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冷沖模具使用壽命的影響及對(duì)策 沖壓模具概述 沖壓模具 在冷沖壓加工中 將材料 金屬或非金屬 加工成零件 或半 成品 的一種特殊工藝裝備 稱為冷沖壓模具 俗稱冷沖模 沖壓 是在室溫 下 利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力 使其產(chǎn)生分離或塑性變形 從而獲得所需零件的一種壓力加工方法 沖壓模具的形式很多 一般可按以下幾個(gè)主要特征分類 根據(jù)工藝性質(zhì)分類 1 沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具 如落料模 沖孔模 切斷模 切口模 切邊模 剖切模等 2 彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線 彎曲線 產(chǎn)生彎曲變形 從而獲得一定角度和形狀的工件的模具 3 拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件 或使空心件進(jìn)一步改變形狀 和尺寸的模具 4 成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸 凹模的形狀直接復(fù)制成形 而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具 如脹形模 縮口模 擴(kuò)口模 起伏成 形模 翻邊模 整形模等 根據(jù)工序組合程度分類 1 單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中 只完成一道沖壓工序的模具 2 復(fù)合模 只有一個(gè)工位 在壓力機(jī)的一次行程中 在同一工位上同時(shí) 完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具 3 級(jí)進(jìn)模 也稱連續(xù)模 在毛坯的送進(jìn)方向上 具有兩個(gè)或更多的工 位 在壓力機(jī)的一次行程中 在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工 序的模具 沖冷沖模全稱為冷沖壓模具 冷沖壓模具是一種應(yīng)用于模具行業(yè)冷沖壓模具及其配件所需高性能結(jié)構(gòu)陶 瓷材料的制備方法 高性能陶瓷模具及其配件材料由氧化鋯 氧化釔粉中加鋁 鐠元素構(gòu)成 制備工藝是將氧化鋯溶液 氧化釔溶液 氧化鐠溶液 氧化鋁溶 液按一定比例混合配成母液 滴入碳酸氫銨 采用共沉淀方法合成模具及其配 件陶瓷材料所需的原材料 反應(yīng)生成的沉淀經(jīng)濾水 干燥 煅燒得到高性能陶 瓷模具及其配件材料超微粉 再經(jīng)過成型 燒結(jié) 精加工 便得到高性能陶瓷 模具及其配件材料 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明制成的冷沖壓模具及其配件使用壽 命長(zhǎng) 在沖壓過程中未出現(xiàn)模具及其配件與沖壓件產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象 沖壓件表面 光滑 無毛刺 完全可以替代傳統(tǒng)高速鋼 鎢鋼材料 冷沖模具主要零件 冷沖模具是沖壓加工的主要工藝裝備 沖壓制件就是靠上 下模具的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 來完成的 加工時(shí)由于上 下模具之間不斷地分合 如果操作工人的手指不斷 進(jìn)入或停留在模具閉合區(qū) 便會(huì)對(duì)其人身安全帶來嚴(yán)重威脅 一 模具的主要零件 作用及安全要求 1 工作零件凸凹模是直接使坯料成形的工作零件 因此 它是模具上的關(guān)鍵零 件 凸凹模不但精密而且復(fù)雜 它應(yīng)滿足如下要求 1 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度 不能在沖壓過程中斷裂或破壞 2 對(duì)其材料及熱處理應(yīng)有適當(dāng)要求 防止硬度太高而脆裂 2 定位零件定位零件是確定坯件安裝位置的零件 有定位銷 板 擋料銷 板 導(dǎo)正銷 導(dǎo)料板 定距側(cè)刀 側(cè)壓器等 設(shè)計(jì)定位零件時(shí)應(yīng)考慮操作方 便 不應(yīng)有過定位 位置要便于觀察 最好采用前推定位 外廓定位和導(dǎo)正銷 定位等 3 壓料 卸料及出料零件壓料零件有壓邊圈 壓料板等 壓邊圈可對(duì)拉延坯料加壓邊力 從而防止坯料在切向壓力的作用下拱起而 形成皺褶 