材料厚1.5mm,且為20鋼,其沖裁拉深性能較好,則可采用復(fù)合模。3、該零件底部孔為41+0.10,其精度為IT11級(jí)精度另尺寸30+0.430,其精度為IT13級(jí),普通的沖裁工藝均可以保證。綜上所述,該零件的精度及結(jié)構(gòu)尺寸都能滿(mǎn)足沖壓工藝性的要求,在大批量生產(chǎn)時(shí)可以用沖壓加工,沖壓的零件工序?yàn)槁淞?、拉深、預(yù)沖孔翻孔成形。在此,本人做落料、拉深,預(yù)沖孔翻孔復(fù)合模。 3 主要工藝參數(shù)的計(jì)算3.1 翻邊工藝分析計(jì)算毛坯尺寸需先確定翻孔前的半成品尺寸,翻孔是否可以一次翻孔成形,這要核算翻孔的變形程度。對(duì)零件進(jìn)行工藝分析可知,30mm處由內(nèi)孔翻孔成形,翻孔前應(yīng)預(yù)沖孔。42.5mm為圓筒形件拉深件直徑,可以一次拉深成形。工序安排為落料、拉深、沖孔、翻孔等。翻孔前為42.5mm,高7mm,無(wú)法蘭圓形制件。在半成品零件上,沖底孔后進(jìn)行翻孔,工藝計(jì)算包括兩方面的內(nèi)容:一是確定底孔直徑d0;二是核算翻邊高度H。(1) 計(jì)算毛坯的預(yù)孔直徑 翻孔工藝參數(shù)如3-1圖所示。 圖3-1d0=D-2(H-0.43r-0.72t)=28.5-2(10-0.430.5-0.721.5)=11.09(2) 計(jì)算翻邊高度HH=0.5D(1- d0/D)+0.43r+0.72t,將翻邊系數(shù)kf=d0/D代入式可得:H=0.5D(1- kf)+0.43r+0.72t,再將上式中翻邊系數(shù)kf以極限翻邊系數(shù)kfmin代替,可得最大翻邊高度Hmax的計(jì)算式。Hmax=0.5D(1- kfmin)+0.43r+0.72t=0.528.5(1-0.38)+0.430.5+0.721.5=10.13mm而翻邊高度H=8.5+1.5=10mm,小于最大翻邊高度,所以能夠一次翻成。翻孔前半成品圖如圖3-2圖3-23.2 修邊余量的確定在拉深過(guò)程中,常用材料機(jī)械性能的方向性,模具間隙不均,板厚變化,摩擦阻力不等及定位不準(zhǔn)等影響;而使拉深件口部或凸緣周邊不齊,必須進(jìn)行修邊,故在計(jì)算毛坯尺寸時(shí)應(yīng)按加上修邊余量后的零件尺寸進(jìn)行展開(kāi)計(jì)算。h=7-0.75=6.25mm,d=41+1.5=42.5mm。根據(jù)相對(duì)高度h/d=0.15,修邊余量的數(shù)值查表知所以修邊余量=1 mm3.3 毛坯尺寸計(jì)算3.3.1 確定拉深件毛坯尺寸計(jì)算的依據(jù)由于板料在拉深過(guò)程中,材料沒(méi)有增減,只是發(fā)生塑性變形。在變形過(guò)程中,材料是以一定的規(guī)律轉(zhuǎn)移的,所以應(yīng)滿(mǎn)足以下情況。1、毛坯的形狀應(yīng)符合金屬在塑性變形時(shí)的流動(dòng)規(guī)律。其形狀一般與拉深件周邊的形狀相似。毛坯的周邊應(yīng)該是光滑的曲線(xiàn)而無(wú)急劇的轉(zhuǎn)折,所以,對(duì)于旋轉(zhuǎn)體來(lái)說(shuō),毛坯的形狀無(wú)疑是一塊圓板,只要求出它的直徑。2、拉深前后,拉深件與其毛坯的質(zhì)量不變、體積不變,對(duì)于不變薄拉深,其面積基本不變。3、由于板料具有方向性以及毛坯在拉深過(guò)程中的摩擦條件不均勻等因素的影響,拉深后的工件頂端一般都不平齊,需要修邊,所以在毛坯尺寸中,應(yīng)包括修邊余量。3.3.2 該零件毛坯尺寸的計(jì)算該零件為形狀簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯直徑在不變薄的拉深中,材料厚度雖有變化,但其平均值與毛坯原始厚度十分接近,因此,毛坯能展開(kāi)尺寸可根據(jù)毛坯面積與拉深件面積(加上修邊余量)相等的原則求出。將d1=42.5,h1=h+h=6.25+1=7.25mm,r=3+0.75=3.75mm代入公式:毛坯直徑按下式確定: =3.4排樣該工件排樣根據(jù)拉深工序設(shè)計(jì)??紤]到操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,故采用單排排樣設(shè)計(jì),查表得搭邊值a=1.5、,則條料寬:b=52.5+2a=52.5mm+21.5=55.5 mm條料的進(jìn)距為h=52.5+1.5=54 mm沖裁單件工件材料的利用率按公式可得:=排樣圖如圖3-3所示 圖3-3排樣圖3.5 確定拉深系數(shù)及拉深次數(shù)毛坯相對(duì)厚度t/D=1.5/52.52.82,查表可不用壓料圈裝置,但為了保險(xiǎn)起見(jiàn),首次拉深仍采用壓料裝置。采用壓料裝置后,首次拉深可采用較小的拉深系數(shù),有利于減少拉深次數(shù)。根據(jù)t/D=2.8%;查得極限拉深系數(shù)m1=0.54,而工件總的拉伸系數(shù)m總=d/D=42.5/52.5=0.80,即m總m1,故工件可一次拉深成形,即可采用落料-拉深復(fù)合沖壓模。 4 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式4.1 工藝方案的確定該工件包括落料、拉深兩個(gè)基本工序,可以有以下幾種工藝方案:方案一:先落料、后拉深,再預(yù)沖孔翻孔,采用單工序模生產(chǎn)。方案二:落料、拉深、預(yù)沖孔翻孔復(fù)合沖壓,采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三:落料、拉深、預(yù)沖孔翻孔級(jí)進(jìn)沖壓,采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。除此之外,還有其它方案,這里不再一一列舉。以上幾種方案:對(duì)于方案一,模具要求簡(jiǎn)單,但是需要三道或者更多道工序,每道工序都需一套模具,模具套數(shù)過(guò)多,生產(chǎn)效率將會(huì)降低,難以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的要求;方案二采用復(fù)合模生產(chǎn),生產(chǎn)效率較高,復(fù)合模結(jié)構(gòu)雖然較方案一復(fù)雜,但是由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng),模具制造并不困難;方案三生產(chǎn)效率也很高,但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度,需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正,故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較,該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。4.2 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定1)正倒裝結(jié)構(gòu)及卸料方式:只有當(dāng)拉深件高度較高時(shí),才有可能采用落料拉深復(fù)合模,因?yàn)闇\拉深件若采用復(fù)合模,落料凸模(兼拉深凹模)的壁厚過(guò)薄,強(qiáng)度不足。本例中凸凹模壁厚b=(52.5-44)/2=4.25mm,大于材料允許的最小壁厚3.2mm,能保證足夠強(qiáng)度,故采用復(fù)合模是合理的。即落料采用正裝式,拉深采用倒裝式。模座下的緩沖器兼作壓邊與頂件裝置,另設(shè)有彈性卸料與剛性推件裝置。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是操作方便,出件暢通無(wú)阻,生產(chǎn)效率高。缺點(diǎn)是彈性卸料裝置使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜與龐大,特別是拉深深度大,料厚,卸料力大的情況,需要較多較長(zhǎng)的彈簧,使模具結(jié)構(gòu)過(guò)分的龐大。所以它適合與拉深深度不太大,材料較薄的情況。2)送料方式:采用手動(dòng)送料方式。3)導(dǎo)向方式: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。由于已經(jīng)采用了手工送料方式,為了提高開(kāi)敞性和導(dǎo)向均勻性,采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。4)定位裝置:由于該模具采用的是條料,控制條料的送料方向采用擋料銷(xiāo),與送料垂直的方向上用導(dǎo)料板對(duì)料進(jìn)行導(dǎo)正。