罩圈沖壓工藝及復(fù)合模模具設(shè)計(jì)
罩圈沖壓工藝及復(fù)合模模具設(shè)計(jì),沖壓,工藝,復(fù)合,模具設(shè)計(jì)
摘要為了實(shí)現(xiàn)罩圈的自動(dòng)化生產(chǎn)加工，本文設(shè)計(jì)了一種基于復(fù)合模的沖壓工藝和模具方案，該復(fù)合模實(shí)現(xiàn)了對(duì)罩圈的落料、拉深、沖孔和翻邊工序，是符合實(shí)際生產(chǎn)加工的沖壓方法。對(duì)于其他同罩圈的尺寸、材料和形狀類似的工件，通過具體分析計(jì)算后，也可以將此模具設(shè)計(jì)方法作為參考，為工廠實(shí)際生產(chǎn)工件和現(xiàn)代模具行業(yè)的發(fā)展作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。首先，對(duì)罩圈進(jìn)行了工藝分析，從罩圈的材料和結(jié)構(gòu)方面入手分析確定了復(fù)合模沖壓方案，復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，壽命長(zhǎng)，并且操作方便、安全可靠，能夠沖裁出符合質(zhì)量要求的工件。其次，設(shè)計(jì)了模具的結(jié)構(gòu)零部件，包括自動(dòng)送料送料機(jī)構(gòu)、定位方式、彈性卸料板卸料方式、模架以及模具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)導(dǎo)柱導(dǎo)套等結(jié)構(gòu)零件。再次，對(duì)模具工藝參數(shù)做了詳細(xì)分析與計(jì)算，包括工件的排樣方式、步距、條料寬度、材料利用率和沖壓力，最終確定了沖壓機(jī)型號(hào)和沖壓機(jī)參數(shù)。最后，設(shè)計(jì)了模具的主要成型零部件，包括沖凸模、凹模和凸凹模的結(jié)構(gòu)，計(jì)算了凸凹模刃口尺寸。在此過程中充分考慮到加工精度、加工成本和加工效率，此模具結(jié)構(gòu)不但能省料，材料利用率高，而且導(dǎo)向精度也比較高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，降低人工生產(chǎn)成本，符合工件實(shí)際生產(chǎn)的總體需求。 另外，將二維制圖軟件AutoCAD應(yīng)用在此模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，輔助罩圈沖壓模具設(shè)計(jì)，包括沖壓模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。AutoCAD制圖的輔助節(jié)省了時(shí)間，部件尺寸更精準(zhǔn)，大大提高了模具設(shè)計(jì)效率。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: 沖壓工藝；模具設(shè)計(jì)；罩圈；AutoCAD 制圖AbstractIn order to realize the automatic production and processing of the cover ring, this paper designs a stamping process and die scheme based on the compound die, which realizes the blanking, drawing, punching and flanging processes of the cover ring. For other workpieces of similar size, material and shape of the same cover ring, after specific analysis and calculation, this mold design method can also be used as a reference for the factorys actual production of workpieces and the development of modern mold industry has made its due contribution.First of all, the process analysis of the cover ring, from the material and structure of the cover ring to determine the composite die stamping program, composite die structure is simple, low cost, long life, and easy to operate, safe and reliable, can punch out the workpiece in line with the quality requirements. Secondly, the design of mold structural parts, including automatic feeding feeding mechanism, positioning mode, elastic unloading plate unloading mode, mold frame and mold guide structure guide column guide sleeve and other structural parts. Thirdly, the mold process parameters are analyzed and calculated in detail, including the workpiece layout, step, strip width, material utilization rate and punching pressure, and finally determine the stamping machine model and stamping machine parameters. Finally,the full consideration of processing accuracy, processing cost and processing efficiency, the mold structure can not only save material, material utilization rate is high, but also the guide precision is relatively high, easy to achieve automation, reduce the labor production cost, in line with the overall demand of the actual production of the workpiece.In addition, the 2d drawing software AutoCAD is applied to the die structure design, and the stamping die design of the cover ring is assisted, including the overall structure design of the stamping die. The assistance of AutoCAD saves time and the size of parts is more accurate, which greatly improves the efficiency of mold design. Key words: stamping process;mould design;Shield ring;AutoCAD drawing目目 錄錄1 1 前言前言 .31.1 課題的目的及意義.31.2 沖壓模具國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.41.3 本文的主要內(nèi)容.62 2 罩圈零件工藝性分析罩圈零件工藝性分析 .72.1 零件材料分析.72.2 零件結(jié)構(gòu)分析.73 3 沖壓模具方案沖壓模具方案 .94 4 模具結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) .114.1 送料方式、定位方式的確定.114.2 推件方式的確定.114.3 模架的確定.115 5 模具工藝參數(shù)的確定模具工藝參數(shù)的確定 .145.1 排樣方式的確定.145.1.1 搭邊值與步距的確定.155.1.2 條料寬度的確定.155.1.3 