壓料板的作用是防止坯料移動(dòng)和彈跳 頂出器 卸料板的作用是便 于出件和清理廢料 它們由彈簧 橡膠和設(shè)備上的氣墊推桿支撐 可上下運(yùn)動(dòng) 頂出件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具有足夠的頂出力 運(yùn)動(dòng)要有限位 卸料板應(yīng)盡量縮小閉合區(qū) 域或在操作位置上銑出空手槽 暴露的卸料板的四周應(yīng)設(shè)有防護(hù)板 防止手指 伸入或異物進(jìn)入 外露表面棱角應(yīng)倒鈍 4 導(dǎo)向零件導(dǎo)柱和導(dǎo)套是應(yīng)用最廣泛的一種導(dǎo)向零件 其作用是保證凸凹模在 沖壓工作時(shí)有精確的配合間隙 因此 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的間隙應(yīng)小于沖裁間隙 導(dǎo) 柱設(shè)在下模座 要保證在沖程下死點(diǎn)時(shí) 導(dǎo)柱的上端面在上模板頂面以上最少 5 至 10 毫米 導(dǎo)柱應(yīng)安排在遠(yuǎn)離模塊和壓料板的部位 使操作者的手臂不用越 過導(dǎo)柱送取料 5 支承及夾持零件它包括上下模板 模柄 凸凹模固定板 墊板 限位器等 上下模板是冷沖模具的基礎(chǔ)零件 其他各種零件都分別安裝固定在上面 模板的平面尺寸 尤其是前后方向應(yīng)與制件相適應(yīng) 過大或過小均不利于操作 有些模具 落料 沖孔類模具 為了出件方便 需在模架下設(shè)墊板 這時(shí) 墊板最好與模板之間用螺釘連接在一起 兩墊板的厚度應(yīng)絕對(duì)相等 墊板的間 距以能出件為準(zhǔn) 不要太大 以免模板斷裂 6 緊固零件它包括螺釘 螺母 彈簧 柱銷 墊圈等 一般都采用標(biāo)準(zhǔn)件 冷 沖模具的標(biāo)準(zhǔn)件用量較多 設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)保證緊固和彈性頂出的需要 避免緊 固件暴露在表面操作位置上 防止碰傷人手和妨礙操作 冷沖模具的發(fā)展 改革開放以來 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 市場(chǎng)對(duì)冷沖模具的需求量不斷 增長(zhǎng) 近年來 冷沖模具工業(yè)一直以 15 左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展 冷沖模具 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 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)越來越 認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量 成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性 而冷沖模具制造是整個(gè) 鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一 冷沖模具制造技術(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 近年許多冷沖模具企業(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?一些國(guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD 并陸續(xù)開始使用 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 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步 東 風(fēng)汽車公司模具廠 一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具 此外 許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā) 經(jīng)過多年的努力 在模具 CAD CAE CAM 技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步 在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè) 計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn) 雖然中國(guó)冷沖模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展 