5 沖壓設(shè)備的選擇5.1 沖裁工序總力的計(jì)算(1)落料力的計(jì)算:考慮到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響,實(shí)際計(jì)算沖裁力時(shí)按下面公式:F落=KLt式中 F落沖裁力(N); L沖裁件剪切周邊長(zhǎng)度(mm); t沖裁件材料厚度(mm); 被沖材料的抗剪強(qiáng)度(MPa),查手冊(cè)表87得20鋼的=300MPa; K系數(shù),一般取1.3。F落=1.31651.5300=96.53KN(2)沖孔力的計(jì)算: F沖=1.311.091.5300=20.38KN(3)拉深力的計(jì)算:可按有壓邊圈的圓筒形件近似計(jì)算,按式得:F=kdtb式中:F拉拉深力(N); d拉深件直徑(mm); t材料厚度(mm);b材料的強(qiáng)度極限(MPa),查得b=360MPa;k修正系數(shù);m=42.5/52.5=0.80,由表查得修正系數(shù)k=0.4,則F拉=0.442.51.5360=28.84KN.(4)壓邊力的計(jì)算: 壓邊力F壓可用下式計(jì)算:F壓=/4【D2-(d+2rA)2】P式中:P單位面積壓料力,值可查表P=2.0MPa;D坯料直徑;d工序件直徑;rA拉深凹模的圓角半徑,凹模圓角半徑可按下式計(jì)算:rA = 3mm則F壓=/452.52-(42.5+23)22=0.635KN;(5)翻孔力的計(jì)算:F翻=1.1(D-d0)ts式中:D翻孔后空口的中徑;d0翻孔前毛坯預(yù)孔直徑;t材料厚度;F翻翻邊力;s材料的屈服強(qiáng)度,這里s=250MPa;代入數(shù)據(jù)得F=1.1(28.5-11.09)1.5250=22.56KN.(6)推件力 F推=nK推F沖 K推推件力系數(shù),由手冊(cè)查得K推=0.55; n同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中n=h/t,而h6,則n4,取n=4. h凹模刃部直壁洞口高度(mm), t料厚( mm)F推=40.5520.38=44.8kN(7)卸料力 F卸=K卸F落 由表28查得K卸=0.04;F卸=0.0496.53=3.86kN則工序總力F總= F落+F沖+F拉+F壓+F翻+F推+F卸=96.53+20.38+28.84+0.635+22.56+44.8+3.86=218KN.5.2 初選壓力機(jī)由于復(fù)合模的特點(diǎn),為防止設(shè)備超載,可按公稱(chēng)壓力F壓(1.6-1.8)F總選擇壓力機(jī),查手冊(cè),初選公稱(chēng)壓力為350KN的開(kāi)式壓力機(jī),型號(hào)JA21-35,其有關(guān)技術(shù)參數(shù)為:公稱(chēng)壓力/KN:350滑塊行程/mm:130滑塊行程次數(shù)/(次/min):50最大閉合高度/mm:220連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度/mm:60工作臺(tái)尺寸/mm: 前后:380 左右: 610 工作臺(tái)孔徑/mm: 前后:200 左右: 290 直徑:260模柄孔尺寸/mm: 直徑: 50 深度:705.3 壓力中心的計(jì)算模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作,應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的中心滑塊中心線(xiàn)重合。否則,沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷,導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損,還會(huì)使合理的間隙得不到保證,從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命,甚至損壞模具。由工件圖可知,為簡(jiǎn)單的對(duì)稱(chēng)沖裁件,其壓力中心位于沖裁件輪廓圖形的幾何中心上。6 模具主要零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化6.1 工作零部件刃口尺寸的計(jì)算6.1.1落料凸凹模刃口尺寸計(jì)算由于工件外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸精度要求不高,落料外形時(shí),凸、凹模采用分別加工法。設(shè)工件尺寸為D0-,根據(jù)以上原則,應(yīng)先確定凹模尺寸,使凹模標(biāo)稱(chēng)尺寸接近或等于工件的最小極限尺寸,再減去凸模尺寸,保證最小合理間隙。DA=(Dmax-x)+ A0;DT=( DA-Zmin)0-T;DA ,DT落料凸、凹模尺寸;Dmax落料件的最大極限尺寸;工件制造公差;Zmin最小合理間隙;X磨損系數(shù);T、A凸、凹模制造公差;由表查得=0.3;Zmax=0.240, Zmin=0.132,對(duì)于落料尺寸52.50-0.3的凸、凹模偏差查表得:T=+0.030,A=-0.020;則Zmax- Zmin =0.108又由表查得:x=0.5,則DA=(Dmax-x)+ A0=(52.5-0.50.3)+ 0.030=52.35+ 0.030 DT=( DA-Zmin) 0-T=(52.35-0.132)0-0.02=52.280-0.02校核: |T|+|A|=0.05Zmax- Zmin(滿(mǎn)足間隙公差條件)。6.1.2 沖孔凸凹模刃口尺寸計(jì)算設(shè)工件尺寸為11.09+ 0.180,以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),由表查得Zmax=0.240,Zmin=0.132則Zmax- Zmin =0.108對(duì)于沖孔尺寸11.09+ 0.180的凸、凹模偏差查表得:T=-0.02,A=+0.020;又由表查得:x=0.75,則dT=( dmin+ x) 0-T=(11.09+0.750.18)0-0.02=11.2250-0.02 dA=(dT+Zmin)+ A0=(11.225+0.132) + 0.020=11.357+ 0.020校核: |T|+|A|=0.04Zmax- Zmin(滿(mǎn)足間隙公差條件)。6.1.3拉深凸、凹模尺寸的計(jì)算(1)凸、凹模間隙的計(jì)算 拉深間隙是指單邊間隙,即Z=(dA-dT)/2,間隙過(guò)小會(huì)增加摩擦力,使拉深件容易拉裂,且易擦傷制件表面,降低模具壽命。間隙過(guò)大則對(duì)坯料的校直作用小,影響制件的尺寸精度。 此件拉深模采用壓邊裝置,經(jīng)工藝計(jì)算一次就能拉深成形,故間隙為Z=1.05t=1.051.5=1.575mm.(2)凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算對(duì)于制件一次拉深成型形的拉深模,其凸模和凹模的尺寸及公差應(yīng)按制件的要求確定。此工件要求的是內(nèi)形尺寸,設(shè)計(jì)凸、凹模時(shí)應(yīng)以凸模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算,間隙取在凹模上,即:凸模尺寸:dT=(d+0.5)0-/4=(41+0.50.1) 0-0.025=41.050-0.025mm凹模尺寸:dA=(dT +2Z)+/40=(41.05+21.575)+0.0250=44.2+0.0250 mm式中 dA ,dT落料凸、凹模尺寸;Z單邊間隙;拉深件尺寸公差;(3) 凸、凹模圓角半徑的計(jì)算 a:凹模圓角半徑ra. 一般來(lái)說(shuō),大的ra可以降低拉伸系數(shù),還可以提高拉深件的質(zhì)量,所以ra應(yīng)盡可能取大些,但ra過(guò)大,拉深時(shí)板料將過(guò)早地失去壓邊,有可能出現(xiàn)拉深后期起皺。凹模圓角半徑根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:rA = 3mm式中: ra凹模圓角半徑;D坯料直徑;d凹模內(nèi)徑;t板料厚度; b:凸模圓角半徑rt:rt對(duì)拉深變形的影響,不像ra那樣影響拉深的全過(guò)程,但rt過(guò)大或過(guò)小同樣對(duì)防止起皺和拉裂及降低極限拉深系數(shù)不利。故rt的合理取值應(yīng)不小于(2-3)t,只有變形程度較小時(shí),才允許rt=2t. 取rt=3mm. 注:在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,拉深凸、凹模圓角半徑應(yīng)選取比計(jì)算值略小的數(shù)值,這樣便于在試模調(diào)整時(shí)逐漸加大,直到拉出合格的制件為止。6.1.4翻邊凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算為保證翻孔凸緣挺直,凸模與凹模之間的間隙Z/2一般略小于材料厚度,查表知翻邊凸、凹模之間的單面間隙Z/2=1.1mm。