材料利用率.165.2 沖壓力的計(jì)算.165.2.1 沖裁力的計(jì)算.165.2.2 拉深力的計(jì)算.175.2.3 卸料力與推件力的計(jì)算.175.2.4 總沖壓力的計(jì)算.176 6 成形零件工作尺寸計(jì)算成形零件工作尺寸計(jì)算 .186.1 凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸概述.186.2 凸凹模刃口尺寸的確定.196.3 拉深零件工作尺寸的計(jì)算.216.3.1 拉深凸凹模圓角半徑.216.3.2 拉深凸模和凹模單邊間隙 Z.216.3.3 拉深凸、凹模工作部分尺寸及公差.217 7 沖壓設(shè)備的校核與選定沖壓設(shè)備的校核與選定 .227.1 壓力機(jī)型號(hào)及參數(shù)確定.227.2 沖壓設(shè)備的校核.238 8 小結(jié)小結(jié) .24致謝致謝.26參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).27第 3 頁(yè) 共 30 頁(yè)1 1 前言前言1.11.1 課題的目的及意義課題的目的及意義模具加工制造在工業(yè)制造業(yè)中占有極其重要的地位，其分類也多種多樣，主要分為兩大類，一種是五金模具，另一種是塑料模具。在機(jī)械制品、電子產(chǎn)品、工藝品以及日常生活用品中，經(jīng)五金沖壓模具加工而成的工件隨處可見，處鍛壓、鑄造方法加工的制品外，幾乎 95%以上的金屬件由沖壓模具加工制作而成。常見的沖壓金屬制品有門窗合頁(yè)、不銹鋼飯盒、不銹鋼水杯、飲料易拉罐、芯片、餐盤、油箱等小型沖壓件，也有汽車外殼、風(fēng)機(jī)葉片、計(jì)算機(jī)主機(jī)外殼、汽車底盤等中大型沖壓件。五金模具是利用機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)油壓機(jī)或其他壓力設(shè)備將金屬原材料壓制成特定尺寸和形狀，沖壓模具、壓鑄模具和鍛壓模具等都屬于五金模具，而沖壓模具是制作五金模具制品的主要加工方法。1一般有兩種加工方法，其中一種是在室溫條件中對(duì)板料或條料施加一定的壓力，使板料或條料切斷或發(fā)生變形，從而獲取所需形狀的零件，是冷沖壓的加工方法。2另一種方法是首先將沖壓板料或條料加熱，然后再對(duì)材料施加壓力，同樣產(chǎn)生分離或是塑性變形而獲得特定形狀零件，是沖壓的熱加工方法。由于冷沖壓的加工方法不需要對(duì)材料加熱，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求不高，所以成本更低、效率更高，是現(xiàn)代化加工中更為常用的加工方法。其生產(chǎn)效率高，材料利用率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。3另外，注塑工藝產(chǎn)生的廢料極少，便于組織生產(chǎn)，大批量生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)品成本低。塑料模具是利用注塑機(jī)，將熔融的塑料體注入到模具中，經(jīng)冷卻成型。與五金模具生產(chǎn)加工相比，雖然塑料模具的設(shè)備要求較高，但是原材料成本更低，在產(chǎn)品需求和尺寸精度允許的情況下，可以將部分五金產(chǎn)品用塑料產(chǎn)品代替，以大大降低生產(chǎn)成本。塑料模具的種類繁多，常見的種類有塑料注塑模（也稱之為注射模）、塑料壓塑模、塑料擠出模，其他種類還有塑料吹塑模、塑料吸塑模等等。其中使用最為廣泛的類型是塑料注塑模，對(duì)于員工來說，注塑工藝操作更為簡(jiǎn)單，只需設(shè)置好注塑工藝的相關(guān)參數(shù)，一定時(shí)間內(nèi)完成加熱、成型、保壓、冷卻、出件的工序。兩類模具在工業(yè)制造中均應(yīng)用廣泛，但是五金模具尤其是沖壓模具在工件精度和生產(chǎn)效率方面都有不可替代的作用。第 4 頁(yè) 共 30 頁(yè)1.21.2 沖壓模具國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀沖壓模具國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀沖壓模具作為一種五金制品的有效加工方法，對(duì)獲得高質(zhì)量高精度的產(chǎn)品以及提高生產(chǎn)效率具有極其重要的意義，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者、科研者、企業(yè)家等各界人士的重視與研究，近年來很多國(guó)家都對(duì)沖壓模具技術(shù)的提高產(chǎn)生了極大的興趣，并對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)過程中以及沖壓生產(chǎn)過程中遇到問題進(jìn)行研究，在這一領(lǐng)域做出了重大貢獻(xiàn)。日本、美國(guó)、德國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家的模具加工制造技術(shù)比較先進(jìn)，能夠制造高精度、大尺寸、大噸位和高質(zhì)量的模具，并且模具技術(shù)已經(jīng)形成標(biāo)準(zhǔn)，處于世界領(lǐng)先地位。比如 A and C Mold Company Inc.，AC 模具公司由安德魯門達(dá)拉創(chuàng)立，一直是業(yè)界的頂峰。他們最先進(jìn)的設(shè)施位于伊利諾伊州的圣查爾斯市，這使得它不僅可以輕易地超越芝加哥地區(qū)，而且還可以超越整個(gè)中西部地區(qū)。 AC 模具致力于確保每一件產(chǎn)品的質(zhì)量，無論是簡(jiǎn)單的模具還是一系列復(fù)雜的模具，AC 模具都致力于卓越、優(yōu)質(zhì)和穩(wěn)定。其公司的DMG HSC105 線性精密加工設(shè)備為全五軸加工，夾緊區(qū)域 37.4。AC 模具工廠有各種各樣的設(shè)計(jì)來處理任何項(xiàng)目，擁有跨越不同行業(yè)的客戶群，能夠應(yīng)對(duì)每個(gè)客戶所面臨的各種挑戰(zhàn)，并創(chuàng)建設(shè)計(jì)出一款適合他們需求的模具，AC 模具公司具有完成任何項(xiàng)目的技術(shù)和能力；Abbott tool and die lnc.公司也是國(guó)外知名企業(yè)，雅培模具公司始于 1987 年，位于圣路易斯地鐵區(qū)的中心位置，提供專業(yè)的模具制造、設(shè)計(jì)和制造服務(wù)，專門從事汽車、電器、航空航天和 ATV 行業(yè)，在模具制造行業(yè)擁有超過 35 年的經(jīng)驗(yàn)，員工接受過最新設(shè)備、程序和技術(shù)方面的培訓(xùn)。在加工制造方面，使用 75 噸到 600 噸不等的壓力機(jī)，不斷調(diào)試沖壓，從漸進(jìn)式，轉(zhuǎn)移和手動(dòng)加載模具，已經(jīng)在業(yè)界加工一些最復(fù)雜的工件，能夠進(jìn)行 CNC 加工、CNC 銑削、夾具鉆孔、電火花線切割、表面研磨和熱處理及多個(gè) CNC 加工中心，不僅能提供高精度和高效率的性能，還能夠使用最先進(jìn)的CAM/CAD 軟件進(jìn)行實(shí)體模型編程來加工大于 50* 20的工件。多臺(tái)電火花加工機(jī)能夠快速地加工零件，并且精度高，最大的設(shè)備可以加工高達(dá) 16.5 英寸的零件。在質(zhì)量方面，雅培工具與模具公司獲得了 ISO 9001:2015 認(rèn)證，正在努力獲得 IATF 16949:2016 認(rèn)證。利用最佳實(shí)踐、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)建立高質(zhì)量的工具，有能力在將模具運(yùn)送到客戶手中之前測(cè)試和消除缺陷，以確保生產(chǎn)的模具符合第 5 頁(yè) 共 30 頁(yè)規(guī)范與需求。在設(shè)計(jì)方面，其工具設(shè)計(jì)工程師使用最新的軟件來設(shè)計(jì)模具，solidworks、visi、autocad 和 autodesk 均受支持，使用客戶的 CAD 文件創(chuàng)建一個(gè)條帶布局，以客戶為中心，重視整個(gè)流程中客戶的參與、反饋和批準(zhǔn)。具有代表性的還有 Abbottstown Industries Inc.