但許多方 面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距 例如 精密加工設(shè)備在冷沖模具加工 設(shè)備中的比重比較低 CAD CAE CAM 技術(shù)的普及率不高 許多先進(jìn)的模具技術(shù) 應(yīng)用不夠廣泛等等 致使相當(dāng)一部分大型 精密 復(fù)雜和長(zhǎng)壽命冷沖模具依賴 進(jìn)口 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步 現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)日益復(fù)雜與多樣化 產(chǎn)品性 能和質(zhì)量也在不斷提高 因而對(duì)冷沖壓技術(shù)提出了更高的要求 為了使冷沖壓技 術(shù)能適應(yīng)各工業(yè)部門的需要 冷沖壓技術(shù)自身也在不斷革新和發(fā)展 冷沖壓技術(shù) 的發(fā)展思路就是盡可能地完善和擴(kuò)充冷沖壓工藝的優(yōu)點(diǎn) 克服其缺點(diǎn) 在冷沖壓 技術(shù)的發(fā)展過程中 應(yīng)注意以下幾方面 1 冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過程中應(yīng)正確地確定工藝參數(shù)及冷沖模具工作部分的形狀 與尺寸 提高沖壓件的質(zhì)量 縮短新產(chǎn)品試制周期 應(yīng)在加強(qiáng)沖壓成形理論研究 的基礎(chǔ)上 使沖壓成形理論達(dá)到能對(duì)生產(chǎn)實(shí)際起指導(dǎo)作用 逐步建立起一套密切 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)的工藝分析計(jì)算方法 國(guó)外已開始采用彈塑性有限元法對(duì)汽 車覆蓋零件的成形過程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)模擬 以預(yù)測(cè)某一工藝方案對(duì) 零件成形的可能性和可能出現(xiàn)的問題 2 加快產(chǎn)品更新?lián)Q代 克服模具設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn) 應(yīng)大力開展模具計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì)和制造 CAD CAM 技術(shù)的研究 在我國(guó) 目前要特別注意加強(qiáng)多工位級(jí)進(jìn)模 CAD CAM 技術(shù)的研究 3 滿足大量生產(chǎn)需要以及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 應(yīng)加強(qiáng)冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化 研究 使一般中 小件能在高速壓力機(jī)上采用多工位級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 達(dá)到生產(chǎn)高度 自動(dòng)化 進(jìn)一步提高沖壓的生產(chǎn)率 4 擴(kuò)大冷沖壓生產(chǎn)的運(yùn)用范圍 使冷沖壓既適合大量生產(chǎn) 也適合小批量生產(chǎn) 既能生產(chǎn)一般精度的產(chǎn)品 也能生產(chǎn)精密零件 應(yīng)注意開發(fā)如精密沖裁 特別是厚 料精沖 高能成形 軟模成形 施壓和超塑性加工等新成形工藝 還要推廣簡(jiǎn) 易模 軟模和低熔點(diǎn)合金模 通用組合模 數(shù)控沖床等設(shè)備的運(yùn)用 此外 對(duì)沖壓板料性能的改進(jìn) 模具新材料 模具新加工方法的開發(fā)也應(yīng)進(jìn)一步 加強(qiáng) 冷沖模具使用壽命的影響及對(duì)策 冷沖模具的使用壽命是以沖制出的工件數(shù)量來計(jì)算的 影響冷沖模壽命的 因素很多 主要有模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 制造模具所用凸模和凹模的材料 模具的熱 處理質(zhì)量與表面強(qiáng)化 沖模零件的制造精度和冷沖壓材料的選取 除此之外 還有沖模的安裝 調(diào)整 使用以及維修等 1 模具設(shè)計(jì)對(duì)壽命的影響 1 排樣設(shè)計(jì)的影響排樣方法與搭邊值對(duì)模具壽命的影響很大 過小的搭邊 值 往往是造成模具急劇磨損和凸 凹?？袀闹匾?