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1、前言目錄一.分析采用沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性4二分析制件的沖壓工藝性4(一)沖壓件的結(jié)構(gòu)與尺寸4(二)沖裁件的精度與斷面粗糙度6三確定沖壓工藝方案7(一)確定沖壓工藝方案8(二)確定沖壓工藝編程8四確定模具結(jié)構(gòu)形式9(一)模具類(lèi)型的確定10(二)導(dǎo)向方式確定10(三)定位方式的選擇10(四)卸料,出件方式的選擇10五沖壓工藝設(shè)計(jì)計(jì)算10(一)排樣10(二)沖裁力的計(jì)算12(三)確定凸凹模間隙值14(四)確定凸凹模刃口尺寸及公差15(五)模具閉合高度15六沖裁模具主要零部件的設(shè)計(jì)與選用16(一)工作零件16(二)定位零件19(三)卸料與出件裝置20(四)模柄選擇20(五)導(dǎo)向零件21七模具使用及維護(hù)說(shuō)明
2、書(shū)22(一)模具安裝22(二)模具的維護(hù)23后語(yǔ)24參考文獻(xiàn)25一. 分析采用沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性根據(jù)生產(chǎn)批量及零件的技術(shù)要求,分析制件沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性。沖壓加工方法是一種先進(jìn)的工藝方法,因其生產(chǎn)率高,材料利用率高,操作簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)而廣泛使用。由于模具費(fèi)用高,生產(chǎn)批量的大小對(duì)沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用。批量越大,沖壓加工的單件成本就越低;批量小時(shí),沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯。這是采用其他方法制作該零件可能有更好的經(jīng)濟(jì)效果。而在一定條件下,企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量的針尖將會(huì)引發(fā)成本中某些費(fèi)用的變化,其結(jié)果使得成本發(fā)生波動(dòng)。為此可將產(chǎn)品成本分別為個(gè)固定費(fèi)用和變動(dòng)兩部分。二分析制件的沖壓工藝性(一)沖壓件
3、的結(jié)構(gòu)與尺寸1) 此沖裁件的形狀簡(jiǎn)單,規(guī)則,有利于材料的合理利用,以便節(jié)約材料,減少工序數(shù)目,提高模具壽命,降低沖件成本。2) 沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處要盡量避免尖叫,應(yīng)以圓弧過(guò)渡,以便于模具加工,減少熱處理開(kāi)裂,減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過(guò)快磨損。沖件種類(lèi)最小圓角半徑黃銅、鋁合金鋼軟鋼備注落料交角90交角 900.18t0.35t0.35t0.79t0.25t0.50t0.250.50沖孔交角90交角 700MPa1.5t1.35t1.2t1.1t鋼=400700MPa1.3t1.2t1.0t0.9t鋼=700MPa1.0t0.9t0.8t0.7t黃銅、銅0.9t0.8t0.7t0.6t鋁、鋅0
4、.8t0.7t0.6t0.5t而此沖裁件板厚為0.8,材料為Q2355) 沖裁件的孔與孔之間,孔與邊緣之間的距離受模具強(qiáng)度和沖裁件質(zhì)量的制約,其值不應(yīng)過(guò)小,一般要求C(11.5)t,而圖中4(11.5)0.8 。在拉伸件上沖孔時(shí),為避免沖孔時(shí)凸模受水平推力而折斷,孔邊與直壁之間應(yīng)保持一定的距離,一般要求LR+0.5t,而圖43.5+0.50.8 ,符合。(二)沖裁件的精度與斷面粗糙度1) 沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于IT11級(jí),一般落料公差等級(jí)最好低于IT10級(jí),沖孔公差等級(jí)最好低于IT9級(jí)。而此沖裁件公差等級(jí)為IT11.下表為沖孔中心距公差料厚t/mm普通沖裁??拙嗷境叽?00.51.0試模
5、時(shí)生產(chǎn)時(shí)沖裁件的選擇沖裁件所選用的材料要滿(mǎn)足其產(chǎn)品的使用性能,并滿(mǎn)足沖裁工藝對(duì)材料的基本要求應(yīng)盡可能采用“廉價(jià)代貴重,薄料代厚板,黑色代有色”等措施,以降低成本 所以選用的材料為Q235三確定沖壓工藝方案(一)確定沖壓工藝方案完成此工件需要沖孔、落料兩道工序,其加工工藝方案分為以下三種。1.方案一:?jiǎn)喂ば蚰Ia(chǎn) 先沖孔,后落料2.方案二:級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓3.方案三:復(fù)合模生產(chǎn) 沖孔落料復(fù)合沖壓分析三個(gè)方案方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造周期短,制造簡(jiǎn)單,但需要兩副模具,成本高二生產(chǎn)效率低,難以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需要一副模具,生產(chǎn)效率高,操作方便,精度也能滿(mǎn)足要求,模具制造工作量
