齒形墊圈沖孔落料復(fù)合模具設(shè)計(jì)【沖壓模具設(shè)計(jì)稿】
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xxxx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)系 部: 指導(dǎo)老師:專 業(yè):模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí):小 組 號(hào): 組 長:同 組 人:日 期: 年 月 日目 錄摘要31.引言42沖裁件的工藝性分析62.1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性72.1.1 沖裁件的形狀72.1.2 沖裁件的尺寸精度73 制件沖壓工藝方案的確定83.1 沖壓工序的組合83.2. 沖壓順序的安排84 制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算94.1制件排樣圖的設(shè)計(jì)94.1.1 搭邊與料寬94.2 材料利用率的計(jì)算115. 確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心125.1 沖壓力125.1.1 沖裁力的計(jì)算125.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算125.2 壓力中心的計(jì)算135.3 壓力機(jī)的選用136. 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算146.1 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則146.2 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法166.2.1 凸模和凹模分開加工166.2.2 凸模和凹模配合加工167 模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)188、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)198.1.凸凹模的設(shè)計(jì)198.2.落料凹模的設(shè)計(jì)198.3.沖頭固定板的設(shè)計(jì)208.4選擇標(biāo)準(zhǔn)模架218.5卸料、壓邊彈性元件的確定219、模具的總裝配23設(shè)計(jì)小結(jié)24致 謝25參考文獻(xiàn)26摘要隨著模具制造的技能化逐步向科學(xué)化發(fā)展,逐漸由以前手動(dòng)方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來輔助設(shè)計(jì)的完成。冷沖模是其中的一種。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在模具專業(yè)理論教學(xué)之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次總檢驗(yàn),是走向工作崗位前的一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。其目的是,綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論和實(shí)踐知識(shí),設(shè)計(jì)一副完整的模具訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴(kuò)充模具專業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容,掌握模具設(shè)計(jì)與制造的方法、步驟和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。熟練查閱相關(guān)技術(shù)資料。掌握模具設(shè)計(jì)與制造的基本技能,如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料,繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工廠的設(shè)備、人員等實(shí)際情況,從零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)境的保護(hù)以及生產(chǎn)的安全性各個(gè)方面綜合考慮,選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、使用安全可靠的工藝方案和模具,以使沖壓件的生產(chǎn)在保證達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上的各項(xiàng)技術(shù)要求,盡可能降低沖壓的工藝成本和保證安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞:工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料,繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。1.