電器開關(guān)網(wǎng)芯零件沖壓工藝及模具設(shè)計
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電器開關(guān)網(wǎng)芯零件沖壓工藝及模具設(shè)計
學生姓名：帥愷淳 班級：03801118
指導(dǎo)老師：譚險峰
摘要：沖裁是利用沖模使部分材料或工序件與另一部分材料、工（序）件或廢料分離的一種沖壓工序。沖裁是切斷、落料、沖孔、沖缺、沖槽、剖切、鑿切、切邊、切舌、切開、整修等分離工序的總稱。沖孔是將廢料沿封閉輪廓從材料或工序件上分離的一種沖壓工序，在材料或工序件上獲得需要的孔。
本設(shè)計進行了落料、拉伸復(fù)合模和單工序沖孔模具的設(shè)計。文中簡要概述了沖壓模具目前的發(fā)展狀況和趨勢。對產(chǎn)品進行了詳細工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設(shè)計的一般步驟，計算并設(shè)計了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、導(dǎo)尺、擋料銷、導(dǎo)正銷等。模架采用標準模架，選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計中對工作零件和壓力機規(guī)格均進行了必要的校核計算。模具的沖孔和落料凸模分別用不同的固定板固定，便于調(diào)整間隙；沖孔凹模和落料凹模則采用整體固定板固定。落料凸模內(nèi)裝有導(dǎo)正銷，保證了工件上孔和外形的相對位置準確，提高了加工精度。如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運行可靠和沖壓產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的要求。
關(guān)鍵詞：復(fù)合模；沖壓模具；標準模架；沖壓設(shè)備；校核；沖孔；落料
指導(dǎo)了老師簽名：
南 昌 航 空 大 學 科 技 學 院
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
I、畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：
電器開關(guān)網(wǎng)芯零件沖壓工藝及模具設(shè)計
II、畢業(yè)設(shè)計(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計技術(shù)要求：
一．原始資料：
（1）電器開關(guān)網(wǎng)芯零件圖 1張，零件大批量生產(chǎn)
（2）冷沖模標準 1套
二．技術(shù)要求：
（1）設(shè)計出的沖壓模具能保證有正確的板料定位和沖壓順序動作、送料和取件方便；模具結(jié)構(gòu)
緊湊；裝配關(guān)系準確。
（2）設(shè)計出的模具零件圖尺寸齊全、加工要求和材料選擇合理。
III、畢業(yè)設(shè)計(論文)工作內(nèi)容及完成時間：
3月19日～3月25日: 課題調(diào)研，查閱有關(guān)資料（至少含兩篇外文資料）；
3月26日～4月10日: 撰寫開題報告，翻譯一篇外文資料；
4月11日～4月19日: 熟悉AutoCAD/UG軟件，進行零件三維造型；
4月20日～4月28日: 針對所給的沖壓件進行工藝分析，提出工藝設(shè)計方案；
4月29日～5月25日: 繪制所需沖壓模具裝配圖；
5月26日～6月9日: 繪制沖壓模具全套模具零件圖；
6月10日～6月16日: 撰寫畢業(yè)設(shè)計論文，并裝訂。
Ⅳ、主要參考資料：
[1]王孝培主編. 沖壓手冊（修訂本）[M].北京：機械工業(yè)出版社. 1990年
[2]姜奎華主編. 沖壓工藝與模具設(shè)計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社. 1997年
[3]薛啓翔等編著. 沖壓模具設(shè)計制造難點與竅門[M].北京：機械工業(yè)出版社. 2003年
[4]Sang-Wook Lee. A Study on the bi-directional springback of sheet metal stamping[J]. Journal of
Materials Processing Technology. 167(2005):33-40
[5]S.H.Zhang,Z.R.Wang,Y.Xu,Z.T.Wang,L.X.Zhou. Recent developments in sheet hydroforming
technology[J]. Journal of Materials Processing Technology. 151(2004):237-241
機械與材料工程 系 材料成型及控制工程 專業(yè)類 038011 班
學生
日期：自2007 年 3 月 2 日至 2007 年 6 月 16 日
指導(dǎo)教師：
助理指導(dǎo)教師（并指出所負責的部分）：
系主任
附注：1、任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計說明書首頁。
2、此表供工科類用
03 級畢業(yè)論文開題報告