對(duì)于尺寸300-0.43為外形尺寸,則翻邊模以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),由表查得Zmax=0.240,Zmin=0.132則Zmax- Zmin =0.108又由凸、凹模偏差查表得:T=-0.02,A=+0.025;又由表查得:x=0.5,則DA=(Dmax-x)+ A0;=(30-0.50.43)+0.0250=29.785+0.0250 則翻邊凸模的尺寸為:DT=( DA-Z) 0-T=(29.785-2.2)0-0.02=27.5850-0.026.2 工作零部件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化6.2.1落料凹模的設(shè)計(jì)落料凹模采用整體式,用普通機(jī)械加工制造,選用凸臺(tái)式凹模,安裝凹模在模架上的位置時(shí),要依據(jù)壓力中心的數(shù)據(jù),將壓力中心與模柄中心重合。凹模裝與下模座上時(shí),由于下模座孔口較大因而使凹模工作時(shí)承受彎曲力矩,若凹模高度H及模壁高度C不足時(shí),會(huì)使凹模產(chǎn)生較大變形,甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜,很難按理論方法精確計(jì)算,對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的凹模一般不作強(qiáng)度核算,可用經(jīng)驗(yàn)公式確定其尺寸。凹模高度H=KB凹模壁厚C=(1.5-2)H式中B凹??椎淖畲髮挾萴m,但不小于15mmC凹模壁厚,mm,指刃口至凹模外形邊緣的距離K系數(shù),查表知K=0.25凹模高度H=KB=0.2565=16.25mm 按表取標(biāo)準(zhǔn)值32mm;凹??走吘嗖楸碇獮?0 mm ;凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.72.0)d(d螺孔直徑), 螺孔到凹??椎木嚯x一般取b2d,取b=30 mm。當(dāng)H32 mm時(shí),螺孔大小可取M10或M12。凹模長(zhǎng)度L=65+230=125;查得標(biāo)準(zhǔn)圓形凹模周邊尺寸為DH=16032 mm,結(jié)構(gòu)如圖: 圖6-16.2.2沖孔凸模的設(shè)計(jì)11.225的沖孔凸模,依據(jù)設(shè)計(jì)的基本形式及原理圖,沖孔凸模為圓形,具體的結(jié)構(gòu)可根據(jù)具體的需要而定,沖孔凸模采用B形圓凸模,其總長(zhǎng)可跟據(jù)具體的設(shè)計(jì)按如下方式計(jì)算: L=h1+h2+h式中 L凸模長(zhǎng)度, mm h1凸模固定板高度,mm h2卸料板高度,mm h3工件高度,mm h4凸模再深入凹模鑲塊的高度mm沖孔凸模的長(zhǎng)度:L=25+16+15.5+3.5=60mm;其結(jié)構(gòu)如圖: 圖6-26.2.3拉深凸模的設(shè)計(jì)拉深凸模為尺寸較大的圓形凸模,其結(jié)構(gòu)尺寸如圖: 圖6-36.2.4翻邊凹模的設(shè)計(jì) 圖6-46.2.5凹模鑲塊(翻邊凸模、沖孔凹模)的設(shè)計(jì) 圖6-56.2.6凸凹模(落料凸模、拉深凹模)的設(shè)計(jì) 圖6-66.3 定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化6.3.1 固定擋料銷(xiāo)的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 擋料銷(xiāo)(又稱(chēng)定位銷(xiāo))主要用于定位,保證條料有準(zhǔn)確的送料距,擋料銷(xiāo)有多種形式,分別用與不同的場(chǎng)合,本模具采用圓柱擋料銷(xiāo),一般裝在凹模上,且它的固定部分和工作部分的直徑相差較大,因而不致削弱凹模的強(qiáng)度。這種擋料銷(xiāo)制造簡(jiǎn)單,一般用于帶固定和彈壓卸料板的模具中。擋料銷(xiāo)一般用45鋼制造;熱處理硬度44-48HRC。當(dāng)料厚3mm以下時(shí),擋料銷(xiāo)的高度可高于料厚1mm左右,而當(dāng)料厚5mm以上時(shí),擋料銷(xiāo)的高度可低于料厚1-2mm。選取標(biāo)準(zhǔn)件(B/T7649.10)如圖:圖6-7 固定擋料銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)選用直徑d=8m,h=2mm材料為45鋼A型固定擋料銷(xiāo)(JB/T7649.1094)6.4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用選擇模架尺寸時(shí)要根據(jù)凹模的輪廓尺寸考慮,一般在長(zhǎng)度和寬度上都應(yīng)比凹模大30-40mm,模板厚度一般等于凹模厚度的1-1.5倍,選擇模架時(shí)還要注意模架與壓力機(jī)的安裝關(guān)系,例如模架與壓力機(jī)工作臺(tái)孔的關(guān)系,模座的寬度應(yīng)比壓力機(jī)工作臺(tái)孔的孔徑每邊約大40-50mm,沖壓模具的閉合高度應(yīng)大于壓力機(jī)的最小裝模高度,小于壓力機(jī)的最大裝模高度等。由凹模周界可以選取標(biāo)準(zhǔn)模架,凹模周界D=160,閉合高度h1=180mm 模架選用中等精度,中、小尺寸沖壓件的后側(cè)導(dǎo)柱模架,從右向左送料,操作方便。 上模座:LBH=16016040 GB/T 2855.5 下模座:LBH=16016045 GB/T 2855.6 導(dǎo) 柱:dL=28160 GB/T 2861.1導(dǎo) 套:dLD=287038 GB/T 2861.6最小閉合高度:160最大閉合高度:200模具閉合高度H閉=174.5mm可見(jiàn)該模具閉合高度滿(mǎn)足所選開(kāi)式壓力機(jī)350KN的閉合高度。Hmax(220)-5mm174.5mmHmin(160)+10mm。 圖6-8 后側(cè)導(dǎo)柱模架 1-下模座 2-導(dǎo)柱 3-導(dǎo)套 4-下模座6.5 卸料裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化6.5.1 打桿的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化打桿的設(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件,選用此打桿如圖 圖6-96.5.2 卸料螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化卸料板上設(shè)置4個(gè)卸料螺釘,公稱(chēng)直徑為8mm,螺紋部分為M610mm。卸料螺釘尾部應(yīng)留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后,應(yīng)使卸料板超出凸凹模端面0.4mm,又誤差時(shí)通過(guò)在螺釘與卸料板之間安裝墊片來(lái)調(diào)整2。卸料螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件,選用1086 GB699886.5.3 卸料板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化彈性卸料板具有卸料與壓料的雙重作用,多用于沖制薄料,使工件的平面度提高,借助彈簧橡膠等彈性裝置卸料,常兼起壓邊、壓料裝置或凸模導(dǎo)向。 查手冊(cè):卸料板孔和凸模的單邊間隙Z/2=(0.1-0.2)t(t為材料厚度,mm),彈性卸料板的厚度H從表中選取為16mm,卸料板的寬度為125-200mm,在此取160mm。 查得卸料板孔與凸模的單邊間隙Z/2=0.15,型孔與凸模的配合為H7/H6。圖6-106.5.4 彈簧的選取卸料彈簧的選用原則及步驟:1) 根據(jù)總卸料力F卸估計(jì)擬用彈簧個(gè)數(shù)n,算出每個(gè)彈簧所承受的負(fù)荷F預(yù)。即F預(yù)=F卸/n.2)根據(jù)F預(yù)的大小,從標(biāo)準(zhǔn)中初選彈簧規(guī)格,使所選用的彈簧的最大工作負(fù)荷Fj大于F預(yù), 即FjF預(yù)。3) 所選彈簧的最大工作負(fù)荷Fj和最大工作負(fù)荷的總變形量hj出該彈簧的特性曲線(xiàn)。4) 檢查彈簧最大允許壓縮量,如果滿(mǎn)足下列條件,則彈簧選得合適。即hjh預(yù)+hI+h修磨 式中 h預(yù)彈簧預(yù)壓縮量; hI料板工作行程,一般取料厚加1mm。h修磨凹模修磨量,一般取4-10mm。沖模中常用的圓柱螺旋壓縮彈簧是用60Si2Mn或碳素彈簧鋼絲卷制而成的,熱處理硬度為43-48HRC,彈簧兩端拼緊并磨平。