，Abbottstown 工業(yè)公司成立于 1973 年，是一家工具和模具廠，是美國(guó)東部最大的定制生產(chǎn)加工和機(jī)械制造廠家之一，它利用設(shè)計(jì)軟件 CAD、3D SolidWorks 完成要求的生產(chǎn)項(xiàng)目、夾具、模具、夾具或高速生產(chǎn)機(jī)械，其產(chǎn)品應(yīng)用行業(yè)廣泛，如醫(yī)療、工業(yè)、機(jī)械加工、建筑、食品、材料運(yùn)輸和運(yùn)輸?shù)鹊?。ABM Tool & Die Inc.的壓力機(jī)可滿足大多數(shù)沖壓要求，范圍從 120 噸到 800 噸，配備齊全的現(xiàn)代化加工車間，A.B.M.制造從復(fù)雜級(jí)進(jìn)模到全自動(dòng)轉(zhuǎn)移模的所有產(chǎn)品，在沖床上模具使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)方便，為模具設(shè)計(jì)和工藝制造技術(shù)提供有價(jià)值的貢獻(xiàn)。另外還有 A&O Mold&Engineering Inc.、Acme Carbide Die Inc.、Express Tool and Die Co.等等模具加工公司，從設(shè)計(jì)到制造再到成品，從機(jī)械加工能力、工程設(shè)計(jì)質(zhì)量體系到成本節(jié)約方案，都能體現(xiàn)模具工藝及加工技術(shù)的高端。前面內(nèi)容都是國(guó)外沖壓模具技術(shù)發(fā)展的體現(xiàn)。目前，大量國(guó)外進(jìn)口的高精尖模具在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上仍占?jí)艛嗟匚?。通過近幾年的發(fā)展，無論是在噸位方面、在精度和粗糙度方面，還是在尺寸方面，我國(guó)沖壓模具水平有了很大提高，能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量高精度大尺寸的五金制品，目前我國(guó)沖壓模的設(shè)計(jì)與制造能力已經(jīng)有較高水平，并不斷向國(guó)際領(lǐng)先模具技術(shù)水平靠攏。像國(guó)內(nèi)的知名企業(yè)如海爾、聯(lián)想和富士康都有自己的模具加工廠，模具加工公司較多的地區(qū)有廣州、浙江、上海、江蘇、重慶、安徽等，江浙一帶以及珠江三角洲一帶是許多企業(yè)進(jìn)行沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的集中區(qū)域，沖壓模具無論在數(shù)量、質(zhì)量方面還是在技術(shù)和生產(chǎn)方面都有明顯的進(jìn)步和發(fā)展，但是與部分發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍存在著差距，部分大型模具、高精密模具以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具仍然需要進(jìn)口，比如高檔轎車和大中型汽車的覆蓋件模具，所以，我們更應(yīng)該快速發(fā)展模具設(shè)計(jì)與模具制造的發(fā)展水平，通過不斷提高設(shè)計(jì)能力和制造能力縮短與世界的差距。目前這些沖壓模具加工的前沿技術(shù)與領(lǐng)先方法都有自己的優(yōu)勢(shì)，也存在一些缺點(diǎn)。如何從設(shè)計(jì)方法與處理算法幾方面結(jié)合它們的優(yōu)勢(shì)，避免其中存在的弱點(diǎn)與缺陷，完成符合實(shí)際生產(chǎn)加工的 L 型墊板沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)是本課題研究的核第 6 頁(yè) 共 30 頁(yè)心目的。1.31.3 本文的主要內(nèi)容本文的主要內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的主要任務(wù)是罩圈的落料、拉深、沖孔和翻邊復(fù)合模的設(shè)計(jì)。在模具設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，首先對(duì)模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行零部件的設(shè)計(jì)，并運(yùn)用二維軟件 AutoCAD 繪制了工程圖，分析結(jié)構(gòu)的合理性與可行性，若模具結(jié)構(gòu)不合理則需要不斷重新修改 L 型墊板沖壓方案，直至沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)合理可靠。整個(gè)研究課題完成了以下幾個(gè)內(nèi)容：第一，對(duì)罩圈進(jìn)行工件工藝性分析，包括工件材料分析和零件分析；第二，確定罩圈的復(fù)合模的沖壓工藝方案，設(shè)計(jì)復(fù)合模結(jié)構(gòu)零部件形狀和尺寸，包括模架的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)、頂件塊的結(jié)構(gòu)、送料及定位方式等；第三，確定了罩圈沖壓排樣方式，并計(jì)算了相關(guān)工藝參數(shù)包括搭邊值、步距、條料寬度、材料利用率。計(jì)算了沖裁力、卸料力、推件力和總沖壓力，確定了壓力機(jī)型號(hào)和參數(shù)；4第四，設(shè)計(jì)了沖壓模具的主要零部件凸模和凹模的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了凸凹模刃口尺寸計(jì)算；第五，運(yùn)用 AutoCAD 軟件設(shè)計(jì)了罩圈沖壓模具的總體結(jié)構(gòu)和尺寸、凸凹模零件的結(jié)構(gòu)和尺寸。第 7 頁(yè) 共 30 頁(yè)2 2 罩圈零件工藝性分析罩圈零件工藝性分析圖 2.1 L 型墊板結(jié)構(gòu)尺寸示意圖 從圖 2.1 罩圈的結(jié)構(gòu)尺寸示意圖可以看出，其材料為 Q235，是厚度為 1mm的板材，以下將從材料和結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面對(duì)工件進(jìn)行分析，來說明其加工工藝性能。2.12.1 零件材料分析零件材料分析課題的工件罩圈的材料為 Q235A，是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其屈服強(qiáng)度為235MPa，也通常稱它為 A3 鋼，用途非常廣泛，通常作為支撐板、加強(qiáng)筋、槽鋼、工字鋼或其他各種型材，在機(jī)械制品加工中用量非常大，市面上銷售也非常普遍，容易購(gòu)買，價(jià)格適中。Q235 按照各種成分含量的不同被分為A、B、C、D 四個(gè)等級(jí)，其密度為 7.85g/cm3，泊松比為0.25-0.33，抗拉強(qiáng)度為 370-500MPa，罩圈的材料具有良好的物理性能和化學(xué)性能，物理性能方面能夠塑性好、耐磨，在化學(xué)性能方面，具有耐酸、耐堿和抗腐蝕性能，所以材料為 Q235A 的罩圈具有良好的冷加工成型性能和焊接性能，能夠進(jìn)行冷沖壓加工。2.22.2 零件結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)分析分析以下將從工件的尺寸及精度、表面粗糙度、形狀和厚度幾個(gè)方面進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)性分析。在工件尺寸及精度方面，罩圈最大直徑為 100mm，最大高度16mm，厚度為 1mm，中心有一個(gè)直徑 60mm 的翻邊孔，兩個(gè)圓孔及外形尺寸均沒有標(biāo)注公差。所以，工件的尺寸精度要求不高，對(duì)工件成型工藝與沖壓模第 8 頁(yè) 共 30 頁(yè)具的加工精度要求不高；在工件表面粗糙度方面，對(duì)于五金制品，其表面粗糙度除主要取決于自身的材料，還與沖壓模具凸模與凹模的表面粗糙度有關(guān)，即凸凹模的表面粗糙度越大，工件的表面粗糙度越高，凸凹模表面粗糙度越小，工件的表面粗糙度也隨之越低；在工件形狀方面，分析該沖壓制品沒有尖銳的棱角，內(nèi)應(yīng)力小，并且沒有寬度較小的突出的凸臂懸梁或凹槽，外形結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。按照沖裁原則，沖裁件沖孔孔徑不應(yīng)過小，圓孔直徑應(yīng)大于板材厚度的1.3-2 倍，翻邊孔直徑為 60mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的極限值；在工件厚度方面，為了減小內(nèi)應(yīng)力應(yīng)使工件壁厚均勻一致，從工件圖上可以看出罩圈厚度為 1mm 且薄厚比較均勻。