引言模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求,市場需求量維持在700億至850億美元,同時(shí),我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年,我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持15%的年增長率(據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2005年國內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到700多億,同時(shí),有近250個(gè)億的出口),到2007年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為700億元,模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到2006年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言,一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副,價(jià)值上億元,而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有80%的模具需要更換。2005年我國汽車產(chǎn)銷量均突破550萬輛,預(yù)計(jì)2007年產(chǎn)銷量各突破700萬輛,轎車產(chǎn)量將達(dá)到300萬輛。另外,電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大,在發(fā)達(dá)國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前,中國17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn),從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二,作為商品銷售的約占三分之一。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%,其它各類模具約占11%。模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個(gè)國家現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志,就我國而言,經(jīng)過了這幾十年曲折的發(fā)展,模具行業(yè)也初具規(guī)模,從當(dāng)初只能靠進(jìn)口到現(xiàn)在部分進(jìn)口已經(jīng)跨了一大步,但還有一些精密的沖模自己還不能生產(chǎn)只能通過進(jìn)口來滿足生產(chǎn)需要。隨著各種加工工藝和多種設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用使的模具的應(yīng)用和設(shè)計(jì)更為方便。隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,模具的設(shè)計(jì)和制造也越來越趨近于國際化?,F(xiàn)在模具的計(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。大大提搞了模具設(shè)計(jì)和制造的效率。減短了生產(chǎn)周期。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)和制造人員的重復(fù)勞動(dòng),使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。尤其是pro/E和UG等軟件的應(yīng)用更進(jìn)一步推動(dòng)了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進(jìn)于自動(dòng)化。電火花和線切割技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對(duì)模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度在國內(nèi)外現(xiàn)在也比較明顯。特別是對(duì)一些通用件的使用應(yīng)用的越來越多。其大大的提高了它們的互換性。加強(qiáng)了各個(gè)地區(qū)的合作。對(duì)整個(gè)模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用。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)備完成加工過程,所以它的生產(chǎn)率高,而且由于操作簡便,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的,所以質(zhì)量穩(wěn)定,一般不需要再經(jīng)過機(jī)械加工便可以使用。 沖壓加工一般不需要加熱毛坯,也不像切削加工那樣大量的切削材料,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)量好而且成本低的加工工藝。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)。沖壓加工在汽車、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。現(xiàn)代各種先進(jìn)工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中,沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。 當(dāng)今,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展,這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化(2)模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的現(xiàn)代化(3)沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化(4)新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn)(5)不斷改進(jìn)板料的性能,以提高其成型能力和使用效果。