1)根據(jù)模具安裝位置,擬選用6個(gè)彈簧,則每個(gè)彈簧的負(fù)荷為:F預(yù)=F卸/n=3860/6=643N2) 查表,并考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸,初選彈簧參數(shù)為:d=5,D2=28,t=8.79, Fj=964,h0=85,n=8.5,hj=28.8,L=924.【規(guī)格標(biāo)記為:彈簧 52885】3)彈簧的特性曲線(xiàn)如圖所示 圖6-11Fj=964N ; hj=28.8mmh預(yù)=(hj/Fj)F預(yù)=(28.8/964)643=19.2mm.3) 檢查彈簧最大壓縮量是否滿(mǎn)足上述條件:h預(yù)+hI+h修磨=19.2+2.5+5=26.7mmhj=28.8mm26.7mm;故所選彈簧是合適的。7 模具總裝圖及其工作過(guò)程分析7.1 模具工作過(guò)程分析將條料沿導(dǎo)料銷(xiāo)平放在凹模面上,并沿導(dǎo)料銷(xiāo)向前送進(jìn),接觸到擋料銷(xiāo)時(shí)停止送進(jìn),壓力機(jī)滑塊帶著上模下行,首先由凸凹模21完成落料,緊接著由凸模29和凸凹模21進(jìn)行拉深,之后,由12,28,10完成預(yù)沖孔并翻孔成形。然后上?;爻?,落料后的條料由卸料板卸下,成形的工件在回程中由頂出器9將工件打下。7.2 模具總裝圖圖7-11-下模座;2-限位器;3-導(dǎo)柱;4-導(dǎo)套;5-上模座;6-卸料板;7-彈簧;8-圓柱銷(xiāo);9-頂出器;10-凹模;11-固定板;12-凸模;13-打桿;14-模柄;15-推板;16-連接推桿;17-內(nèi)六角螺釘;18-卸料螺釘;19-墊板;20-凸凹模;21-固定板;22-支架;23-墊塊;24-托桿;25-凹模鑲塊;26-凸模;27-內(nèi)六角螺釘;28-壓料器;29-擋料銷(xiāo);30-內(nèi)六角螺釘;31-凹模模具材料的選用31凹模145鋼30內(nèi)六角螺釘4GB708529擋料銷(xiāo)2T828壓料器145鋼27內(nèi)六角螺釘4GB708526凸模145鋼25凹模鑲塊145鋼24托桿435鋼23墊塊235鋼22支架235鋼21固定板14020凸凹模145鋼19墊板14018卸料螺釘4GB708517內(nèi)六角螺釘416連接推桿340GB708515推板14014模柄145鋼13打桿14012凸模145鋼11固定板14010凹模145鋼9頂出器1T108圓柱銷(xiāo)4GB/T2861.1907彈簧660SiMnAGB70856卸料板1405上模座1HT200GB/T2855.1904導(dǎo)套220GB/T2861.1903導(dǎo)柱220GB/T2861.1902限位器2401下模座1HT200 GB/T2855.190序號(hào)名稱(chēng)件數(shù)材料備注 8 結(jié)論用了半個(gè)月的時(shí)間本人終于把畢業(yè)設(shè)計(jì)全部完成,本人所做的題目是落料拉深沖孔翻邊復(fù)合模,在這半個(gè)月忙碌的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我感覺(jué)到自己收獲了很多,它讓我對(duì)沖壓模有了更加深刻的了解,通過(guò)這次實(shí)際操作,使我能夠綜合運(yùn)用各種沖壓模具設(shè)計(jì)資料上的知識(shí),懂得了在遇到難題時(shí)該如何去查找資料來(lái)解決問(wèn)題,進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)知識(shí)。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐,我逐步樹(shù)立了正確的設(shè)計(jì)思想,增強(qiáng)了創(chuàng)新意識(shí),熟悉掌握沖壓模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律,培養(yǎng)了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料,進(jìn)行了全面的沖壓模具設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,雖然本人盡心盡力的去追求完全的正確答案,但由于個(gè)人的水平有限,有很多地方做得還是不夠好,還有以下幾個(gè)地方需要自己有待提高:1、對(duì)沖壓模具結(jié)構(gòu)的了解和掌握還有待提高,特別是對(duì)一些特殊結(jié)構(gòu)的模具。2、對(duì)沖壓模具工藝的計(jì)算能力還要再提高,因?yàn)檫@一直都是沖壓模具設(shè)計(jì)的一個(gè)要點(diǎn)和難點(diǎn)。3、對(duì)沖壓模具資料的視野還不夠開(kāi)闊,這還要靠以后自己一點(diǎn)一滴的積累。4、電腦知識(shí)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)的結(jié)合還要進(jìn)一步的提高。例如在用CAD畫(huà)裝配圖時(shí)不是太熟練等等。以上這些缺點(diǎn),我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)和工作過(guò)程中努力改正,歷練自己,提高自己,因?yàn)槲乙恢眻?jiān)信“沒(méi)有最好,只有更好”,同時(shí)更加希望老師在對(duì)本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)審核時(shí)給予指正! 致謝在這忙碌的半個(gè)月中,當(dāng)我在完成設(shè)計(jì)的稿件時(shí),心里一直都在想寫(xiě)一些什么的內(nèi)容來(lái)表達(dá)感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué),是你們的幫助讓我在學(xué)習(xí)中不斷的進(jìn)步;是你們的幫助讓我把這三年大學(xué)的生活畫(huà)上了一個(gè)完美的句號(hào)。但當(dāng)我想用文字來(lái)表達(dá)對(duì)你們的感謝時(shí),卻發(fā)現(xiàn)是那樣的蒼白無(wú)力,因?yàn)榍а匀f(wàn)語(yǔ)也表達(dá)不完心中的感激之情,唯有用心的去記住并用自己蒼白無(wú)力的文字寫(xiě)下這些讓我尊重的師長(zhǎng)的名字。感謝翟德梅、丁海老師,是你們讓我懂得了模具設(shè)計(jì)與制造的基礎(chǔ);感謝原紅玲、韓艷艷老師,是你們把我領(lǐng)進(jìn)了沖壓模設(shè)計(jì)的殿堂;感謝楊占堯老師、于智宏老師,是你們讓我掌握了各種的專(zhuān)業(yè)知識(shí);感謝蘇光老師,是你讓把我?guī)нM(jìn)了金屬工藝學(xué)的天堂,并有幸能在你的帶領(lǐng)下完成畢業(yè)設(shè)計(jì),是你們辛勤的勞動(dòng)才讓我懂得今天的專(zhuān)業(yè)知識(shí),是你們的醇醇教導(dǎo)才讓我三年的時(shí)間沒(méi)有荒廢。感謝母校河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校的辛勤培育之恩!感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境,使我學(xué)到了許多新的知識(shí),掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗葛海倩、于亞兵等同學(xué),和他們?cè)谝黄鹩懻?、研究使我受益匪淺。最后,我非常慶幸在三年的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué),并再次感激師友的教誨和幫助!參考文獻(xiàn)1陳錫棟主編.沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例.機(jī)械工業(yè)出版社,19932劉建超 張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.高等教育出版社,1996 3王孝培主編.沖壓手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,19904鐘毓斌主編.沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).華北航天工業(yè)學(xué)院出版社,1998 5王孝培主編.中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典.江西科學(xué)技術(shù)出版社,2002 6 郝濱海主編.沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社,20057翟德梅主編.模具制造技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社,2001 8中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì).冷沖模設(shè)計(jì)及制造.機(jī)械工業(yè)出版社,2003 28外文翻譯專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 078105232學(xué) 生 姓 名 冼 振 源指 導(dǎo) 教 師 陳 為 國(guó)填 表 日 期 2011 年 1 月 17 日General all-steel punching dies punching accuracyAccuracy of panel punching part is display the press accuracy of the die exactly. But the accuracy of any punching parts linear dimension and positional accuracy almost depend on the blanking and blanking accuracy,. So that the compound mould of compound punchings accuracy, is typicalness and representation in the majority.Analyse of the dies accuracy For the analyse of pracyicable inaccuracy during production of dies to inactivation, we could get the tendency when it is augmentation in most time. From this we could analyse the elements. When the new punch dies pt into production to the first cutter grinding, the inaccuracy produced called initial error; if the die grinding more than twenty times, until its discard, the inaccuracy called conventional error; and before the dies discard, the largest error of the last batch permit, called limiting error. at job site, the evidence to confirm life of sharpening is the higher of the blanking, punched hole or punched parts. Because all finished parts had been blanked ,so it is especially for the compound dies. Therefore, the analyse of burr and measurement is especially important when do them as enterprise standardization or checked with .The initial error usually is the minimal through the whole life of die. Its magnitude depend on the accuracy of manufacture, quality, measure of the punching part, thickness of panel, magnitude of gap and degree of homogeneity. The accuracy of manufacture depend on the manufacture process. For the 1 mm thicked compound punching part made in medium steel, the experimental result and productive practice all prove that the burr of dies which produced by spark cutting are higher 25%30% than produced by grinder ,NC or CNC. The reason is that not only the latter have more exact machining accuracy but also the value of roughness Ra is less one order than the formmer, it can be reached 0.025m. Therefore, the dies initial blanked accuracy depends on the accuracy of manufacture, quality and so on. The normal error of the punch die is the practicable error when the fist cutter grinding and the last cutter grinding before the die produce the last qualified product. As the increase of cutter grinding, caused the measure the nature wear of the dies are gradual increasing, the error of punching part increase also, so the parts are blew proof. And the die will be unused. The hole on the part and inner because the measure of wear will be small and small gradually, and its outside form will be lager in the same reason. Therefore, the hole and inner form in the part will be made mould according to one-way positive deviation or nearly equal to the limit max measure. In like manner, the punching parts appearance will be made mould according to one-way negative deviation or nearly equal to limit mini measure. For this will be broaden the normal error, and the cutter grinding times will be increased, the life will be long. The limit error in punching parts are the max dimension error which practicable allowed in the parts with limit error. This kind of parts usually are the last qualified products before the die discard.For the all classes of dies, if we analyse the fluctuate, tendency of increase and decrease and law which appeared in the dies whole life, we will find that the master of the error are changeless; the error that because the abrade of the cutter and impression will be as the cutter grinding times increased at the same time. And that will cause the error oversize gradually; and also have another part error are unconventional , unforeseen. Therefore, every die s error are composed of fixed error, system error, accident error and so on. 1. fixed error At the whole process when the New punching die between just input production to discard, the changeless master error