科院 系 材料成形及控制工程 專業(yè)
畢業(yè)論文題目電器開關(guān)網(wǎng)芯零件沖壓工藝及模具設(shè)計
學 生 姓 名 帥愷淳
班 級 038011
指 導(dǎo) 教 師 潭險峰
日 期 2007 年 4 月 29 日
南 昌 航 空 工 業(yè) 學 院 科 技 學 院
論文題目：電器開關(guān)網(wǎng)芯零件沖壓工藝及模具設(shè)計
一、選題的依據(jù)及課題的意義
沖壓工藝規(guī)程是指導(dǎo)沖壓件生產(chǎn)過程的工藝技術(shù)文件。編制沖壓工藝規(guī)程通常針對某一具體的沖壓工件，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點、尺寸精度要求以及生產(chǎn)批量，按照現(xiàn)有設(shè)備和生產(chǎn)能力，擬定出最為經(jīng)濟合理，技術(shù)上切實可行的加工工藝方案。方案包括模具結(jié)構(gòu)形式、使用設(shè)備、檢驗要求、工藝定額等內(nèi)容。
?????? 為能編制出合理的沖壓工藝規(guī)程，不僅要求工藝設(shè)計人員本身應(yīng)具備豐富的工藝設(shè)計知識和沖壓實踐經(jīng)驗，而且還要在實際工作中，與產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計人員以及模具制造、沖壓生產(chǎn)人員緊密結(jié)合，及時采用先進經(jīng)驗和合理化建議，將其融會貫穿到工藝規(guī)程中。
?????? 沖壓工藝規(guī)程一經(jīng)確定，就以正式的沖壓工藝文件形式固定下來。沖壓工藝文件一般指沖壓工藝過程卡片，是模具設(shè)計以及指導(dǎo)沖壓生產(chǎn)工藝過程的依據(jù)。沖壓工藝規(guī)程的編制，對于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低損耗和成本，以及保證安全生產(chǎn)等具有重要的意義。
沖壓工序有哪些優(yōu)點？
1）生產(chǎn)效率高。壓力機的一次行程可完成一道工序，有時還可完成多道工序。
（2）材料利用率高。
（3）同一產(chǎn)品沖壓件的形狀和尺寸一致，互換性好。
（4）操做簡單，便于實現(xiàn)機械化和自動化生產(chǎn)。
二、研究概況及發(fā)展趨勢綜述
2.1 國內(nèi)外模具工業(yè)與技術(shù)發(fā)展概況
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(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，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。
隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，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)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(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等國際通用軟件，個別廠家還引進了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)已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、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)方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻。
例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。
雖然中國模具工業(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)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進口。
2.2 模具技術(shù)的發(fā)展趨勢
模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項：
(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
(2)高速銑削加工
國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。
(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。
(4)電火花銑削加工
電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。
(5)提高模具標準化程度
我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。
(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)