2沖裁件的工藝性分析沖壓主要是按工藝分類,可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁,其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離,同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形,制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中,常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對(duì)沖壓成品的質(zhì)量影響很大,要求沖壓材料厚度精確、均勻;表面光潔,無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等;屈服強(qiáng)度均勻,無明顯方向性;均勻延伸率高;屈強(qiáng)比低;加工硬化性低。 在實(shí)際生產(chǎn)中,常用與沖壓過程近似的工藝性試驗(yàn),如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能,以保證成品質(zhì)量和高的合格率。模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的時(shí)間,這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級(jí)進(jìn)模(供大量生產(chǎn)),以及研制快速換模裝置,可減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間,能使適用于減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間,能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機(jī)成形外,一般都采用機(jī)械壓力機(jī)。以現(xiàn)代高速多工位機(jī)械壓力機(jī)為中心,配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機(jī)械以及模具庫和快速換模裝置,并利用計(jì)算機(jī)程序控制,可組成高生產(chǎn)率的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下,在短暫時(shí)間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序,常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此,沖壓中的安全生產(chǎn)是一個(gè)非常重要的問題。沖裁件的工藝性是指沖裁件在沖裁加工中的難易程度。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法,在模具壽命和生產(chǎn)率較高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。因此,沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級(jí)、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求,對(duì)沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大的影響。2.1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性2.1.1 沖裁件的形狀圖1.零件及尺寸此制件的形狀較簡單,有圓角過渡,便于模具的加工和減少?zèng)_壓時(shí)在尖角處開裂的現(xiàn)象,同時(shí)也可以防止尖角部位刃口的過快磨損。2.1.2 沖裁件的尺寸精度沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個(gè)方面的指標(biāo)來衡量,根據(jù)零件圖上的尺寸標(biāo)注及公差,可以判斷屬于尺寸精度為IT12IT14的經(jīng)濟(jì)級(jí)普通沖裁。3 制件沖壓工藝方案的確定3.1 沖壓工序的組合沖裁工序可以分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。沖裁方式根據(jù)下列因素確定:(1) 根據(jù)生產(chǎn)批量來確定 對(duì)于年產(chǎn)量需求100萬件的該產(chǎn)品來說采用復(fù)合模或連續(xù)模較合適。(2) 根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級(jí)來確定 復(fù)合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級(jí)高,而連續(xù)沖裁比復(fù)合沖裁的沖裁件尺寸精度等級(jí)低。根據(jù)對(duì)沖裁件尺寸形狀的適應(yīng)性來確定 產(chǎn)品的尺寸較小,考慮到單工序送料不方便和生產(chǎn)效率低,因此常采用復(fù)合沖裁或連續(xù)沖裁。連續(xù)沖裁又可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小的異形沖裁件。根據(jù)模具制造安裝調(diào)整的難易和成本的高低來確定, 對(duì)復(fù)雜形狀的沖裁件來說,采用復(fù)合沖裁比采用連續(xù)沖裁較為適宜,因?yàn)槟>咧圃彀惭b調(diào)整較容易,且成本較低。根據(jù)操作是否方便與安全來確定 復(fù)合沖裁其出件或清除廢料較困難,工作安全性較差,連續(xù)沖裁較安全。綜上所述分析,在滿足沖裁件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下,選擇復(fù)合沖裁方式,其模具壽命較長,生產(chǎn)率高,操作較方便和工作安全性高。