6、和沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)比復(fù)合模低。方案三只需一副模具,制件精度和生產(chǎn)效率都較高,工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚,模具強(qiáng)度也能滿(mǎn)足要求,沖裁孔的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高,料板的定位精度比方案二低,模具輪廓尺寸較小。綜合隊(duì)上述三種方案的分析比較,該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。(二)確定沖壓工藝編程確定沖壓件的工藝方案時(shí)需要考慮沖壓工序的性質(zhì)、數(shù)量、順序、組合方式以及其他輔助工序的安排。(1) 工序性質(zhì)的確定工序性質(zhì)是指沖壓件所需的工序種類(lèi),如分離工序正的沖孔、落料、切邊,成形工序中的彎曲、翻邊、拉深等。此沖壓件為平板簡(jiǎn)單零件,只需采用沖孔和落料兩道工序。 (2) 工序數(shù)目的確定工序數(shù)目是指沖
7、壓件加工整個(gè)過(guò)程正所需要的工序數(shù)目(包括輔助工序數(shù)目)的總和。 此為料薄,尺寸小的沖壓件,并且沖裁的形狀簡(jiǎn)單,所以應(yīng)該用級(jí)進(jìn)工序進(jìn)行沖壓 此為平板狀零件,只需此阿勇沖孔、落料兩工序 此工序的尺寸精度為IT11,不算高,在沖裁工序后不需再增加修整工序與精密沖裁工序 工序數(shù)量還應(yīng)符合企業(yè)現(xiàn)有的制模能力和重估啊設(shè)備的狀況 為了提高沖壓工藝的穩(wěn)定性有事需要增加工序數(shù)目,以保證沖壓件的質(zhì)量(3) 工序順序的安排工序性質(zhì)是指沖壓加工過(guò)程中各道工序進(jìn)行的先后次序,沖壓工序的順序應(yīng)根據(jù)工件的形狀尺寸精度要求。此沖壓件加工工藝方案所采用沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓。工件上的孔為大小相同的對(duì)稱(chēng)的小孔,可以進(jìn)行同時(shí)沖孔。四確定
8、模具結(jié)構(gòu)形式(一)模具類(lèi)型的確定 由沖壓工藝分析可知,選用級(jí)進(jìn)沖壓,所以模具類(lèi)型為級(jí)進(jìn)模。(二)導(dǎo)向方式確定 為了提高模具壽命和工件治療,方便安裝調(diào)整,該級(jí)進(jìn)模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。(三)定位方式的選擇 零件尺寸較小,厚度較小,保證孔的精度及較好的定位,宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向,導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正,為了提高材料利用率采用始用擋料銷(xiāo)和固定擋料銷(xiāo)(四)卸料,出件方式的選擇因?yàn)楣ぜ虾?.8mm,相對(duì)較薄,卸料力也比較小,故可采用彈性卸料。又因?yàn)槭羌?jí)進(jìn)模生產(chǎn),所以采用下出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。五沖壓工藝設(shè)計(jì)計(jì)算(一)排樣 零件外廓尺寸為,考慮到操作方便和保證制件精度,決定采用單排有廢料排樣。1) 條料寬度
9、的計(jì)算和步距的確定 由于搭邊值對(duì)沖裁工藝有著很大的影響,它能夠補(bǔ)償條料送進(jìn)時(shí)的下料誤差和定位誤差,可以保證調(diào)料的剛性,還可以避免沖裁時(shí)毛刺掉入模具間隙,從而提高了模具的使用壽命。 查課本可以確定它的搭邊值,根據(jù)厚度兩工件剪按矩形取搭邊值,而側(cè)邊則按圓形取其搭邊值a=1.22) 步距,連續(xù)模的步距 3) 條料寬度 查表4-19,條料寬度偏差 所以該沖裁件采用的是有側(cè)壓裝置,條料寬度B如下 4) 排樣方式保證在最低的材料清耗和勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下,使沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,壽命長(zhǎng),采用少、無(wú)廢料的直排,如下圖5) 材料的利用率 (二)沖裁力的計(jì)算1) 沖壓力 由公式4-18得 查表2-3,得 2) 卸料力 查