選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。
(7)模具研磨拋光將自動化、智能化
模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。
(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展
這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。
CNC雕刻機在國內(nèi)的發(fā)展上從最近的一兩年才有較大的發(fā)展，相關(guān)加工廠和使用單位時刻以敏銳的眼光盯著廠家的動向，這也是身為雕銑機主機生產(chǎn)廠一點也不敢松懈的真正原因所在。
作為用戶當然要選合適的設(shè)備，如果選型不當，不但不能賺錢反而令陷入為機器打工的苦澀局面。那么什么樣的機床才是好機床？
我們認為好機床的定義是這樣的：
能夠在短期內(nèi)收回投資的機床才是好機床。
數(shù)控機床的設(shè)計使用壽命一般為7年，主要是數(shù)控方面的使用壽命為準，這樣花錢和掙錢的比例關(guān)系將直接影響您的生意，所以仔細分析功能進行選型是有效投資的必要條件。
在國外很早就有雕銑機的名詞（CNC engraving and milling machine），嚴格地講雕是銑的一部分，是購買雕刻機還是購買數(shù)控銑式加工中心是經(jīng)常要問自己的問題。另外，還有目前盛行的高速切削機床（HSC MACHINE）。
還是讓我們首先搞清楚三個機型區(qū)別：
1、數(shù)控銑和加工中心 用于完成較大銑削量的工件的加工設(shè)備
2、數(shù)控雕銑機 用于完成較小銑削量，或軟金屬的加工設(shè)備
3、高速切削機床 用于完成中等銑削量，并且把銑削后的打磨量降為最低的加工設(shè)備
深入分析上述設(shè)備的結(jié)構(gòu)可以幫我們做出正確的選擇
一、從機械角度
機床的機械分為兩個部分，移動部分和不移動部分：工作臺，滑板，十字花臺等為移動部分，床座，立柱等為非移動部分
1、數(shù)控銑加工中心：
非移動部分鋼性要求非常好 移動部分鋼性要求非常好
優(yōu)點：能進行重切削； 缺點：由于移動部分同樣龐大，犧牲了機床靈活性，對于細小的部分和快速進給無能為力。
2、數(shù)控雕銑機
非移動部分鋼性要求好 移動部分鋼性要以靈活為前題下，盡可能的輕一些，同時保持一定的鋼性。
優(yōu)點：可進行比較細小的加工，加工精度高。對于軟金屬可進行高速加工； 缺點：由于鋼性差所以不可能進行重切削。
3、高速切削機床
非移動部分鋼性要求非常好 移動部分鋼性要求比較好，而且盡可能的輕巧。
優(yōu)點：能進行中小量的切削（例一般φ10的平底刀，對于45號鋼（300）深切深度以0.75為好）； 缺點：正確使用下能發(fā)揮高效，低成本，使打磨量變?yōu)闃O少。不正確使用，馬上就會使刀具的廢品堆積如山。
如何從機械上做到上面又輕、剛性又好矛盾的要求，關(guān)鍵在于機械結(jié)構(gòu)上的功夫。
1、床體采用高低筋配合的網(wǎng)狀架構(gòu)，有的直接采用蜂巢的相接的內(nèi)六角網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
2、超寬的立柱和橫梁，大家知道龍門式的結(jié)構(gòu)由于其極好的對稱性和極佳的鋼性被高速切削設(shè)備 廠家一直做為首選結(jié)構(gòu)。
3、對于移動部分有與數(shù)控銑顯著的不同之處是加寬了很多導(dǎo)軌與導(dǎo)軌之間的距離，以克服不良力矩的問題。
4、從材料上講一般采用了米漢那鑄鐵，也就是孕育鑄鐵，在澆注鐵水時加入一定比例的硅（Si）從而改變了鐵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使之更加耐沖壓，剛性上有顯著提高。
5、機床的剛性主要用于克服移動部分在高速移動時對非移動部分的強大沖擊，所以導(dǎo)軌、絲桿要求粗一些，以及加強連接部分剛性
二、從數(shù)控角度分析
1、數(shù)控銑加工中心 對數(shù)控系統(tǒng)要求速度一般，主軸轉(zhuǎn)速0~8000RPM左右
2、雕銑機 要求高速的數(shù)控系統(tǒng)，主軸轉(zhuǎn)速3000~30000RPM左右
3、高速切削機床 要求高速的數(shù)控系統(tǒng)以及極好的伺服電機特性，主軸轉(zhuǎn)速1500~30000RPM左右
三、編程軟件上分析
從軟件的角度上講，數(shù)控銑加工中心，高速切削機床雕銑機都可以使用標準的CAD/CAM軟件如： MasterCam Cimatron PE UG等。
銑床通常以為Cimatron 刀路 較好一點，新版的軟件充分考究到刀具的每時每刻的切削量的均勻性，尤其是刀進入走出工作的一刻的速度和圓滑性，以及在拐點的跟隨差算法問題（following Error），使結(jié)果和設(shè)計圖形更加貼進，CAD部分剛大量采用直觀的三維實體造型如Solidworks等再通過IGS等轉(zhuǎn)入CAM軟件進行加工。
不過不用擔心，CAD/CAM的發(fā)展速度遠勝于機床的CNC的發(fā)展速度。
雕刻加工因其刀具的特殊性的有相當?shù)募毿〉慕嵌瓤刂?，用TYPE3為好。
四、--刀庫自動換刀和全自動對刀要求