3.2. 沖壓順序的安排落料沖孔4 制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算 4.1制件排樣圖的設(shè)計(jì)排樣時(shí)需考慮如下原則:提高材料利用率(不影響沖件使用性能前提下,還可適當(dāng)改變沖件的形狀)合理排樣方法使操作方便,勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全。模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命長。保證沖件的質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。4.1.1 搭邊與料寬 1搭邊 排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償補(bǔ)償定位誤差,保持條料有一定的剛度,以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊值要合理確定,值過大,材料利用率低;值過小,搭邊的強(qiáng)度與剛度不夠,沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷,不僅會(huì)增大沖裁件毛刺,有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙,造成沖裁力不均,損壞模具刃口。因此,搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度,一般可取等于材料的厚度。搭邊值的大小還與材料的力學(xué)性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關(guān)。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)確定,根據(jù)所給材料厚度=0.8mm,確定搭邊工作間a1為2.0mm, a為2.0mm。具體排樣圖如下:2 送料步距和條料寬度的確定(1) 送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離成為送料步距。每次只沖一個(gè)零件的步距S的計(jì)算公式為 S=D+a1 (1) S=27+2.0=29mm式中 D平行于送料方向的沖裁寬度;a1沖裁之間的搭邊值。(2) 條料寬度 條料寬度的確定原則:最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值,最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn),并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。當(dāng)用孔定距時(shí),可按下式計(jì)算條料寬度 B-=(Dmax+2a)- =(27+22) -0.5 =31-0.5 mm式中 B條料的寬度(mm);Dmax沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸(mm);a側(cè)搭邊值;條料寬度的單向(負(fù)向)公差;剪切條料寬度偏差=0.5, 因此B=31-0.5 。導(dǎo)料板間距離:B0=B+Cmin=31+0.5=31.5 mm Cmin條料與導(dǎo)料板間的最小間隙。4.2 材料利用率的計(jì)算一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為=nF/Bs100% (3)=1447.085/3129100%=49.73%式中 F一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積(包括沖出的小孔在內(nèi));n一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目;B條料寬度(mm);s步距; 5. 確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心5.1 沖壓力 沖壓力是指沖裁力、卸料力、推件力和頂件力的總稱。5.1.1 沖裁力的計(jì)算平刃口沖裁力可按下式計(jì)算 落料力計(jì)算F=KL (4-1) F=1.3163.20.8950=161.24KN式中 F沖裁力(N);L沖裁件周邊長度(mm);材料抗剪強(qiáng)度(MPa);600-950MP材料厚度;(mm)K系數(shù),通常K=1.3; 沖孔力計(jì)算F=KL (4-1) F=1.33.14100.8950=31.02KN 5.1.2 卸料力、推件力及頂件力的計(jì)算生產(chǎn)中常用下列公式計(jì)算 F卸=K卸F落 (4-4) =0.045161.24=7.26KN F退=K退F沖 (4-4) =0.0531.02=1.55KN 式中 F沖裁力; F卸、F頂分別為卸料系數(shù)和頂件系數(shù)綜上所述,總的沖裁力為F總= F落+F沖+F卸+F頂=201.07KN5.2 壓力中心的計(jì)算采用解析法求壓力中心,求XG,YG建立坐標(biāo)系如下圖:F1落料力 F1= Ltb , 得F1=161.24KNF2沖孔力 F2= Ltb , 得F2=31.02KNY1F1到X軸的力臂 Y1=0X1F1到Y(jié)軸的力臂 X1=0Y2F2到X軸的力臂 Y2=0X2F2到Y(jié)軸的力臂 X2=15根據(jù)合力距定理:YG = (Y1F1+Y2F2)/(F1+F2)YGF沖壓力到X軸的力臂;YG=0XG = (X1F1+X2F2)/(F1+F2)XGF沖壓力到Y(jié)軸的力臂;XG=05.3 壓力機(jī)的選用初步確定壓力機(jī)的型號(hào):F公稱F總 因此選擇壓力機(jī)的型號(hào)為:J5363壓力機(jī) 型號(hào)為J5363壓力機(jī)的基本參數(shù)如:(表一)公稱壓力/KN630墊板尺寸/mm滑塊行程/mm270直徑80滑塊行程次數(shù)/(次/min)22模柄孔尺寸/mm直徑60深度80最小封閉高度/mm190滑塊底面積尺寸/mm封閉高度調(diào)節(jié)量80滑塊中心線至床身距離/mm床身最大可傾角20立柱距離/mm工作臺(tái)尺寸/mm前后450左右4006. 