從節(jié)約材料出發(fā) 搭邊值愈小愈好 但搭邊值小于一定數(shù)值后 對(duì)模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利 在沖裁中有可能被拉人模具問隙中 使零件產(chǎn)生毛刺 甚至損壞模具刃口 降 低模具壽命 因此 在考慮提高材料利用率的同時(shí) 必須根據(jù)零件產(chǎn)量 質(zhì)量 和壽命 確定排樣方法和搭邊值 2 凹模結(jié)構(gòu)的影響對(duì)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而開裂的凹模結(jié)構(gòu) 可以采用組合 結(jié)構(gòu)或鑲拼結(jié)構(gòu) 以及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu) 從而提高模具使用壽命 3 間隙的影響當(dāng)間隙過小時(shí) 壓縮擠壓利害 摩擦力增大 磨損增大 側(cè) 面的磨損加劇 沖裁后卸料和推件時(shí) 材料與凸 凹模之間的摩擦還將造成刃 口側(cè)面的磨損比端面的磨大大 同時(shí)也容易造成凸 凹模溫度很高 把金屬碎 屑吸附在刃口側(cè)面 形成金屬瘤 使凸 凹模出現(xiàn)崩刃或脹裂現(xiàn)象 因此 過 小的間隙對(duì)模具壽命極為不利 間隙太大 會(huì)增加凸模與凹模端面邊緣的集中 應(yīng)力 致使壓應(yīng)力急劇增加 于是刃口邊很快屈服變形而失去棱角 因此又增 加了沖裁力 進(jìn)而使刃口邊更快磨損 降低模具壽命 但為了減小凸 凹模的 磨損 延長(zhǎng)模具使用壽命 在保證沖裁件質(zhì)量的前提下 設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)采用較大 間隙是十分必要的 4 模具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)對(duì)壽命的影響可靠的導(dǎo)向?qū)τ跍p小工作零件的磨損 避免 凸 凹?？袀欠浅Ｓ行У?特別對(duì)無問隙或小問隙沖裁模 復(fù)合模和多工位 級(jí)進(jìn)模更為重要 為提高模具壽命 必須根據(jù)工序和零件精度要求 正確選擇 導(dǎo)向形式和導(dǎo)向精度 所選擇導(dǎo)向精度應(yīng)高于凸 凹模的配合精度 5 冷沖壓材料選取的影響冷沖壓材料應(yīng)滿足制件的設(shè)計(jì)要求和沖壓工藝要 求 否則容易損傷模具 降低模具使用壽命 冷沖壓材料表面質(zhì)量不好 沖壓 時(shí)制件易破裂 也易擦傷模具 冷沖壓材料塑性不好 變形量小 沖壓時(shí)制件 易破裂 也易擦傷模具 另外 材料的厚度公差應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 因?yàn)橐桓睕_ 模適用于一定材料的厚度 成形 彎曲 翻邊 引伸模具的凸 凹模結(jié)構(gòu)間隙 是直接根據(jù)材料厚度來確定的 所以材料厚度不均勻 會(huì)導(dǎo)致廢品產(chǎn)生和模具 損壞 2 模具材料對(duì)模具壽命的影響 模具材料對(duì)模具壽命的影響是模具材料性質(zhì) 化學(xué)成分 組織結(jié)構(gòu) 硬度 和冶金質(zhì)量等的綜合反映 其中 材料性質(zhì)和熱處理質(zhì)量影響最為明顯 模具 材料性質(zhì)對(duì)模具壽命的影響是很大的 如將同一種工件 使用不同的模具材料 做彎曲試驗(yàn) 試驗(yàn)結(jié)果 用 9Mn2V 材料 其壽命為 5 萬次 用 Crl2MoV 滲氮 其壽命可達(dá) 40 萬次 因此 在選用材料時(shí) 應(yīng)根據(jù)制件的批量大小 合理選用 模具材料 模具工作零件的硬度對(duì)模具壽命的影響也很大 但并不是硬度愈高 模具壽命愈長(zhǎng) 這是因?yàn)橛捕扰c強(qiáng)度 韌性及耐磨性等有密切的關(guān)系 有的沖 模要求硬度高 壽命長(zhǎng) 如采用 T10 鋼制造沖模 硬度為 54 58HRC 只沖幾 千次 制件毛刺就很大 如果將硬度提高到 60 64HRC 則刃磨壽命可達(dá) 2 3 萬次 但如果繼續(xù)提高硬度 則會(huì)出現(xiàn)早期斷裂 有的沖模硬度不宜過高 如 采用 Crl2MoV 制造凹模硬度為 58 62HRC 時(shí) 一般壽命為 2 3 萬件 失效形式 是崩刃和開裂以及如果將硬度降到 54 58HRC 壽命提高到 5 6 萬件 但硬度 降低到 50 53HRC 會(huì)出現(xiàn)凹模刃口易磨鈍現(xiàn)象 由此可見 模具硬度必須根據(jù) 材料性質(zhì)和失效形式而定 應(yīng)使硬度 強(qiáng)度 韌性及耐磨性 耐疲勞強(qiáng)度等達(dá) 