按照沖裁原則，沖裁件的孔邊與輪廓之間的距離不應(yīng)過小，孔與孔之間的距離也不應(yīng)過小，其距離應(yīng)大于等于厚度值，所以罩圈符合沖裁要求。5零件的工藝性分析是指零件在滿足使用要求的前提下，加工零件的可行性分析與經(jīng)濟(jì)性分析。對(duì)于沖壓制品來說，能將零件以最合理最經(jīng)濟(jì)的方法加工出來即能說明零件加工的可行性，在保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的前提下，有效降低生產(chǎn)成本即能說明零件加工的經(jīng)濟(jì)性。6所以無論是從零件的材料、尺寸精度、表面粗糙度還是零件的形狀和厚度分析，都符合沖裁的基本要求，滿足零件加工的可行性與經(jīng)濟(jì)性，能夠進(jìn)行冷沖壓加工。第 9 頁(yè) 共 30 頁(yè)3 沖壓模具方案沖壓工藝按變形性質(zhì)不同可分為三大類，分離工序、成形工序和復(fù)合工序。常見的分離工序有切邊、落料和沖孔，它是將板材在模具的壓力下產(chǎn)生材料的分離，獲得方孔、圓孔或是其他特定形狀的工件；常見的成形工序有翻邊、拉伸和彎曲等等，它是將板材在模具的壓力下產(chǎn)生材料的塑性變形，同樣獲得我們所需要的特定尺寸和形狀的工件；復(fù)合工序則是為了進(jìn)一步提高沖壓生產(chǎn)效率，將兩個(gè)或兩個(gè)以上的基本工序合并為一個(gè)工序，稱為復(fù)合工序，如沖孔和落料兩個(gè)工序合并為一個(gè)。沖壓模按工序組合程度可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模，還可以按沖壓工藝性質(zhì)分為沖裁模、彎曲模、拉伸模和成形模。7雖然工廠的設(shè)備條件和加工條件影響產(chǎn)品的質(zhì)量，但是罩圈沖壓工藝和沖壓模具方案的合理與否亦是影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的主要因素，所以這是整個(gè)課題的關(guān)鍵內(nèi)容之一。罩圈可分為沖孔和落料兩個(gè)工序來完成，以落料工序來加工工件外部輪廓，以沖孔工序來加工工件內(nèi)部?jī)蓚€(gè)圓孔。根據(jù)沖壓模的分類及加工特點(diǎn)有以下三個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)方案。方案一：采用單工序模加工，單工序模在一次沖壓行程中，只能完成一個(gè)沖壓工序，在一個(gè)工序加工完成后，只能采用人工或是機(jī)械手將制件取出來，然后移入下一工序進(jìn)行沖孔，對(duì)于本文的工件罩圈來說，首先要經(jīng)過落料工序，然后通過一定的方式移入下一個(gè)工序進(jìn)行拉深，兩個(gè)工序分開制作，然后進(jìn)行沖孔和方便。所以單工序模加工罩圈需要落料、拉深、沖孔和翻邊四副模具，雖然這四副模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、制作簡(jiǎn)單、維修方便，適合形狀簡(jiǎn)單的工件，尺寸不受限制，但是模具結(jié)構(gòu)數(shù)量增加，來回更換模具不但操作困難，使用不便，產(chǎn)品的報(bào)廢率相應(yīng)增加，生產(chǎn)過程中費(fèi)力費(fèi)時(shí)，增加時(shí)間成本和人工成本。而且導(dǎo)致工件的精度難以保證，適合低精度 IT14 級(jí)以下的工件加工。方案二：采用復(fù)合模加工，復(fù)合模是在一次行程中，在沖模的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上的工序。對(duì)于本文的工件罩圈來說，在同一個(gè)位置完成工件中的落料、拉深、沖孔和翻邊四個(gè)工序。雖然復(fù)合模比單工序模模具零部件加工較困難，成本稍高，但是相對(duì)于其他冷沖壓模具來說，工件的同軸度較好，尺寸精度較高，對(duì)稱度位置精度高，表面平直。生產(chǎn)效率大大提高，且第 10 頁(yè) 共 30 頁(yè)不受板材外形尺寸的精度限制，適合中高級(jí)精度 IT8-10 級(jí)的工件加工。方案三：采用級(jí)進(jìn)模加工，級(jí)進(jìn)模是在一個(gè)沖壓行程中，在多個(gè)位置完成多個(gè)工序，一個(gè)位置只能加工一個(gè)工序，級(jí)進(jìn)模也稱作連續(xù)模。對(duì)于本文的工件罩圈來說，一個(gè)位置用以加工落料，一個(gè)位置用以加工拉深，一個(gè)位置用以加工沖孔，一個(gè)位置用以加工翻邊，四個(gè)位置同時(shí)完成四個(gè)工序。其加工效率高，但是模具的凸、凹模用料多，增加了生產(chǎn)成本，通常用在形狀尺寸復(fù)雜的工件的加工。此零件主要具有落料、拉深、沖孔和翻邊四個(gè)工序，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不復(fù)雜，由于復(fù)合模能在一副模具內(nèi)完成包括落料、沖孔等多道工序，通過三個(gè)方案的詳細(xì)對(duì)比和分析，沒必要采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的級(jí)進(jìn)模，相對(duì)于單工序模和級(jí)進(jìn)模，使用復(fù)合模具的方案比較合理，采用復(fù)合模沖壓工序加工罩圈，所以方案二更為合理。第 11 頁(yè) 共 30 頁(yè)4 4 模具結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)4.14.1 送料方式、定位方式的確定送料方式、定位方式的確定送料機(jī)構(gòu)的選擇關(guān)系著生產(chǎn)效率的高低與產(chǎn)品質(zhì)量的高低，為了降低人工成本和時(shí)間成本，L 型墊板沖壓模具采用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，大大提高了生產(chǎn)效率。8定位方式采用導(dǎo)料板，當(dāng)板材的一端送入自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)后，導(dǎo)料板將自動(dòng)將板材導(dǎo)正，自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)和導(dǎo)料板一同對(duì)板材起到輸送、定位和壓緊的作用，使沖壓工序連續(xù)順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工。4.24.2 推件方式的推件方式的確定確定由于工件尺寸較大，模具結(jié)構(gòu)除使用常用的卸料機(jī)構(gòu)彈性卸料板外，還設(shè)置了推板和推桿，將產(chǎn)品推離模具，更有利于產(chǎn)品從模具上跌落，如圖 4.1 所示。圖 4.1 罩圈沖壓模具中的推件機(jī)構(gòu)4.34.3 模架的模架的確定確定第一種模架是滑動(dòng)導(dǎo)向?qū)菍?dǎo)柱模架。9此導(dǎo)向方式有兩個(gè)導(dǎo)柱作為導(dǎo)向，且兩個(gè)導(dǎo)柱成中心對(duì)稱，在對(duì)角線的兩個(gè)角上。其前后左右都可以送料，而且導(dǎo)向平穩(wěn)不歪斜，常用在落料模、復(fù)合模以及級(jí)進(jìn)模中，工作速度較快的壓力機(jī)常選用對(duì)角導(dǎo)柱模架，對(duì)角導(dǎo)柱模架不如其他兩種模架的導(dǎo)向精度高，前后第 12 頁(yè) 共 30 頁(yè)左右都可以進(jìn)料，由于兩個(gè)導(dǎo)柱在對(duì)角線的兩角處，所以放件、取件不方便；第二種模架是滑動(dòng)導(dǎo)向后側(cè)導(dǎo)柱模架。此導(dǎo)向方式操作空間比較大，適用于小型尺寸工件的加工制造；第三種模架是滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱模架。此導(dǎo)向方式有兩個(gè)導(dǎo)柱進(jìn)行導(dǎo)向，兩個(gè)導(dǎo)柱在對(duì)稱線上呈左右對(duì)稱，為了避免裝配模具時(shí)位置裝反，所以兩個(gè)導(dǎo)柱的長(zhǎng)度和直徑都不相同。中間導(dǎo)柱模架的導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。此導(dǎo)向方式省料，導(dǎo)向精度較高，雖不能左右進(jìn)料，但操作比較方便；第四種模架是四導(dǎo)柱模架。