10、表4-22,得 所以,3) 推件力 查表4-22,得 所以,4) 頂件力 查表4-22,得 所以,5) 壓力機(jī)標(biāo)稱(chēng)壓力的確定 采用的卸、出料方式 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖模時(shí) 采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖模時(shí) 采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖模時(shí) 我們采用第一種,則 所以 查表得壓力機(jī)型號(hào)為“開(kāi)式雙柱可傾式壓力機(jī)” 選擇JC23-35,其標(biāo)稱(chēng)壓力為350KN6) 壓力中心 由于沖裁件圖可知,該零件為對(duì)稱(chēng)件,故其壓力中心為零件中心。壓力中心如圖(三)確定凸凹模間隙值 間隙對(duì)沖裁過(guò)程有很大影響,對(duì)沖裁件起決定性作用。 查表得 如果不考慮其他因素,間隙越小越好,沖出來(lái)的零件質(zhì)量越好,對(duì)于
11、該零件來(lái)說(shuō),邊緣質(zhì)量要求不高,孔的質(zhì)量高 所以間隙Z=0.080(四)確定凸凹模刃口尺寸及公差 為了制造方便,制造成本低,調(diào)整方便,檢查方便,裝配方便,則選擇配合制來(lái)制造磨具。 1) 沖孔時(shí),沖孔以凸模為基準(zhǔn)配做 因此在計(jì)算的時(shí)候要考慮三種情況的磨損,磨損后變大的尺寸,凹模磨損后變小的尺寸,凸模磨損后尺寸不變。 刃口尺寸計(jì)算公式: 查表4-14 X=1, 2) 落料時(shí),落料以凹模為基準(zhǔn)配凸模 凹模的磨損后刃口尺寸變化有增大,減小和不變,因此落料時(shí)凹模磨損后所有尺寸變化大。 刃口尺寸計(jì)算公式 凹模磨損后變化的尺寸有這些,因?yàn)闆](méi)有公差,所以基本尺寸一樣的(五)模具閉合高度 在前面的設(shè)計(jì)中,已經(jīng)選擇
12、了設(shè)備,因此,必須使模具的閉合高度介于壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間,這樣才能把模具裝到設(shè)備上滿(mǎn)足下公式 查表4-5得 六沖裁模具主要零部件的設(shè)計(jì)與選用(一)工作零件 1.凸模(1)凸模的形式和固定方式 由沖壓件可知,凸模應(yīng)為圓形凸模,而為了保證強(qiáng)度,剛度及便于加工與裝配,圓形凸模常做成圓滑過(guò)渡的階梯形,具體選擇見(jiàn)書(shū)圖4-52中a型固定方式為臺(tái)肩固定(2)凸模長(zhǎng)度計(jì)算 此沖壓件采用彈性卸料,凸模長(zhǎng)度可按下式計(jì)算,件書(shū) 式子4-34 (3)凸模的強(qiáng)度與剛度校核 一般情況下,凸模的強(qiáng)度和剛度是足夠的,沒(méi)有必要進(jìn)行校核 校核公式查表,4-26 因選用無(wú)導(dǎo)向,圓形,所以公式為 所以凸模允許的最
13、大自由長(zhǎng)度尺寸為3.5mm2凹模 (1)凹模的外形結(jié)構(gòu)與固定方法 由沖壓件可知,凹模應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)圓凹模 由書(shū)圖4-57可知,可選a型圓凹模此圓凹模尺寸不大,一般通過(guò)配合關(guān)系壓入凹模固定板,再通過(guò)螺釘,銷(xiāo)釘緊固(2)凹模刃口尺寸的結(jié)構(gòu)形式 沖裁凹模刃口形式有直筒形和錐形兩種,選用根據(jù)沖壓件決定,因?yàn)榇藳_壓件的形狀簡(jiǎn)單且精度要求不高,所以應(yīng)該選用錐形刃口的5 因?yàn)闆_壓件厚度t=0.8mm,所以 (3)凹模輪廓尺寸的確定 凹模輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸,及輪廓尺寸H,從凹模刃口至凹模外緣的最短距離稱(chēng)為凹模的壁厚C,此沖壓件為簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)形狀刃口的凹模,由于壓力中心及刃口的對(duì)稱(chēng)中心,所以凹模的平面尺寸即可沿
14、刃口型孔向四周擴(kuò)大的一個(gè)凹模壁厚來(lái)確定。 整體式凹模板的厚度可按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 (二)定位零件 因?yàn)樵摿慵某叽巛^小,厚度較薄,為了保證孔的精度及較好的定位,宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向、導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正、為了提高材料的利用率,采用固定擋料銷(xiāo)。 為了使條料沿到料板順利通過(guò),兩導(dǎo)料板之間距離應(yīng)略大于條料最大寬度,導(dǎo)料板厚度H取決于擋料方式和板料厚度,以便于送料為原則。 導(dǎo)料板厚度見(jiàn)表4-32 因?yàn)椴牧虾穸萾=0.8 由此擋料銷(xiāo)高度h=3 導(dǎo)料板厚度H=68(三)卸料與出件裝置卸料裝置 由前面可知,所選用的卸料方式為彈性卸料裝置 查看常用的彈性卸料裝置結(jié)構(gòu)形式圖4-75,選用b型用導(dǎo)料板導(dǎo)向,卸料板凸臺(tái)部分的高度