到特定沖壓工序所需要的最佳配合 3 模具的熱處理質(zhì)量與表面強(qiáng)化對(duì)壽命的影響 模具的熱處理質(zhì)量對(duì)模具的性質(zhì)與使用壽命影響很大 實(shí)踐證明 模具工 作零件的淬火變形與開裂 使用過程中早期斷裂 雖然與材料的冶金質(zhì)量 鍛 造質(zhì)量 模具結(jié)構(gòu)及加工有關(guān) 但與模具的熱處理關(guān)系更大 根據(jù)模具失效原 因的分析統(tǒng)計(jì) 熱處理不當(dāng)引起的失效占 50 以上 實(shí)踐證明 高級(jí)的模具 材料必須配以正確的熱處理工藝 才能真正發(fā)揮材料的潛力 模具工作零件表 面強(qiáng)化處理的目的 是獲得外硬內(nèi)韌的效果 從而得到硬度 耐磨性 韌性 耐疲勞強(qiáng)度的良好配合 模具表面強(qiáng)化處理方法很多 表面處理的新技術(shù)工藝 發(fā)展很快 除氮碳共滲和離子氮化 滲硼 滲鈮 滲釩 表面鍍硬鉻和電火花 強(qiáng)化外 化學(xué)氣相沉積 CVD 和物理氣相沉積 PVD 已逐步采用 經(jīng) CVD 和 PVD 處理后 模具表面覆蓋一層超硬物質(zhì) 如 TiC TiN 等 硬度極高 耐磨性 耐 蝕性 抗黏合性很好 可提高模具壽命幾倍到幾十倍 4 沖模零件的制造精度對(duì)模具壽命的影響 沖模制造的精度與使用壽命關(guān)系很大 特別是模具表面粗糙度對(duì)模具影響 很大 如用 Crl2MoV 鋼制造落料模 如果表面粗糙度值 R 1 6 m 時(shí) 其壽命 為 3 萬件左右 如經(jīng)精拋光 表面粗糙度值 R 0 4 m 壽命可提高到 4 5 萬 件 因此 對(duì)模具工作零件表面 一般都要經(jīng)過磨削 研磨 拋光等精加工和 精細(xì)加工 5 其他方面對(duì)模具壽命的影響 1 壓力機(jī)的精度不高 也易使沖模損壞 2 沖模在壓力機(jī)上安裝的正確與否及操作者的技術(shù)水平高低 對(duì)模具壽命 也有很大影響 3 沖模的保管和維護(hù)好壞 以及使用潤(rùn)滑劑的情況 也影響模具使用壽命 6 結(jié)語 在實(shí)際生產(chǎn)中 對(duì)于薄板沖模使用 很少出現(xiàn)非正常磨損的情況 但對(duì)于 厚板沖模時(shí)則發(fā)現(xiàn)易出現(xiàn)非正常磨損 我們總是針對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究總結(jié) 因?yàn)橐桓崩錄_模 從設(shè)計(jì) 加工制造 裝配 調(diào)試到安裝 使用 都耗費(fèi)了眾 多工時(shí) 同時(shí)沖模的凸 凹模使用的材料 大都是優(yōu)質(zhì)合金鋼 因此 沖模的 成本都是比較高的 所以在生產(chǎn)中了解影響沖模壽命的因素及采取相應(yīng)的對(duì)策 來指導(dǎo)生產(chǎn) 具有重大的現(xiàn)實(shí)意義 冷沖壓工藝卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零 部 件名稱 共 1 頁九江職業(yè)技術(shù)學(xué) 院 冷沖壓工藝卡片 產(chǎn)品名稱 零 部 件型號(hào) 第 1 頁 材料牌號(hào)及規(guī) 格 材料技術(shù)要求 毛坯尺寸 每毛坯可制件數(shù) 毛坯 質(zhì)量 輔助 材料 10 鋼 1500 x600 x1 條料 1 萬件 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 加 工 簡(jiǎn) 圖 設(shè)備 工藝裝備 工 時(shí) 下料 剪床上裁板 600 x90 Q11 6X2500 沖壓 沖孔 落 料 J2325 沖孔 級(jí)進(jìn) 模 檢驗(yàn) 按產(chǎn)品圖 紙檢驗(yàn) 編 制 日 期 審 核 日 期 會(huì) 簽 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 1 目 錄 1 目錄 1 2 任務(wù)書 2 3 工藝分析 3 4 工藝方案的分析與確定 4 排樣圖 4 材料利用率 5 計(jì)算沖壓力 6 沖裁力 6 卸料力 6 初定壓力機(jī) 7 壓力中心 7 模刃口尺寸 7 6 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 7 線切割編程 9 8 參考文獻(xiàn) 11 9 心得體會(huì) 12 2 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 目錄 2 簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)任務(wù)及說明要求 