此導(dǎo)向方式有四個(gè)導(dǎo)柱作為導(dǎo)向，四個(gè)導(dǎo)柱分別安裝在模具四個(gè)角的位置，呈中心對(duì)稱。其導(dǎo)向精度比較高，適用于生產(chǎn)尺寸比較大、批量較大的工件。四導(dǎo)柱模架前后左右都可以進(jìn)料，取放工件不夠方便，價(jià)格稍高，但是這種模架的剛度好，導(dǎo)向精準(zhǔn)而且平穩(wěn)。10由于工件尺寸較大，需要導(dǎo)向較平穩(wěn)的模架，所以選擇四導(dǎo)柱模架，該模架導(dǎo)向平穩(wěn)且導(dǎo)向精度高，符合模具設(shè)計(jì)要求的同時(shí)符合工件實(shí)際生產(chǎn)需求。罩圈沖壓模具的四導(dǎo)柱模結(jié)構(gòu)如圖 4.2 所示。圖 4.2 罩圈沖壓模具的四導(dǎo)柱模結(jié)構(gòu)示意圖借助 AutoCAD 二維制圖軟件設(shè)計(jì)的罩圈沖壓模具總體布局如圖 4.3 所示，該復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可加工出符合質(zhì)量要求和實(shí)際生產(chǎn)需求的零件。第 13 頁(yè) 共 30 頁(yè)圖 4.3 罩圈沖壓模具總體布局結(jié)構(gòu)示意圖第 14 頁(yè) 共 30 頁(yè)5 5 模具工藝參數(shù)的確定模具工藝參數(shù)的確定5 5.1.1 排樣排樣方式的確定方式的確定沖壓件在板料或者條料上的布置方式叫做沖壓的排樣方式，常用的工件的排樣的樣式一般分為三種，有廢料排樣、少?gòu)U料排樣和無廢料排樣，以下是三種排樣方式的特點(diǎn)。第一種是有廢料的排樣，沿沖件全部外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊，因此材料利用率低，但沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)中絕大多數(shù)沖裁件都采用有廢料排樣；第二種是少?gòu)U料排樣，沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊，因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，工件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凸模帶入間隙會(huì)影響模具壽命，但材料利用率高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；第三種是無廢料排樣，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件，無任何搭邊，沖件的質(zhì)量和模具壽命更差一些。在由工件形狀決定的結(jié)構(gòu)廢料不可改變的前提下，力求減少由搭邊、沖壓形式和排樣方式?jīng)Q定的工藝廢料，13提高材料利用率，降低生產(chǎn)成本的同時(shí)保證工件質(zhì)量。14搭邊是指沖裁模排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料。搭邊能夠補(bǔ)償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。還能使條料有一定的強(qiáng)度和剛度，保證送料的順利進(jìn)行，從而提高制件質(zhì)量，沿整個(gè)封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。所以搭邊在模具排樣中非常重要，不能只追求少?gòu)U料而減小搭邊甚至去掉搭邊，再?zèng)_壓工件加工尺寸和精度允許的情況下可以合理的增加搭邊，適當(dāng)增加工件與工件之間的距離，適當(dāng)增加工件與條料邊緣的距離。因?yàn)橛袕U料排樣使沖壓加工精度高，模具磨損小，凸模凹模受力均勻，模具壽命長(zhǎng)，所以L型墊板的排樣選擇有廢料排樣。根據(jù)沖裁件在板料上的布置方式，排樣形式有直排、斜排、單列排、多列第 15 頁(yè) 共 30 頁(yè)排、對(duì)頭排等多種多樣的排列方式。因?yàn)楣ぜ獠枯喞獮閳A，左右結(jié)構(gòu)對(duì)稱，所以工件采用直排排樣方式，罩圈排樣方式如圖5.1所示。排樣緊湊，廢料少，能夠節(jié)約板料或條料，減少材料的浪費(fèi)，布置方式合理，節(jié)約生產(chǎn)成本，符合生產(chǎn)工件精度需求。圖 5.1 罩圈單列直排排樣示意圖5.1.15.1.1 搭邊值與步距的搭邊值與步距的確定確定搭邊值與材料形狀、尺寸和厚度等多因素有關(guān)，根據(jù)沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)查表確定工件的最小搭邊值為 2mm，本文確定工件與工件的搭邊值為 2mm，工件與條料邊緣的搭邊值為 2mm，符合沖壓模具設(shè)計(jì)搭邊值的基本原則。步距是在沖壓生產(chǎn)過程中，工件或條料每次進(jìn)給的距離，是生產(chǎn)完一個(gè)工件后進(jìn)行下一個(gè)沖壓生產(chǎn)時(shí)向前移動(dòng)的距離，步距是由工件尺寸的大小和搭邊值的大小來決定的，步距的大小值等于送料方向上工件輪廓尺寸的最大值與搭邊值之和，步距的計(jì)算公式如 5.1 所示。S=L+b (5.1)式中 S沖裁步距；L在送料方向上毛坯尺寸的最大值；b沿送進(jìn)方向的搭邊值。步距還可以用另外一種方式確定，尤其適用于對(duì)斜排或?qū)ε诺呐艠臃绞?，其方法是：首先在工件上任意位置選取一點(diǎn)，然后再其相鄰的工件的同一位置選取另一點(diǎn)，兩點(diǎn)之間的距離就是步距。在這里我們采用這種方法來確定罩圈的步距，其值為 123mm。第 16 頁(yè) 共 30 頁(yè)5.1.25.1.2 條料寬度的確定條料寬度的確定條料的寬度為制件的最大寬度與兩側(cè)搭邊值之和。為保證送料順利，不因料帶過寬而發(fā)生卡死現(xiàn)象，料帶的下料公差規(guī)定為負(fù)偏差。L 型墊板條料的寬度計(jì)算公式15如 5.2 所示： (5.2)05 . 005 . 002402*2236)2(）（aDB式中 B罩圈所需條料的寬度；D工件在寬度方向的尺寸；a側(cè)搭邊最小值；寬度偏差。5.1.35.1.3 材料利用率材料利用率材料利用率是指沖壓工件的面積與沖壓所需材料的面積比值（%）。罩圈條料的材料利用率計(jì)算公式5如 5.3 所示： =A/BS100% (5.3)=91.47%式中 材料利用率A一個(gè)步距內(nèi)工件的實(shí)際面積（mm2）；B條料寬度（mm）；S沖裁步距（mm）。5.25.2 沖壓力的計(jì)算沖壓力的計(jì)算5.2.15.2.1 沖裁力的計(jì)算沖裁力的計(jì)算沖裁力是指沖裁過程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)人材料的深度而變化的，通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)沖壓模具的重要依據(jù)之一。16考慮到實(shí)際生產(chǎn)中考慮各種因素對(duì)沖裁力的影響，一般會(huì)在公式中加入修正系數(shù)，修正系數(shù)一般和模具刃口的磨損鈍化有關(guān)系，其他影響因素還包括模具間隙的波動(dòng)，材料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等，17因此沖裁力應(yīng)適當(dāng)增大，在一般設(shè)計(jì)的過程中我們?nèi)?1.3，罩圈模具沖裁力計(jì)算公K式如 5.4 所示。 或 (5.4)FKLtbFLt第 17 頁(yè) 共 30 頁(yè)式中 罩圈周邊長(zhǎng)度（mm）；L 材料厚度（mm）；t 材料抗減強(qiáng)度（）；MPa 修正系數(shù)；K 材料的抗拉強(qiáng)度（），一般情況下，材料的。bMPa1.3b落料沖裁力為：F=598.4kN沖孔沖裁力為：F=221.1kN5.2.25.2.2 拉深力的計(jì)算拉深力的計(jì)算拉深時(shí)，工件變形受到的作用就是拉深力。拉深力的理論計(jì)算很繁瑣，在實(shí)際生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。如式 5.5。 (5.5)1KdtFb式中 罩圈周邊長(zhǎng)度（mm）；L 材料厚度（mm）；t 修正系數(shù)；1K 材料的抗拉強(qiáng)度（），一般情況下，材料的。