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算6.1 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸,以凹模為基準(zhǔn),間隙取在凸模上;設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸,以凸模為基準(zhǔn),間隙取在凹模上。間隙是影響模具壽命的各種因素中占最主要的一個(gè)。沖裁過程中,凸模與被沖的孔之間,凹模與落料件之間的均有磨檫,而且間隙越小,磨檫越嚴(yán)重。在實(shí)際生產(chǎn)中受到制造誤差和裝配精度的限制,凸模不可能絕對(duì)垂直于凹模平面,而且間隙也不會(huì)絕對(duì)均勻分布,合理的間隙均可使凸模、凹模側(cè)面與材料間的磨檫減小,并緩減間隙不均勻的不利影響,從而提高模具的使用壽命。沖裁間隙對(duì)沖裁力的影響:雖然沖裁力隨沖裁間隙的增大有一定程度的降低,但是當(dāng)單邊間隙介于材料厚度 5%20%范圍時(shí),沖裁力的降低并不明顯(僅降低5%10%左右)。因此,在正常情況下,間隙對(duì)沖裁力的影響不大。沖裁間隙對(duì)斜料力、推件力、頂件力的影響:間隙對(duì)斜料力、推件力、頂件力的影響較為顯著。間隙增大后,從凸模上斜、從凸模孔口中推出或頂出零件都將省力。一般當(dāng)單邊間隙增大到材料厚度的15%25%左右時(shí)斜料力幾乎減到零。沖裁間隙對(duì)尺寸精度的影響:間隙對(duì)沖裁件尺寸精度的影響的規(guī)律,對(duì)于沖孔和落料是不同的,并且與材料軋制的纖維方向有關(guān)。通過以上分析可以看出,沖裁間隙對(duì)斷面質(zhì)量、模具壽命、沖裁力、斜料力、推件力、頂件力以及沖裁件尺寸精度的 影響規(guī)律均不相同。因此,并不存在一個(gè)絕對(duì)合理的間隙數(shù)值,能同時(shí)滿足斷面質(zhì)量最佳,尺寸精度最佳,沖裁模具壽命最長,沖裁力、斜料力、推件力、頂件力最小等各個(gè)方面的要求。在沖壓的實(shí)際生產(chǎn)過程中,間隙的選用主要考慮沖裁件斷面質(zhì)量和模具壽命這兩個(gè)方面的主要因素。但許多研究結(jié)果表明,能夠保證良好的沖裁件斷面質(zhì)量的間隙數(shù)值和可以獲得較高的沖模壽命的間隙數(shù)值也是不一致的。一般說來,當(dāng)對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量要求較高時(shí),應(yīng)選取較小的間隙值,而當(dāng)對(duì)沖裁件的質(zhì)量要求不是很高時(shí),則應(yīng)適當(dāng)?shù)丶哟箝g隙值以利于提高沖模的使用壽命。根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律,設(shè)計(jì)落料模時(shí),凹?;境叽鐟?yīng)取接近或等于零件的最小極限尺寸;設(shè)計(jì)沖孔模時(shí),凸?;境叽鐒t取接近或等于沖孔件的最大極限尺寸。按沖件精度和模具可能磨損程度,凸、凹模磨損留量在公差范圍內(nèi)的0.5-1.0之間。磨損量用x表示,其中為沖件的公差值,x為磨損系數(shù),其值在0.5-1.0之間,與沖件制造精度有關(guān),可按下列關(guān)系選取:零件精度IT10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。不管落料還是沖孔,沖裁間隙一律采用最小合理間隙值(Zmin)。選擇模具制造公差時(shí),一般沖模精度較零件高3-4級(jí)。對(duì)于形狀簡單的圓形、方形刃口,其制造偏差值可按IT6- IT7級(jí)選??;對(duì)于形狀復(fù)雜的刃口尺寸制造偏差可按零件相應(yīng)部位公差值的1/4來選取;對(duì)于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取沖件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以();若零件沒有標(biāo)注公差,則可按IT14級(jí)取值。零件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注單向公差,即:落料件上偏差為零,只標(biāo)注下偏差;沖孔件下偏差為零,只標(biāo)注上偏差。如果零件公差是依雙向偏差標(biāo)注的,則應(yīng)換算成單向標(biāo)注。磨損后無變化的尺寸除外。6.2 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算方法6.2.1 凸模和凹模分開加工 這種方法主要適用于圓形或簡單刃口。設(shè)計(jì)時(shí),需在圖樣上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。并且保證沖模的制造公差與沖裁間隙之間滿足:d+pZmax-Zmin (5-1) 6.2.2 凸模和凹模配合加工 配合加工方法,就是先按尺寸和公差制造出凹?;蛲鼓F渲幸粋€(gè),然后依此為基準(zhǔn)再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙,而且還可以放大基準(zhǔn)件的公差,不必檢驗(yàn)d+pZmax-Zmin 。同時(shí)還能大大簡化設(shè)計(jì)模具的繪圖工作。目前,工廠對(duì)單件生產(chǎn)的模具或沖制復(fù)雜形狀的模具,廣泛采用配合加工的方法來設(shè)計(jì)制造。沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計(jì)算:沖孔時(shí) dp=(dmin+X)- p (5-2)落料時(shí) Dp=(Dmax-X-Zmin)- p (5-3)孔心距 Lp=Lp (5-4)式中 Dp dp分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸(mm);Dmax 為落料件的最大極限尺寸(mm);dmin為沖孔件的最小極限尺寸(mm);工件公差;p凸模制造公差,通常取p=/4;p刃口中心距對(duì)稱偏差,通常取p=/8;Lp凸模中心距尺寸(mm);L沖件中心距基本尺寸(mm);Zmin最小沖裁間隙(mm);落料凹模尺寸: Aj1=(Amax-X)+ /4 =27-0.50.04=26.98+0.02;Aj2=(Amax-X)+ /4 =20.25-0.50.04=20.23+0.02;落料凸模尺寸: Ah1=(Aj1-2Z)+ /4 =27-20.05=26.9+0.02; Ah2=(Aj2-2Z)+ /4 =20.25-20.05=20.15+0.02; 沖孔凸模尺寸: Bj=(Amin+X)- /4 =10+0.50.04=10.02-0.02沖孔凹模尺寸: Bh=(Bj+2Z)- /4 =10+20.05=10.1-0.027 模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)落料沖孔模結(jié)構(gòu)形式:8、模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.1.凸凹模的設(shè)計(jì)材料:Cr12Mov硬度:5862HRC(如圖)8.2.落料凹模的設(shè)計(jì)因制件形狀簡單,總體尺寸不大,選用整體式圓形凹模較為合理。選用Cr12MoV為凹模材料。凹模周界 由冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)得出凹模周界的計(jì)算公式 厚度H=Kb(15mm)式中:b沖裁件的最大外形尺寸,b=27K系數(shù),查表得K=0.76則 H=0.7627=20.5mm凹模壁厚c=(1.01.5)H(3040mm)=20.530.75mm本設(shè)計(jì)中取D=1200mm由模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表5-43圓形凹模標(biāo)準(zhǔn)可查到較為靠近的凹模周界尺寸為120。硬度:5862HRC(如圖)8.3.沖頭固定板的設(shè)計(jì)材料:45#(如圖)確定其他零件的尺寸參數(shù)由模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表5-4,可得復(fù)合模的典型組合尺寸120(單位為mm)(JB/T8066.11995)。而由此典型組合標(biāo)準(zhǔn),即可方便的確定其他沖模零件的數(shù)量、尺寸及主要參數(shù)。其零件參數(shù)如下表所示:凹模周界凸凹模長度配用模架閉合高度H孔距尺寸最小最大SS1S2S312055180215零件名稱及標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)墊板凸模固定板凹模卸料板凸凹模固定板墊板1208120151202012015120151208螺釘圓柱銷卸料螺釘樹脂螺釘圓柱銷圓柱銷M860850M860M106086010608.4選擇標(biāo)準(zhǔn)模架由凹模周界尺寸及模架閉合高度在180215mm之間,查模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表5-7選用標(biāo)準(zhǔn)模架:16號(hào)后側(cè)導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架214185180215GB/T2851.11990,上模座21418535,下模座21418545,導(dǎo)柱22160,導(dǎo)套358060。8.5卸料、壓邊彈性元件的確定沖壓工藝中常用的彈性元件有彈簧和橡膠,但是由于這副模具所需的卸料力較大,如果選用彈簧,即使使用8個(gè)彈簧,每個(gè)彈簧所承擔(dān)的負(fù)荷也將達(dá)到F預(yù)=F卸/n=7260/8N=907.5N。同時(shí)由于這是一落料模,模具的行程較大,也給彈簧的選用帶來困難。即使試用了彈簧,也勢必造成為了安裝彈簧而選用較大的模架。因此我們選用橡膠作為卸料的彈性元件。1、確定卸料橡膠(1)確定橡膠的自由高度H自,由模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表3-9得:H自=L工/0.250.30+h修模L工沖模的的工作行程(mm).對(duì)沖裁模而言,L工=t+1h修模預(yù)留的修模量式中,L工為模具的工作行程再加13mm。本模具的工作行程為拉升件的厚度加1mm。故L工=3mm,h修模的取值范圍為46mm,在這取中間值5mm。H自=(3/0.3+5)mm=15mm(2)確定L預(yù)和H裝。由表3-9可得如下計(jì)算公式:L預(yù)橡膠的預(yù)壓縮量H裝沖模裝配好以后橡膠的高度L預(yù)=(0.10.15)H自=0.115mm=1.5mm2mmH裝=H自-L預(yù)=(15-2)mm=13mm(3)確定橡膠橫截面積A( mm2)A=F/qF所需的彈壓力q橡膠在與壓縮狀態(tài)下的單位壓力F由前可知為F=10200N,q=0.260.50Mpa。在這里由于根據(jù)模具的行程,取q=0.5Mpa則A=10200/0.4mm2=20400mm2(4)核算橡膠的安裝空間:可以安裝橡膠的空間可按凹模外形表面積與凸凹模地步面積之差的80%估算。經(jīng)計(jì)算A=210160-4370=29230mm2,則可以安裝橡膠的面積為S=23384mm2,大于所需橡膠面積,因此足以安裝橡膠的需要。9、模具的總裝配1、確定裝配基準(zhǔn)件 應(yīng)以沖孔凸模為裝配基準(zhǔn)件。 