3 沖件的工藝分析 4 工藝方案的制定及分析比較 5 排樣設(shè)計(jì)及材料利用率計(jì)算 進(jìn)行排樣與模具 結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)率 操作安全和經(jīng)濟(jì)性分析 然后 確定排樣方案畫出排樣圖 6 寫工藝規(guī)程卡 7 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析過程 8 沖壓力 推件力 卸料力的計(jì)算過程 和典型結(jié)構(gòu)選擇壓力中心的計(jì)算過程 9 凹模輪廓尺寸計(jì)算過程和典型組合的選擇 10 沖模的主要零件的結(jié)構(gòu)形狀材料公 差的要求及技術(shù)要求說明 11 凸凹模工作刃口尺寸計(jì)算過程 12 其他計(jì)算過程及需要說明內(nèi)容 13 該設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)措施 14 設(shè)計(jì)所用的參考資料 一 工藝分析 沖壓材料為 Q235 鋼 料厚 t 3mm 沖件尺寸精度為 3 IT12 級(jí) 形狀并不復(fù)雜 尺寸大小為小型沖件 年產(chǎn) 50 萬件 屬于普通沖件 此沖件在沖裁時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng) 1 20mm 和 8mm 的孔較小 孔壁給模具設(shè)計(jì)和沖裁工 藝帶來不便 特別注意材料的金屬流動(dòng)情況 防止 20mm 和 8mm 凸模彎曲變形 2 20mm 和 8mm 的周邊和孔壁均勻 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)妥 善處理 3 沖件較小 故必須考慮到工人的操作安全性 以上 3 點(diǎn)是此沖件沖壓時(shí)較為困難之處 要想得到合格 沖件并適應(yīng) 50 萬件生產(chǎn)數(shù)量的需要 提高模具壽命是 必須處理好的問題 二 工藝方案的分析與確定 從工件的結(jié)構(gòu)形狀可知 其基本工序有沖孔和落料兩種 但根據(jù)先后順序的不同排列 可設(shè)定以下方案 1 沖孔 沖孔 落料 級(jí)進(jìn)沖壓 2 沖孔 落料 單工序沖壓 方案 2 屬于單工序沖壓 由于此沖壓件生產(chǎn)批量很大 沖 件較小 為了提 高生產(chǎn)效率和材料的利用率故不 宜采用 方案 1 也屬于單工序沖壓 此方案較好 即解決了難點(diǎn) 也給模具裝備帶來了方便 沖件方便 排樣合理 4 沖件也平整 故方案合適 三 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 因制件材料較薄 為保證制作平整 采用彈壓卸料裝 置 他還可以對(duì)沖孔小凸模起導(dǎo)向作用和保護(hù)作用 為方 便操作和取件 選用雙柱可傾壓力機(jī)橫向送料 因制件薄 而窄 故采用側(cè)刃定位 生產(chǎn)效率高材料消耗也不大 工件圖 綜上所述 由模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表 5 3 5 7 選用彈壓卸料 橫向送料典型組合形式 對(duì)角導(dǎo)柱滑動(dòng)導(dǎo)向模架 畫排樣圖 因由冷沖壓技術(shù)表 3 14 查的最小搭邊值 側(cè)邊 a 2 0 工 件之間 b 1 8 步距 s 21 8 由冷沖壓技術(shù)公式 3 25 和 5 3 26 和公式 3 27 的條料寬度 因由文獻(xiàn)側(cè)刃條料寬度 尺寸 B mm 確定公式得條料寬度 B B 1 5a C 2F 2x1 5 8 2x2 87mm 導(dǎo)料板間的距離 X c 1 5 a nF z 8 1 5 x2 2 x2 0 5 87 5 C 條料寬度的最大沖裁力 a 側(cè)搭邊值 F 側(cè)刃沖切的料邊寬度 n 側(cè)刃數(shù) z 沖裁前的條料寬度與板料間的間隙 如圖所示排樣圖 查模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 4 8 選板料的規(guī)格 1500 x 900 x 2 mm 每塊可剪 47x 900mm 的規(guī)格 條料剪切率 77 2 6 排樣圖 3 計(jì)算材料利用率 由文獻(xiàn) 2 材料通用計(jì)算公式 A Ax100 A 得到制件的總面積 A 一個(gè)公步的條料面積 1256 1755 6 100 71 5 4 計(jì)算沖壓力 完成本制作所需的沖壓力 由沖裁力 卸料力 推件力組成 1 沖裁力 F 沖 KLT 或 F 沖 LT 式中 K 系數(shù) K 1 