bMPa1.3b計(jì)算得拉深力為：F=150.29kN5.2.35.2.3 卸料力與推件力的計(jì)算卸料力與推件力的計(jì)算沖裁時(shí)，工件或廢料從凸模上卸下來的力叫卸料力，從凹模內(nèi)將工件或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力。卸料力和推料力與板料的重量、尺寸等有關(guān)，與沖裁力成正比，沖裁力越大則卸料力和推料力越大，反之，則越小。卸料力和推料力可以依據(jù)以下公式 5.6 和 5.7 來計(jì)算： (5.6)FK F卸卸 (5.7)FK F推推式中沖裁力（）；FN、分別為卸料力、推件力系數(shù)，K卸取 0.11，K推取 0.07。K卸K推KNF82.654 .59811. 0卸KNF48.151 .22107. 0推第 18 頁(yè) 共 30 頁(yè)5.2.45.2.4 總沖壓力的計(jì)算總沖壓力的計(jì)算模具總沖壓力為模具各個(gè)工步的沖壓力總和。 KNFFFFF105148.1582.651 .22129.1504 .598推卸拉沖總(5.8)第 19 頁(yè) 共 30 頁(yè)6 6 成形零件工作尺寸計(jì)算成形零件工作尺寸計(jì)算6.16.1 凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸概述凸凹模結(jié)構(gòu)尺寸概述 用于成形工件內(nèi)表面或外表面的零件統(tǒng)稱為成型零部件。成型零部件有凸模和凹模，亦稱作上模和下模，在壓力機(jī)對(duì)板材進(jìn)行沖裁時(shí)，會(huì)對(duì)凸模或凹模產(chǎn)生巨大的壓力和沖擊，所以成型零部件不但要具有一定的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度，還應(yīng)當(dāng)具有較大的強(qiáng)度、剛度，以減少成型零部件的損壞甚至報(bào)廢，延長(zhǎng)模具壽命。模具的凸模，又稱上模、陽模、沖頭等，是沖壓模具最主要的工作部件之一。凸模以外形為工作表面的零件，用于成型工件的圓孔、方孔或是其他復(fù)雜形狀的內(nèi)表面。本文中用于成型直徑為 34.7mm 的翻邊預(yù)制孔，罩圈沖壓模具的沖孔凸模結(jié)構(gòu)尺寸如圖 6.1 所示。圖 6.1 罩圈復(fù)合模具的沖孔凸模結(jié)構(gòu)尺寸示意圖模具的凹模，又稱下模、陰模、型腔等，也是沖壓模具最主要的工作部件之一。同凸模相對(duì)應(yīng)，是以內(nèi)表面為工作面，成形工件的特定外部輪廓，罩圈沖壓模具的落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸如圖 6.2 所示。第 20 頁(yè) 共 30 頁(yè)圖 6.2 罩圈沖壓模具的落料凹模結(jié)構(gòu)尺寸示意圖6.26.2 凸凹模刃口尺寸的確定凸凹模刃口尺寸的確定 隨著模具技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)提出越來越高的要求，凸模和凹模作為沖壓生產(chǎn)中的重要結(jié)構(gòu)，影響著產(chǎn)品質(zhì)量的好壞以及模具壽命的高低。模具的刃口是指冷沖模具用來沖孔或落料的凸模和凹模的刀口，一個(gè)是凸模的刀口，另一個(gè)是凹模的刀口，凸模與凹模之間的間隙稱為刃口間隙，板料或材料的厚度不同則刃口間隙值也不同。凸模在磨損過程中尺寸越來越小，凹模在磨損過程中尺寸越來越大，導(dǎo)致凸凹模之間的間隙越來越大應(yīng)當(dāng)合理選擇刃口間隙值，18制作合理尺寸的模具、合理的刃口間隙值與合理的凸模、凹模刃口尺寸公差可以減小模具在沖壓生產(chǎn)過程中的磨損，可以提高模具生產(chǎn)加工精度和工件的質(zhì)量，所以需要對(duì)模具進(jìn)行刃口尺寸的分析和計(jì)算。19模具刃口尺寸有兩種計(jì)算方式，分別加工法和配做法，在此選用配做法加工，容易保證其最小合理間隙值。翻孔的預(yù)制孔直徑可以近似的按照彎曲展開計(jì)算，如式 6.1。0d （6.1）htrdD)2(2201計(jì)算得：7 .400d第 21 頁(yè) 共 30 頁(yè)第一類尺寸 A：凸凹?；蛘咄鼓Ｔ谀＞吖ぷ鬟^程中尺寸會(huì)不斷增大； (6.2)4/1(0)max(xAAj第二類尺寸 B：凹?；蛘咄鼓Ｔ谀＞吖ぷ鬟^程中尺寸會(huì)不斷減少； (6.3)0)4/1()min(xBBj其中，x 為磨損系數(shù)，工件精度為 IT14，取 x=0.5表 6.1 工作零件刃口尺寸計(jì)算尺寸類型公稱尺寸計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果A121)4/1(0)max(xAAj25. 005 .120B7 .400)4/1()min(xBBj016. 001.41第 22 頁(yè) 共 30 頁(yè)6.36.3 拉深零件工作尺寸的計(jì)算拉深零件工作尺寸的計(jì)算6.3.16.3.1 拉深凸凹模圓角半徑拉深凸凹模圓角半徑由于工件保證外形尺寸，所以由圖知，取。mmrp3mmrd3所以凸模圓角半徑為 3mm。凹模圓角半徑為 3mm。6.3.26.3.2 拉深凸模和凹模單邊間隙拉深凸模和凹模單邊間隙 Z Z根據(jù)凸模和凹模單邊間隙計(jì)算公式： （6.4）max) 1 . 11 (tZ 其中，為材料最大厚度。計(jì)算得凸模和凹模的單邊間隙。maxtmmZ16.3.36.3.3 拉深凸、凹模工作部分尺寸及公差拉深凸、凹模工作部分尺寸及公差由于工件保證外形尺寸，凸、凹模工作部分尺寸及其公差計(jì)算公式分別為 （6.5）dDDd0min)75. 0( （6.6）0min)275. 0(pZDdp式中，為凹模的公稱尺寸；為凸模的公稱尺寸；為拉深件外徑dDpdminD下極限尺寸；為拉深件公差；、為凸模、凹模的制造公差，查表得：pdmm、；為拉深模的間隙。03. 0pmmd05. 0Z 計(jì)算得：、mmDd05. 0045.99mmdp003. 045.97第 23 頁(yè) 共 30 頁(yè)7 7 沖壓設(shè)備的校核與選定沖壓設(shè)備的校核與選定7.17.1 壓力機(jī)壓力機(jī)型號(hào)及參數(shù)確定型號(hào)及參數(shù)確定壓力機(jī)種類多種多樣，選擇合理的壓力機(jī)可以提高工件質(zhì)量和模具壽命，20根據(jù)工序性質(zhì)、沖壓件幾何尺寸、模具的外形尺寸和沖壓力大小來選擇適合本產(chǎn)品加工的沖壓設(shè)備。沖壓設(shè)備一般可分為機(jī)械壓力機(jī)、電磁壓力機(jī)、氣動(dòng)壓力機(jī)和液壓機(jī)四大類，常見的沖壓設(shè)備為機(jī)械壓力機(jī)（以 Jxx 表示其型號(hào)）和液壓機(jī)（以 Yxx 表示其型號(hào)）。機(jī)械壓力機(jī)有摩擦壓力機(jī)、曲柄壓力機(jī)和高速?zèng)_床，摩擦式壓力機(jī)是利用摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與飛輪之間的摩擦傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)飛輪螺桿，用不同的摩擦盤壓緊來改變滑塊的運(yùn)動(dòng)方向。21此種壓力機(jī)高效節(jié)能，較傳統(tǒng)壓力機(jī)可節(jié)能 60%以上；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，故障率低，易于維護(hù)。由于能精確控制打擊能量，減輕了模具承受過大的載荷，提高模具壽命，用于小批量的彎曲成形工序；曲柄式壓力機(jī)是利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在離合器離合的情況下飛輪帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊通過連桿安裝在曲柄軸上，滑塊由于曲柄軸的旋轉(zhuǎn)而在一定行程內(nèi)豎直往復(fù)運(yùn)動(dòng)。22開式曲柄壓力機(jī)適用于中小型沖壓模，其安裝方便、操作方便；閉式曲柄壓力機(jī)適用于大中型沖壓模，沖壓生產(chǎn)加工精度比較高。此類壓力機(jī)效率高，適用于落料模、沖孔模、彎曲模和拉伸模等各類沖壓加工。液壓機(jī)有油壓機(jī)和水壓機(jī)，利用帕斯卡原理，靠靜壓力傳遞動(dòng)力使工件變形或使物料壓制成形。采用油為工作介質(zhì)的稱為油壓機(jī)，采用乳化液為工作介質(zhì)的稱為水壓機(jī)。水壓機(jī)多用在耗油量大的以及熱加工用的液壓機(jī)設(shè)備，油壓機(jī)在潤(rùn)滑、防銹方面優(yōu)于水壓機(jī)。