that in qualified part are called fixed error. Its magnitude is the deviation when the die production qualified products before the first cutter grinding. Also is the initial error, but the die have initial punching accuracy at this time. Because of the abrade of parts, the die after grinding will be change the dimension error. And the increment of deviation will oversize as the times of cutter grinding. So the punching accuracy after cutter grinding also called “grinding accuracy” and lower tan initial accuracy. The fixed error depend on the elements factor as followed :(1) the material , sorts, structure, (form) dimension, and thick of panelthe magnitude of punching gap and degree of homogeneity are have a important effect for the dimension accuracy. Different punching process, material, thick of panel, have completely different gap and punching accuracy. A gear H62 which made in yellow brass with the same mode number m=0.34, 2mm thick and had a center hole, when the gap get C=0.5%t (single edge) , and punched with compound punching die, and the dimension accuracy reached IT7, the part have a flat surface ,the verticality of tangent plane reached 89.5, its roughness Ra magnitude are 12.5m, height of burr are 0.10mm; and the punching part are punched with progressive die, the gap C=7%t (single edge) , initial accuracy are IT11, and have an more rough surface, even can see the gap with eyes. In the usual situation, flushes a material and its thickness t is theselection punching gap main basis. Once the designation gap haddetermined flushes the plane size the fixed error main body; Flushesthe structure rigidity and the three-dimensional shape affects itsshape position precision.(2) punching craft and molder structure typeUses the different ramming craft, flushes a precision and the fixederror difference is really big. Except that the above piece gearexample showed, the essence flushes the craft and ordinary punching flushes a precision and the fixed error differs outside a magnitude,even if in ordinary punching center, uses the different gap punching, thefixed error difference very is also big. For example material thickt=1.5mm H62 brass punching, selects C = the 40%t unilateral I kind ofsmall gap punching compared to select C 4mm flushes, the size precision can lower some. Different dies structure type, because is suitable the rammingmaterial to be thick and the manufacture precision difference, causesto flush a fixed error to have leaves. Compound die center, multi-locations continuous type compound die because flushes continuously toduplicate the localization to add on the pattern making error to bebigger, therefore it flushes a fixed error compound punching die to wantcompared to the single location Big 1 2 levels (3) the craft of punching dies manufacturethe main work of punching die namely are raised, the concave moldprocessing procedure, to operates on the specification not to behigh, can time form a more complex cavity. But its processing surfaceapproximately is thick 0.03 0.05mm is the high temperatureablation remaining furcated austenite organization, degree ofhardness may reach as high as HRC67 70, has the micro crack, easilywhen punching appears broke the cutter or flaking. The Italian CorradaCorporations related memoir called the line cut the processing contruction to have the disadvantageous influence to the superficialgold, in fact already changed the gold contruction. We must use theJingang stone powder to grind or the numerical control continual pathcoordinates rub truncate (cut to line) to make the precision work . In recent years country and so on Switzerland and Japan, has conductedthe thorough research to the electrical finishing equipment and abigger improvement, makes function complete high accuracy NC and theCNC line cutter, the processing precision may reach 0.005 0.001mm,even is smaller. The processing surface roughness Ra value can achieve0.4 mu m. According to the recent years to the domestic 12 productionlines cutter factory investigation