3 L 沖裁周邊長(zhǎng)度 mm 材料抗剪強(qiáng)度 Mpa 材料抗拉強(qiáng)度 Mpa 由書中表 4 12 得 7 362 5 為計(jì)算方便取 80 Mpa F 沖 80 2 2 8 3 14 8 3 14 2 43 8 210KN 2 卸料力和推件力 F 推 由文獻(xiàn) 2 卸料力和頂料力推 件力的計(jì)算公式 F 卸 K 卸 F 沖 F 推 K 推 F 沖 n 式中 K 推 K 卸 系數(shù) 查文獻(xiàn) 2 表 2 16 卸料力 推件 力和頂件力的系數(shù)得 K 卸 F 推 0 05 n 卡在凹模直壁洞口內(nèi)的制件件數(shù)一般卡 3 5 件本題 取 n 4 F 卸 K 卸 F 沖 0 05 210 10 5KN F 推 nK 推 F 沖 4 0 55 210 46KN F F 卸 F 推 F 沖 210 10 5 46 266 5KN 5 初選壓力機(jī) 查文獻(xiàn) 2 表 1 8 開式雙柱可推壓力機(jī)部 分參數(shù) 初選壓力機(jī)型號(hào)規(guī)格 J23 25 8 6 計(jì)算壓力中心 本例由于圖形排列規(guī)則 故可采用解 析法求壓力中心較方便建立工件坐標(biāo)系如圖所示 7 由于這圖形是對(duì)稱的 所以它的壓力中心在原點(diǎn) 為 0 0 8 計(jì)算凸凹模刃口尺寸 本制件形狀簡(jiǎn)單可按分別加工法 計(jì)算刃口尺寸 1 沖孔 工件尺寸孔直徑 8mm 由表 3 5 3 6 3 7 查得 Z 0 246mm Z 0 360mmminmax 0 02mm 0 02mm T A 查表 3 7 得 x 0 75 0min TxdT AdTA 0min 校核間隙 因?yàn)?Z Z 0 360 0 246 0 114mmmaxi 0 114mm 0 04mmT A 說明凸模公差能滿足 Z Z 的條件 T Amaxin 將已知和查表的數(shù)據(jù)代入公式中去得 dT 8 075mm 9 dA 8 321mm 2 落料 工件尺寸直徑 8mm 查表 3 7 得 x 1 75 01 xAxDA 0ma 0min TZDAT 校核間隙 Z Z 0 36 0 246 0 114mm 0 05mmmain 0 114 0 05mm 凸凹模公差能滿足 Z Z 的條件T Amaxin 將已知和查表得到的數(shù)據(jù)代入公式得 dA 39 99mm dT 39 744mm 四 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 凹模設(shè)計(jì) 因制件形狀簡(jiǎn)單 隨有三個(gè)公步 但 總體積并不大 選用整體式矩形凹模較為合理 因生產(chǎn)批 量為中批 由查模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 3 5 表選用 10 鋼為凹模材 料 1 確定凹模的厚度值 由冷沖壓技術(shù) 凹模厚的確 定 3 5 公式 確定厚度 H 值 K 0 5 查資料 s 8mm H K s 0 5 X 8 20 mm 2 確定凹模的周邊尺寸 L X B 由模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 3 43 矩形凹模標(biāo)準(zhǔn)可以查到靠近凹模周界尺寸 125mm 100mm 20mm 10 選擇模架及確定其他沖模零件尺寸 由凹模周界尺寸 及模架閉和高度在一定的范圍之間 查書 5 7 選用對(duì)角導(dǎo)柱 模架 標(biāo)記為 125 100 130 GB T2851 1 1990 并可以根 據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)畫出模架圖 類似也可以查出其它零件參數(shù) 此 時(shí)即可畫裝備圖 2 校核壓力機(jī)安裝尺寸 模座外形尺寸為 250 230 閉合 高度為 130 由為 文選表 1 2j23 25 型壓力機(jī)工作尺寸 370 560 最大閉合 為 270 連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度為 55mm 故在工作臺(tái)上加 20 18mm 墊板 模柄孔尺寸也本副模具所述模柄尺寸相符 3 線切割編程 B B B2000 GY L2 B B 2000 B2000 GX SR1 B B B2000 GY L4 A B B B800 GY L2 B B800 B1600 GX SR1 B B B800 GY L4 A B B B800 GY L2 B B800 B16000 GX SR1 11 B B B800 GY L4 D 五 參 考 文 獻(xiàn) 1 冷沖壓技術(shù) 翁其金 