由于液壓機(jī)能實(shí)現(xiàn)較大的壓力和工作行程，而且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，所以在深拉工藝以及大型厚板成形工序中常用。本模具在沖裁過程中總的沖壓力，根據(jù)沖壓設(shè)備的類型和工KNF1051總作特點(diǎn)，結(jié)合復(fù)合模的結(jié)構(gòu)形式和尺寸大小、工件的尺寸大小、沖裁力大小、復(fù)合模閉合高度等結(jié)構(gòu)和參數(shù)選擇型號(hào)為 J31-160 壓力機(jī)，J31-160 型號(hào)的機(jī)械壓力機(jī)可以滿足各項(xiàng)生產(chǎn)要求，其規(guī)格及參數(shù)如表 7.1 所示。第 24 頁(yè) 共 30 頁(yè)表 7.1 J31-160 型號(hào) 壓力機(jī)規(guī)格及參數(shù)型號(hào)J31-160公稱壓力 /KN1600滑塊行程 /mm160最大閉合高度 /mm360裝模高度 調(diào)節(jié) 量/mm120滑塊中心線至床身距離/mm375前后560滑塊底面尺寸 /mm左右510直徑75模柄孔尺寸 /mm深度90電動(dòng)機(jī)功率 /KW15外形尺寸（長(zhǎng) 寬高） /mm195020003755凈重 /Kg148007.27.2 沖壓設(shè)備的校核沖壓設(shè)備的校核在沖壓設(shè)備選定之后需要對(duì)其進(jìn)行校核，校核標(biāo)準(zhǔn)有多方面，但是最主要的是模具的閉合高度，它是指沖壓模在最低工作位置時(shí)，上模座上平面至下模座下平面之間的最小距離，它應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)，應(yīng)介于沖床最大和最小閉合高度之間，否則會(huì)導(dǎo)致模具安裝不上，影響模具壽命。2324模具各個(gè)部件高度之和即時(shí)模具閉合高度，也可以在 AutoCAD 制圖上直接標(biāo)注得出，罩圈沖壓模具閉合高度為 196mm，而 J31-160 型號(hào)的壓力機(jī)最大閉合高度為360mm，裝模高度調(diào)節(jié)量為 120mm，所以壓力機(jī)選用合理。第 25 頁(yè) 共 30 頁(yè)8 8 小結(jié)小結(jié)本文的主要內(nèi)容為罩圈的落料、拉深、沖孔和翻邊的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)。首先闡述了課題研究的主要目的、意義和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。通過查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，借鑒參考了模具設(shè)計(jì)手冊(cè)中的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，在原有的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新和改進(jìn)，在已有的模具技術(shù)研究基礎(chǔ)上對(duì)課題進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)罩圈的沖壓模具進(jìn)行完整的設(shè)計(jì)。擬定模具設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行工藝參數(shù)計(jì)算，設(shè)計(jì)了一款適應(yīng)目前生產(chǎn)技術(shù)的罩圈的沖壓模具。首先，通過沖裁件工藝性分析包括零件材料分析和零件結(jié)構(gòu)分析確定了沖壓模具設(shè)計(jì)方案，是同一個(gè)位置完成工件中的落料和沖孔兩個(gè)工序的復(fù)合模，該結(jié)構(gòu)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。其次，進(jìn)行了模具結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)，包括送料方式、定位方式、卸料方式和模架樣式，采用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向精度較高的四導(dǎo)柱模架作為導(dǎo)向方式，在此過程中充分考慮到加工精度、加工成本和加工效率，設(shè)計(jì)出了符合大批量生產(chǎn)的總體結(jié)構(gòu)；再次，確定了模具工藝參數(shù)，包括單排樣方式、沖壓力詳細(xì)的分析和計(jì)算，確定了排樣方式為少?gòu)U料的斜排排樣方式，分析計(jì)算了搭邊值、步距、條料寬度、材料利用率，分析計(jì)算了沖裁力、卸料力、推件力和總沖壓力，最終確定了沖壓設(shè)備的型號(hào)，本課題選用的 J23-10 號(hào)壓力機(jī)符合生產(chǎn)加工需求；最后，確定了凸模和凹模的結(jié)構(gòu)尺寸，分析了凸、凹模尺寸變化規(guī)則與規(guī)律，進(jìn)行了凸、凹模刃口尺寸計(jì)算。本文的模具結(jié)構(gòu)在保證工件尺寸和形狀位置精度要求的同時(shí)，提高了材料的利用率，能夠?qū)崿F(xiàn)工件的機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率的同時(shí)節(jié)約了人工成本，滿足模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，比較符合實(shí)際工廠的加工生產(chǎn)。另外，本文利用 AutoCAD 二維制圖軟件設(shè)計(jì)了模具的總體結(jié)構(gòu)以及各個(gè)主要零部件的結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)沖壓結(jié)構(gòu)的總體布局和主要零部件進(jìn)行了二維。通過對(duì)課題的研究和設(shè)計(jì)，我們認(rèn)識(shí)到模具在生活生產(chǎn)中的重要地位，認(rèn)識(shí)到了模具生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，使我們必須把理論知識(shí)和模具設(shè)計(jì)與制造的實(shí)踐相結(jié)合。運(yùn)用綜合知識(shí)去設(shè)計(jì)新的產(chǎn)品。通過這次沖壓模具的設(shè)計(jì)，我對(duì)沖壓模有了認(rèn)識(shí)上的提高，在設(shè)計(jì)過程中不但復(fù)習(xí)了關(guān)于材料的性質(zhì)、沖壓模各個(gè)部件第 26 頁(yè) 共 30 頁(yè)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，還把以前較分散的知識(shí)體統(tǒng)話，有了更好的了解。另外，現(xiàn)在一些繪圖軟件的開發(fā)使得模具的圖形設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單快捷，提高了繪圖質(zhì)量，并且提高了繪圖效率。在作圖或是查閱資料的同時(shí)雖然遇到很多麻煩和困難，但是通過自己不懈的努力，還有同學(xué)的幫忙，終于把問題解開，體會(huì)到了茅塞頓開的感覺，體會(huì)到了問題解決后的喜悅，我會(huì)再接再厲去做好每一次模具設(shè)計(jì)，不斷的提高自己。最后，我們應(yīng)該做的就是掌握正確的模具設(shè)計(jì)方法和思路，設(shè)計(jì)出更實(shí)用，更有技術(shù)含量的模具。但是隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新，沖壓模具設(shè)計(jì)與加工技術(shù)快速發(fā)展，雖然本文對(duì)罩圈做了總體模具設(shè)計(jì)和各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)，但是仍然有些技術(shù)待進(jìn)一步探索和研究：（1）模具各個(gè)零部件的加工工藝路線。工件的加工質(zhì)量、工件尺寸精度和模具壽命跟模具每個(gè)零部件的尺寸息息相關(guān)，所以制定合理準(zhǔn)確的加工工藝路線尤為重要；（2）另外需要說明的是模具的安裝。模具的安裝合理與否直接關(guān)系到?jīng)_壓行程的可行性和模具的使用壽命，所以模具的安裝步驟非常重要，要制定正確合理的模具安裝順序和手冊(cè)，要嚴(yán)格按照模具安裝手冊(cè)進(jìn)行安裝。