首先要確定凸模在模架中的位置, 安裝凸模組件, 確定凸模組件在下模座的位置, 然后用平行板將凸模和下模座夾緊,在下模座上劃出彎曲孔線,進(jìn)而安裝下模座其他組件。2、安裝上模部分 檢查上模部分各個(gè)零件尺寸是不是滿足裝配技術(shù)條件要求。 安裝上模,調(diào)整沖裁間隙, 將上模系統(tǒng)各零件分別裝于上模座內(nèi)。3、安裝下模部分4、自檢按沖模技術(shù)條件進(jìn)行總裝配檢查。5、檢驗(yàn)6、試沖設(shè)計(jì)小結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種綜合性較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié),它具知識(shí)面寬、學(xué)科廣、綜合性強(qiáng),通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我鞏固了以前學(xué)過的知識(shí),提高了查閱資料的能力,使我更加認(rèn)識(shí)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性,從而提高了我理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。為我今后走向工作崗位打下了一定的基礎(chǔ)。在本次設(shè)計(jì)中,我學(xué)到了許多的東西。首先對(duì)于AUTOCAD和Pro/ENGINEER的應(yīng)用更加熟練;其次,通過模具設(shè)計(jì)我對(duì)于模具設(shè)計(jì)的流程基本上熟悉。這次設(shè)計(jì)是對(duì)以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的一次綜合性的實(shí)踐。涉及到機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、互換性以及CAD/CAM各個(gè)方面的內(nèi)容。設(shè)計(jì)過程中按照任務(wù)書的要求和目的,循序漸進(jìn),力求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,結(jié)構(gòu)合理。參考了許多文獻(xiàn)資料。由于經(jīng)驗(yàn)不足,還有許多地方?jīng)]有考慮全面,有待于完善??傊?,學(xué)海無涯,在以后的時(shí)間里,我要更加努力學(xué)習(xí)!致 謝 對(duì)三年來辛勤教導(dǎo)我的老師和學(xué)校致以最崇高的敬意! 對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)我和給予我最多的老師表示我最衷心的感謝!畢業(yè)設(shè)計(jì)開始以來,有幸多次聆聽老師的教誨。老師以他寬廣的知識(shí)、高瞻遠(yuǎn)矚的學(xué)識(shí)、在實(shí)際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗(yàn)。拓寬了我的視野和思維,更為重要的是老師以他對(duì)事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達(dá)的胸襟,時(shí)刻都在潛移默化地影響著我,這將使我終生受益。參考文獻(xiàn)1朱光力主編. 模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn).第1版. 北京:高等教育出版社. 2002. 1341562吳詩 主編. 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) . 第1版. 西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社. 2001. 40453溫松明主編. 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ). 第2版. 長沙:湖南大學(xué)出版社. 1998. 454馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè). 第1版.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社. 1985. 1 805劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機(jī)械制圖. 第3版. 北京:高等教育出版社.20016施平主編. 機(jī)械工程專業(yè)英語. 第5版.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué).2003 .3443457張代東主編. 機(jī)械工程材料應(yīng)用基礎(chǔ). 第1版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2001.851038王衛(wèi)衛(wèi)主編. 材料成型設(shè)備. 第1版.北京:機(jī)械工業(yè)出版.2004. 47489傅建軍主編. 模具制造工藝. 第1版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2005. 242510王新華主編. 沖模設(shè)計(jì)與制造實(shí)用計(jì)算手冊(cè). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2004年8月第1版. 2 1511王新華 袁聯(lián)富主編.沖模結(jié)構(gòu)圖冊(cè). 第1版. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社. 2003. 26
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