and study, the domesticallyproduced line cutter processing precision different factory differentmodel line cutter might reach 0.008 0.005mm, generally all in0.01mm or bigger somewhat, was individual also can achieve0.005mm, the processing surface roughness Ra value was bigger than1.6m. However, the electrical finishing ablation metal surface thus the change and the damage machined surface mental structure character can not change, only if with rubs truncates or other ways removes this harmful level. Therefore, merely uses electricity machining, including the spark cutting and the electricity perforation, achieves with difficulty punching, especially high accuracy, high life punching die to size precision and work components surface roughness Ra value request. With precisely rubs truncates the law manufacture punching die, specially makes the high accuracy, the high life punching die, such as: Thin material small gap compound punching die, multi- locations continuous type compound die and so on, has the size precision high, the work component smachined surface roughness Ra value is small, the mold life higher characteristic. Its processing craft at present changed the electrical fire by the past ordinary engine bed rough machining spark cutting or the electricity puncher rough machining, finally precisely rubs truncates, also from takes shape rubs, optics curve rubs, the manual grid reference rubs gradually filters the continual path grid reference to rub and NC and the CNC continual path grid reference rubs, Processing coarseness may reach 0.001 0.0005mm, the processing surface roughness Ra value may reach 0.1 0.025 mu m. Therefore, with this craft manufacture the die , regardless of the size precision, the work components surface roughness, all can satisfy die, each kind of compound request, the die is especially higher than the electrical finishing craft manufacture scale.(4) gap size and degree of homogeneity the flange and other sheet forming sgene rally all must first punching (fall material) the plate to launch the semi finished materials, after also has the forming to fall the material, the incision obtains the single end product to flush. Therefore punching the work, including is commonly used punching hole, the margin, cut side and so on, regarding each kind of sheet pressing partall is necessary. Therefore punching the gap to flushes a out form in chprecision to have the decisive influence. punching the gap small and is even, may cause punching the size gain high accuracy. Regarding drawability, is curving and so on mould, the gap greatly will decide increases flushes the oral area size error and the snapping back. The gapnon-uniformity can cause to flush a burr enlarges and incurs cutting edge the non-uniform attrition. (5) ramming equipment elastic deformation In the ramming process After the punch press load bearing can have the certain elastic deformation. Although this kind of distortion quantity according to flushes the pressure the size to change also to have the obvious directivity, but on the pressing part, mainly is to has the volume ramming archery target stamping, embosses, the equalization, the pressure is raised, the wave, flushes crowds, the shape, the flange, hits flatly, thinly changes draw ability and so on the craft work punching forming flushes, has the significant influence to its ramming aspect size precision普通全鋼沖模的沖壓精度分析板料沖壓件的精度準(zhǔn)確顯示出其沖模的沖壓精度。而任何沖件的線(xiàn)性尺寸精度與形位精度主要取決于沖模沖裁和立體成形沖壓件展開(kāi)平毛坯的落料精度。因此,多工步復(fù)合沖壓的單工位復(fù)合模、多工位連續(xù)模的沖壓精度,在普通沖壓的眾多種類(lèi)與不同結(jié)構(gòu)的沖模中,最具典型性和代表性。沖模的沖壓精度分析對(duì)沖模投產(chǎn)至失效報(bào)廢各個(gè)時(shí)期沖件的實(shí)際誤差分析,可以看出其增大的時(shí)期及趨向,從而分析其增大的因素。新沖模投產(chǎn)至第一次刃磨前沖制沖件的誤差即所謂的初始誤差;沖模經(jīng)過(guò)20次左右刃磨至失效報(bào)廢前沖制的沖件誤差稱(chēng)之為常規(guī)誤差;而沖模失效報(bào)廢前沖制的最后一批合格沖件的允許最大誤差稱(chēng)之為極限誤差。在現(xiàn)場(chǎng),確定沖模刃磨壽命的依據(jù)是沖件沖孔與落料的毛刺高度。由于任何成形件都具有沖裁作業(yè)(毛坯落料或沖孔),對(duì)于復(fù)合模尤為如此。所以,沖件毛刺高度的觸模檢查和測(cè)量并按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或JB4129-85沖壓件毛刺高度對(duì)照檢測(cè)就顯得十分重要。