第 27 頁(yè) 共 30 頁(yè)致謝三年的大學(xué)生生活即將結(jié)束，無論在思想上還是在學(xué)習(xí)上、生活上我都有很大的提升，這一切都離不開我的母校廣東技術(shù)師范大學(xué)，給我不斷成長(zhǎng)和進(jìn)步的良好環(huán)境，離不開各位老師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助，沒有你們就沒有現(xiàn)在的我。我不奢求自己成為“白骨精”-白領(lǐng)、骨干、精英。但求自己將來有一天能穿上令人著迷的工作職業(yè)裝，成為一位有品味、有個(gè)性、有內(nèi)涵的地地道道的機(jī)械設(shè)計(jì)師。簡(jiǎn)單，對(duì)我，而不簡(jiǎn)單的理想，三年的大學(xué)生活我又朝小小的夢(mèng)想邁進(jìn)了一步。感謝我的老師三年來對(duì)我的培養(yǎng)。無論是公共課老師還是專業(yè)課老師，他們是園丁，我們是樹枝是花朵，老師們不但傳道受業(yè)解惑，教我們分析問題的方法，解決問題的方法，還教我們做人的道理、處事的方式，使我們這些小樹小花不斷向更廣闊的藍(lán)天成長(zhǎng)，不斷向更深的土地扎根。在學(xué)習(xí)上，老師將機(jī)械加工制造、材料與壽命、加工方法等等各方面的專業(yè)知識(shí)耐心傳授講解給我們，畢業(yè)論文的選題、寫作和完成都離不開老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求；在實(shí)習(xí)工作中，老師對(duì)我每天的工作進(jìn)行指導(dǎo)與把關(guān)，使課題緊張有序的進(jìn)行。在生活中，對(duì)我們衣食住行方面也是噓寒問暖，使獨(dú)在學(xué)校的我感受到關(guān)心與鼓舞。老師淵博的專業(yè)知識(shí)，一絲不茍的研究態(tài)度和勤勞的工作作風(fēng)，都將使我受益終身，使我一步步向更高更遠(yuǎn)的地方攀登。在本課題寫作研究的過程中，班組里的幾位老師，給予我悉心的指導(dǎo)與幫助，他們就是我向前進(jìn)的旗幟，在此向幾位老師表示深深的感謝！同時(shí)感謝班里的幾位同學(xué)，大家互相團(tuán)結(jié)、互相協(xié)作、互相幫助，使我順利完成學(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)。衷心感謝同學(xué)們?cè)谡秩_壓工藝及模具設(shè)計(jì)上和論文寫作上給予的熱情幫助，感謝他們熱心幫我解決設(shè)計(jì)過程中遇到的疑惑或者凸凹模刃口尺寸計(jì)算上遇到的算法難題，他們認(rèn)真負(fù)責(zé)的學(xué)習(xí)勁頭也深深影響了我，讓我端正了學(xué)習(xí)工作態(tài)度，在以后的社會(huì)工作中更是受益匪淺。感謝機(jī)械工程學(xué)院的小伙伴們，感謝這么多歲月里你們的陪伴與關(guān)心。感謝師兄師姐在專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和生活上的關(guān)心，感謝各位同學(xué)在我收集資料、論文寫作上給予的幫助和生活上的第 28 頁(yè) 共 30 頁(yè)照顧。我們就是一個(gè)大家庭，大家一起科研、一起奮斗、一起歡樂，有你們才使得我的大學(xué)生時(shí)光變的如此豐富多彩。最后，我將我的畢業(yè)論文獻(xiàn)給我的父母、家人和朋友，他們是我順利畢業(yè)的堅(jiān)強(qiáng)后盾?！白鳛橹腥A民族的兒女，作為華夏子孫的青年，讓青天黃土為我們作證，我們宣誓；不負(fù)父母的期盼，不負(fù)恩師的厚望，不負(fù)青春的理想，我們一定會(huì)流盡汗水，灑盡心血，用知識(shí)改變命運(yùn)，用勤奮創(chuàng)造奇跡，我們的人生必將輝煌.”熟悉的聲音縈繞在耳邊，有種特別的感覺，突然想對(duì)自己說好多話，卻一句也說不出來。在以后的漫漫人生路上，我只能載著自己的夢(mèng)想，以纜繩為琴弦，以吹風(fēng)為號(hào)角，以波濤為伴奏，奏起我揚(yáng)帆起航的樂章！以實(shí)際行動(dòng)去報(bào)答母校報(bào)答父母報(bào)答親人朋友，謝謝你們！第 29 頁(yè) 共 30 頁(yè)參考文獻(xiàn)1 盧險(xiǎn)峰. 沖壓加工新技術(shù)第一講 沖壓加工基本工序和沖模的分類簡(jiǎn)述J. 金屬加工:熱加工, 1996(6):24-25.2 李大成. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)M. 2007.3 李文彬, 王玲軍, 南慶季. 多工序沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)化J. 鍛壓裝備與制造技術(shù), 2006, 41(4):26-28.4 鄭家賢. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)M. 2005.5 洪慎章. 沖壓成形設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)速查手冊(cè)M. 2015.6 劉蒼林. 機(jī)械零件結(jié)構(gòu)工藝性分析的重要性J. 陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2009(2):26-27.7 薛啟翔. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)例分析M. 2008.8 楊成福. 沖壓設(shè)備自動(dòng)送料系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)精度可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)研究D. 南京理工大學(xué), 2013.9 覃廣偉.沖?；瑒?dòng)導(dǎo)向模架對(duì)角導(dǎo)柱模架等46項(xiàng)模具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)獲批準(zhǔn)J. 模具工業(yè), 1990.10鄭貝貝. 談模具設(shè)計(jì)中的模架標(biāo)準(zhǔn)與選用J. 科技展望, 2017, 27(7).11馬軍. 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討J. 煤炭技術(shù), 2011, 30(5):249-251.12Xie H, Liu L L. Study on fast stamping die design based on the secondary development of UGJ. Die & Mould Technology, 2016.13胡建國(guó). 沖壓件的合理排樣J. 金屬加工:熱加工, 1991(1):41-44.14韓振榮. 少無廢料排樣在生產(chǎn)上的應(yīng)用J. 模具工業(yè), 1991(4):24-25.15Yoshida K, Classification and Systematization of Sheet Metal Press Forming Process Sci. Pap.IPCR.Vol42,No. 1514,1959,14215916盧險(xiǎn)峰. 沖壓加工新技術(shù)第二講 沖裁曲線與沖裁力的計(jì)算J. 金屬加工:熱加工, 1996(7):25-26.17沖壓手冊(cè)（第二版）. 機(jī)械工業(yè)出版社, 1995.18Wilson, F.W.Die design handbook. MaGraw Hill, 1990.19江秉華, 成虹, 彭志平. 沖壓模具間隙對(duì)模具壽命的影響J. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造, 2010(9):229-231.20劉春林. 壓力機(jī)精度對(duì)沖壓件的影響J. 鍛壓技術(shù), 1999, 24(5):32-33.21張灝. 淺談我國(guó)的機(jī)械壓力機(jī)的分類及工作原理J. 中國(guó)科技縱橫, 2011(18):86-86.22何德譽(yù). 曲柄壓力機(jī). 機(jī)械工業(yè)出版社, 1981.23張秀清. 利用模具閉合高度合理安裝沖裁模J. 新技術(shù)新工藝, 2010(1):31-33.24董云翔. 沖裁模閉合高度的變化影響模具壽命J. 模具通訊, 1980(S1):24-25.
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