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 2 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 王芳 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 3 模具制造工藝學(xué) 郭鐵良 北京 高等教育出版 12 心 得 體 會(huì) 為期一個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束 也就意味著我的大學(xué)生活 即將結(jié)束 在這期間里學(xué)到了很多知識(shí)和技能 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我掌握了做科學(xué)研究的基本方法和思路 為今后的工作打下了基礎(chǔ) 現(xiàn)將感受總結(jié)如下 首先 我學(xué)會(huì)了對(duì)相關(guān)科技文獻(xiàn)的檢索 一切科學(xué)研究都是 建立在前人研究的基礎(chǔ)之上的 因此 對(duì)于相關(guān)文獻(xiàn)資料的檢 索顯得尤為重要 在現(xiàn)代社會(huì)中 隨著計(jì)算機(jī)的普及以及網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)的發(fā)展 對(duì)于文獻(xiàn)的檢索已經(jīng)從圖書館的紙質(zhì)資料轉(zhuǎn)移 到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下的電子文檔 其次 對(duì)于各種工具軟件的熟練使用也是科學(xué)研究中所必不 可少的 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 我主要使用的是 AUTO CAD 這一工 具軟件 該軟件可用于圖形設(shè)計(jì) 再次 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還使我了解了科技論文的寫作規(guī)范 熟悉了 offic 系列軟件在文字處理與排版等方面的使用 總之 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的完成了一個(gè)課題 而是 使我初步的掌握了科學(xué)研究的步驟與方法 鞏固了我的專業(yè)知 識(shí) 練習(xí)了我的實(shí)際操作能力 鍛煉了我分析解決問題的能力 為今后的科研工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 13 設(shè)計(jì)說明書編寫內(nèi)容及要求 一 沖裁件工藝分析 二 確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式 三 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 1 排樣及排樣圖 2 計(jì)算沖裁力及總壓力 確定壓力中心 3 計(jì)算凹 凸模刃口尺寸 4 確定各主要零件的結(jié)構(gòu)尺寸 1 落料凹模的結(jié)構(gòu)尺寸 2 凸凹模的結(jié)構(gòu)尺寸 3 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)尺寸 4 凸凹模周定板的結(jié)構(gòu)尺寸 5 沖孔凸模固定板結(jié)構(gòu)尺寸 6 卸料板的結(jié)構(gòu)尺寸 7 上 下模座尺寸的確定 或選定模架 5 確定沖模閉合高度 6 選用壓力機(jī) 四 繪制總裝配圖 包括明細(xì)表 工作圖 排樣圖 或用文字簡(jiǎn)要說明該模具的結(jié)構(gòu)及其動(dòng)作原理 五 繪制模具零件圖 主要件 包括 1 落料凹模 凸凹模 沖孔凸模 2 凸凹模固定板 沖孔凸模固定板 卸料板 要求 以上零件圖中至少要在 1 中選兩件 在 2 中選一件 六 編制模具主要零件的加工工藝規(guī)程 工藝路線 要求 至少編寫兩個(gè)主要件的加工工藝路線 七 編制模具工件零件的裝配工藝 八 編制模具的餓裝配過程 總裝順序 設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容包括 任務(wù)書 前言 目錄 上述設(shè)計(jì)內(nèi)容 參考文獻(xiàn) 結(jié)束語 設(shè)計(jì)說明書論述要充分 層次清楚 文字簡(jiǎn)潔 計(jì)算步驟正確 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確 說明書的字 數(shù)不少于 3000 字 含插圖 圖紙所占空間