沖模的初始誤差通常是沖模整個(gè)壽命中沖件誤差最小的。其大小主要取決于沖模的制造精度與質(zhì)量及沖件尺寸、料厚以及間隙值大小與均勻度。沖模的制造精度及質(zhì)量又取決于制模工藝。對(duì)于料厚t1mm的中碳鋼復(fù)合沖裁模沖件,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)踐都證明,電火花線(xiàn)切割制造的沖模沖件毛刺高度比用成型磨或NC與CNC連續(xù)軌跡座標(biāo)磨即精密磨削工藝制造的沖模沖件要高25%30%。這是因?yàn)楹笳卟粌H加工精度高,而且加工面粗糙度Ra值要比前者小一個(gè)數(shù)量級(jí),可達(dá)到0.025m。因此,沖模的制造精度與質(zhì)量等因素決定了沖模的初始沖壓精度,也造就了沖件的初始誤差。沖件的常規(guī)誤差是沖模經(jīng)第一次刃磨到最后一次刃磨后沖出最后一個(gè)合格沖件為止,沖件實(shí)際具有的誤差。隨著刃磨次數(shù)的增加,刃口的自然磨損而造成的尺寸增量逐漸加大,沖件的誤差也隨之加大。當(dāng)其誤差超過(guò)極限偏差時(shí),沖件就不合格,沖模也就失效報(bào)廢。/沖件上孔與內(nèi)形因凸模磨損尺寸會(huì)逐漸變??;其外形落料尺寸會(huì)因凹模磨損而逐漸增大。所以,沖件上孔與內(nèi)形按單向正偏差標(biāo)允差并依接近或幾乎等于極限最大尺寸制模。同理,沖件外形落料按單向負(fù)偏差標(biāo)注允差并依接近或幾乎等于極限最小尺寸制模。這樣就使沖件的常規(guī)誤差范圍擴(kuò)大,沖??扇心ゴ螖?shù)增加,模具壽命提高。沖件的極限誤差是具有極限偏差的沖件所具有的實(shí)際允許的最大尺寸誤差。這類(lèi)沖件通常是在沖模失效報(bào)廢前沖制的最后一批合格沖件。對(duì)各類(lèi)沖模沖件誤差在沖模整個(gè)壽命中出現(xiàn)的波動(dòng)、增減趨向及規(guī)律等進(jìn)行全面分析便可發(fā)現(xiàn):沖件誤差的主導(dǎo)部分是不變的;因刃口或型腔的自然磨損而出現(xiàn)的誤差增量隨沖模刃磨沖數(shù)增加而使這部分誤差逐漸加大;還有部分誤差的增量是非常規(guī)的、不可預(yù)見(jiàn)的。所以,各類(lèi)沖模沖件誤差是由因定誤差、漸增誤差、系統(tǒng)誤差及偶發(fā)誤差等幾部分綜合構(gòu)成。1、固定誤差新沖模在指定的沖壓設(shè)備上投入使用至失效報(bào)廢的整個(gè)(總)壽命過(guò)程中,其合格沖件誤差的主導(dǎo)部分固定不變即所謂固定誤差。其大小就是新沖模第一次刃磨前沖制的合格沖件的偏差,也即沖模的初始誤差,而此時(shí)的沖模具有初始沖壓精度。刃磨后的沖模,因其工作零件(凸、凹模)磨損而改變尺寸誤差,使沖件識(shí)差增量隨刃磨次數(shù)增加而逐漸加大,故沖模刃磨后的沖壓精度亦稱(chēng)“刃磨精度”比其初始精度要低。沖模沖件的固定誤差取決于以下各要素:(1)沖件的材料種類(lèi)、結(jié)構(gòu)(形狀)尺寸及料厚沖裁間隙的大小及其均勻度對(duì)沖裁件的尺寸精度有決定性的影響。不同沖裁工藝、不同材料種類(lèi)與不等料厚,間隙相差懸殊,沖壓精度差異很大。同一種模數(shù)m=0.34的2mm的料厚、中心有孔的H62黃銅材料片齒輪復(fù)合模沖件,當(dāng)取間隙C=0.5%t(單邊),用復(fù)合精沖模沖制,沖件尺寸精度達(dá)到IT7級(jí),沖件平直無(wú)拱彎,沖切面垂直度可達(dá)89.5,其表面粗糙Ra值為0.2m;而用普通復(fù)合模沖制,間隙C=5%t(單邊),沖件初始誤差亦即沖模的初始沖壓精度為1T9級(jí),沖切面粗糙度Ra值為12.5m,毛刺高度為0.10mm;還是這個(gè)沖件用連續(xù)模沖制,間隙C=7%t(單邊),初始沖件精度為IT11級(jí),沖切面更粗糙,甚至有肉眼可見(jiàn)的臺(tái)階。通常情況下,沖件材料及其厚度t是選取沖裁間隙的主要依據(jù)。一旦選定間隙就確定了沖件的平面尺寸的固定誤差的主體;沖件結(jié)構(gòu)剛度及立體形狀則影響其形位精度。(2)沖壓工藝及沖模結(jié)構(gòu)類(lèi)型采用不同的沖壓工藝,沖件的精度及固定誤差相差甚大。除上述片齒輪實(shí)例說(shuō)明,精沖工藝與普通沖裁的沖件精度與固定誤差相差一個(gè)數(shù)量級(jí)之外,即便在普通沖裁中,采用不同間隙沖裁,固定誤差相差也很大。例如料厚t=1.5mm的H62黃銅沖裁件,選用C40%t單邊類(lèi)小間隙沖裁比選用C8%t(單邊)類(lèi)大間隙沖裁,沖件固定誤差將加大40%60%,精度至少降一級(jí)。此外,采有無(wú)搭邊排樣,沖件的誤差要遠(yuǎn)大于有搭邊排樣沖件。無(wú)搭邊排樣沖件。無(wú)搭邊排樣沖件的精度低于IT12級(jí),而多數(shù)有搭邊排樣的沖件精度在IT11IT9級(jí)之間,料厚t4mm的沖件,尺寸精度會(huì)更低一些。不同沖模結(jié)構(gòu)類(lèi)型,由于適用沖壓料厚及制造精度的差異,導(dǎo)致沖件的固定誤差有別。復(fù)合模中,多工位連續(xù)式復(fù)合模由于沖件連續(xù)重復(fù)定位加上制模誤差較大,故其沖件的固定誤差比單工位復(fù)合沖裁模要 大12級(jí)。(3)沖模制造工藝沖模主要工作零件即凸、凹模的加工程序,對(duì)操作上的技術(shù)要求不高,能夠一次成形較復(fù)雜的模腔。但其加工表面約厚0.030.05mm為高溫?zé)g的殘余樹(shù)枝狀?yuàn)W氏體組織,硬度可高達(dá)HRC6770,有顯微裂紋,容易在沖裁時(shí)出現(xiàn)崩刃或剝落。意大利Corrada公司的有關(guān)研究報(bào)告稱(chēng)“線(xiàn)切割加工對(duì)表面金相結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響,實(shí)際上已經(jīng)改變了金相結(jié)構(gòu)。我們必須用金剛石粉研磨或數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨削(對(duì)線(xiàn)切割件)作精加工”。近年來(lái)瑞士和日本等國(guó),對(duì)電加工設(shè)備進(jìn)行了深入的研究和較大的改進(jìn),制造出功能齊全的高精度NC和CNC線(xiàn)切割機(jī),加工精度可達(dá)0.0050.001mm,甚至更小。加工表面粗糙度Ra值能達(dá)到0.4m。根據(jù)近年對(duì)國(guó)內(nèi)12家生產(chǎn)線(xiàn)切割機(jī)工廠的調(diào)研,國(guó)產(chǎn)線(xiàn)切割機(jī)加工精度各別廠家的各別型號(hào)線(xiàn)切割機(jī)可達(dá)0.0080.005mm,一般都在0.01mm或更大一些,個(gè)別也能達(dá)到0.005mm,加工表面粗糙度Ra值均大于1.6m。然而,電加工燒蝕金屬表面從而改變和損壞加工面金相結(jié)構(gòu)的特性不會(huì)改變,除非用磨削或其他加工法去除這一有害層。所以,僅僅用電加工法,包括電火花線(xiàn)切割與電穿孔,難以達(dá)到?jīng)_模,尤其高精度、高壽命沖模對(duì)尺寸精度與工作零件表面粗糙度Ra值要求。用精密磨削法制造沖模,特別是制造高精度、高壽命沖模,諸如:薄料小間隙復(fù)合沖裁模、多工位連續(xù)式復(fù)合模等,具有尺寸精度高、工作零件加工面粗糙度Ra值小、模具壽命高等特點(diǎn)。其加工工藝目前已由過(guò)去的普通機(jī)床粗加工改為電火花線(xiàn)切割或電穿孔機(jī)粗加工,最后精密磨削,也由成型磨、光學(xué)曲線(xiàn)磨、手動(dòng)座標(biāo)磨逐步過(guò)濾到連續(xù)軌跡座標(biāo)磨及NC與CNC連續(xù)軌跡座標(biāo)磨,加工粗度可達(dá)0.0010.0005mm,加工表面粗糙度Ra值可達(dá)0.10.025m。所以,用該工藝制造的沖模,無(wú)論尺寸精度、工作零件表面粗糙度,都能滿(mǎn)足沖模,尤其各種復(fù)合模的要求,比電加工工藝制造的沖模高一個(gè)檔次。(4)間隙的大小與均勻度拉深、彎曲、翻邊及其他板料成形件一般都要先沖裁(落料)出平板展開(kāi)毛坯,也有成形后落料、切開(kāi)得到單個(gè)成品沖件。故沖裁作業(yè),包括常用的沖孔、切口、切邊等,對(duì)于每種板料沖壓件都是必要的。所以沖裁間隙對(duì)沖件的外廓尺寸精度有決定性的影響。沖裁間隙小而均勻,可使沖裁尺寸獲取更高精度。對(duì)于拉深、彎曲等成形模,間隙大定將增大沖件口部尺寸誤差及回彈。間隙不均勻會(huì)使沖件毛刺加大并招致刃口的不均勻磨損。(5)沖壓設(shè)備的彈性變形在沖壓過(guò)程中,沖床承載后會(huì)產(chǎn)生一定的彈性變形。雖然這種變形量依沖壓力的大小變化且具有明顯的方向性,但就沖壓件,主要是對(duì)具有體積沖壓性質(zhì)的壓印、壓花、校平、壓凸、起波、沖擠、鐓形、翻邊、鐓粗、打扁、變薄拉深等工藝作業(yè)沖制成形的沖件,對(duì)其沖壓方面的尺寸精度有重大影響。