15、 卸料螺釘一般采用標(biāo)準(zhǔn)的階梯螺釘,因?yàn)樾读习鍨榫匦?,所以選用四個(gè)。(四)模柄選擇模柄的作用是把上模固定在壓力機(jī)滑塊上,同時(shí)使用模具中心通過(guò)滑塊的壓力中心。模柄形式很多,這里選用壓入式模柄。結(jié)構(gòu)如圖:(五)導(dǎo)向零件 (1)導(dǎo)柱 選用標(biāo)準(zhǔn)A型導(dǎo)柱,結(jié)構(gòu)如圖: (2)導(dǎo)套 選用標(biāo)準(zhǔn)A型導(dǎo)套,結(jié)構(gòu)如圖:(六)緊固件 緊固件主要是螺釘和銷(xiāo)釘,螺釘起緊固作用,銷(xiāo)釘起定位作用,沖模中廣泛使用內(nèi)六角螺釘。七 模具使用及維護(hù)說(shuō)明書(shū)(一)模具安裝安裝前,檢查壓力機(jī)上的上下模具安裝表面的清潔干凈,并檢查在有無(wú)在修磨模具后遺留物防止阻礙準(zhǔn)確安裝和意外事故。安裝時(shí),根據(jù)模具閉合高度調(diào)整壓力機(jī)滑塊的高度,使滑塊在下止點(diǎn)式
16、其底面與工作臺(tái)之間規(guī)定位置,將滑塊再停于下止點(diǎn),然后調(diào)節(jié)滑塊的高度,使其模柄進(jìn)入模柄孔,并通過(guò)滑塊上的壓塊與螺釘將模柄固定。安裝完后,將壓力機(jī)滑塊上調(diào)35mm,開(kāi)動(dòng)壓力機(jī),空行程12次將滑塊停于下止點(diǎn),固定下模座,在進(jìn)行試沖,逐步調(diào)整滑塊所需的高度。將壓力機(jī)上的卸料板調(diào)到需要的位置。(二)模具的維護(hù)1. 確定模具導(dǎo)料部分無(wú)雜物。2. 打開(kāi)壓力機(jī),空合模數(shù)次,保證正確運(yùn)動(dòng)和定位。3. 模具使用時(shí)應(yīng)該經(jīng)常檢查模具的工作臺(tái)面和工作刃口,清理材料的積瘤,排除災(zāi)不正確使用過(guò)程中的廢料,以免廢料漲模,導(dǎo)致模具破裂。4. 按設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中所選的壓力機(jī)安裝模具在工作臺(tái)面上,并正確安裝模具,保證模具中心與壓力機(jī)中
17、心重合。5. 請(qǐng)客戶(hù)嚴(yán)格按照上述程序使用模具,嚴(yán)禁人體或異物在模具工作區(qū)間內(nèi),否則會(huì)造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損傷。6. 存放前清潔模具 ,并要涂油后方可合模存放。7. 模具應(yīng)放在方木上,并保證擺放不傾斜,以保證導(dǎo)柱導(dǎo)套正確配合。8. 建議客戶(hù)每生產(chǎn)30005000件后,按以上保養(yǎng)方法保養(yǎng)模具一次,以便延長(zhǎng)模具壽命。9. 打開(kāi)模具確認(rèn)模具型面無(wú)雜物,確定導(dǎo)料銷(xiāo)、擋料銷(xiāo)的位置正確。后語(yǔ)參考文獻(xiàn)【1】徐政坤.沖壓模具及設(shè)備.第一版.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2009.03【2】中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典PDF文件格式.網(wǎng)上下載【3】許發(fā)樾.使用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè).第2版.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2005.10【4】王孝培.沖壓手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1990【5】徐政坤.沖壓模具及設(shè)備.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2005【6】東北工學(xué)院編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).第2版(上中國(guó))【7】冷沖壓.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)【8】機(jī)械制圖.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)【9】公差與配合.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)【10】形狀和位置公差.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)