加工中心是一個體面的名詞，但我覺得對刀庫的要求一定要結(jié)合實際。
加工中心是為了完成多種工序于自動狀態(tài)的數(shù)控設(shè)備，主要是對于一些固定的大批量的生產(chǎn)作業(yè)，如果我們加工一個很多孔、牙的箱體，而且要天天做差不多的（一批量最小2百個以上）那就一定選加工中心，對于模具行業(yè)和小批量生產(chǎn)單位千萬不要動不動就上加工中心，因為見過太多的廠家買加工中心，當數(shù)控銑來使用，使用刀庫對數(shù)控系統(tǒng)的成本上來講很簡單，但主軸和刀庫、空壓機以及各種刀柄等會增加成本，所以對于一臺設(shè)備的差價大于10萬元人民幣，而且編程人員要頭腦清醒。不然悲劇就會發(fā)生，問題也相對增多了不少。效率上如何，對于生產(chǎn)量同一品種不到一、二百個的工件盡量不要使用加工中心，效率太低。
有什么好辦法提高效率，不使用刀庫，又不會造成人為的換刀誤差，只有全自動對刀系統(tǒng)，刀往上一裝，一個按鈕，機床自動對刀，直接加工，誤差在0.001~.0003μm內(nèi),與自動換時間來比,慢不了一點效率。如果是加工中心又無自動對刀裝置機床與不帶刀庫，但是自動對刀的機床相比，實踐中的效率后者遠高于前者。又好請您注意自動對刀儀的最好品牌的價格如（Marposs）不過一萬元左右，而且不太可能損壞，如此分析對于勞動力大把的國內(nèi)模具加工，以及小批量工業(yè)零件的加工如果充分考慮資金的利用價值一定不應(yīng)采用加工中心設(shè)備，另外，國內(nèi)廠家的刀庫基本上還很多問題。進口的也相當貴。（BT40的10把刀庫不會低于10萬人民幣）。
五、高速切削設(shè)備的看法
精明的加工商一定會大量時間考慮機床的準備時間和人員的人為因素所造成的損失，我們永遠記住不用在這方面提醒他們。而我們該做的是如何從機床的加工時間上來給他們更高的加工效率，以及進可能的降低他們的打磨時間。甚至零打磨。高速切削設(shè)備的閃亮登場是讓加工商砰然心動的事件。先不要考慮其昂貴的造價（150萬左右），單從使用上講我認為一定是那句老話：它對有些人來講是一塊香香的肉，對另外一些人來講是劇毒的毒藥，日本人以及歐洲人不遺余力的宣傳高速切削的好處而讓人采用他們的設(shè)備。當然有些不實用的做法。在數(shù)控機床行業(yè)8年內(nèi)實戰(zhàn)經(jīng)驗告訴我他們的成本應(yīng)在60~70萬左右。如此之高的利潤率是讓我看到了他們的本質(zhì)。國內(nèi)的數(shù)控機床的毛利應(yīng)為（30~40%）之間。這是合理的，正直的利潤。如果您愿意維護他們高利潤我想在相同時間就不可能掙更多的錢。更要考慮到售后服務(wù)等等。我不敢相信他們的服務(wù)可以在1~2天內(nèi)解決所有的問題。因為我們現(xiàn)有的科技還不能實現(xiàn)"固體傳真"。
從振興民族工業(yè)的角度上看應(yīng)該支持國內(nèi)機床廠的發(fā)展。 高速切削的本質(zhì)是把刀具的行走的長度在短時間內(nèi)走完。大家知道
距離 =速度 × 時間
刀具的說明已經(jīng)固定國 切削的方式?jīng)Q定長了就意味著無利可圖 提高速度就等于把時間縮短。
高速切削因當前的機床本身的主軸和采用的刀具的限制決定了它不可能是一定好，目前國外通用的做法是第一臺設(shè)備不采用高速切削，而第二臺或第三臺則可考慮這種設(shè)備。
成功的做法例如：
1臺仿形銑把大部分切削量完成（重切削）而剩于2~3mm的加工余量，把剩余的切削量在高速機床上快速完成，這樣做有很多好處 ：
1）重切削機床很多，加工費很低
2）加工量大，精度要求不高極易達到
3）刀具便宜
4）轉(zhuǎn)入高速切削后，因為加工對象已接近成形，所以第一刀的切削量很均勻
5）成形快速準確
6）免太多打磨，配合尺寸精確
7）刀具雖貴，但時間短，切削量不大，性能價格比率很好
8）很多細微之處，如小角度導(dǎo)度等，細致加工一次完成而不用電火花幫快，
9）極好的表面光潔度（鏡面效果）
如此看來，設(shè)備的協(xié)調(diào)本是取勝之道，因為它的剩余量有2~3個mm所以在工作臺上XY上做兩個校準G54的檔板就完成工件裝夾的問題，而對于切削量不大的工件則直接在高速機床完成了。
六、還有一個問題要討論是主軸的問題
對于數(shù)控銑和加工中心因為要求低轉(zhuǎn)速大扭據(jù)，所以一定需要主軸變速箱來的減速比來提升扭力的轉(zhuǎn)速低而精度差是不可避免的，所以不大可能用小半徑刀具。 對于雕銑機來說要主軸工作在2~3萬RPM才可工作，回轉(zhuǎn)精度一般2個μ左右，不然斷刀現(xiàn)象全很嚴重，所以一定要用電主軸，即電機和主軸是一體的。 對于高速切削設(shè)備來講，要求內(nèi)藏式電主軸，而且在低轉(zhuǎn)速時也要用一定的扭矩要有油水冷卻機來保持主軸工作溫度恒定主軸功率要在7.5~8KW以上,轉(zhuǎn)速要超過25000RPM。
三、研究內(nèi)容及實驗方案
1．研究內(nèi)容
1） 沖壓信息數(shù)據(jù)采集與處理及沖壓工藝選擇，通過在圖書館和網(wǎng)上查閱有關(guān)CAD/CAM、沖壓工藝和加工方面的資料，了解AutoCAD的使用方法和技巧，
2） 譯外文資料一篇
3） 零件圖進行消化、分析并運用AutoCAD軟件繪制二維圖。
目前,機械式開關(guān)設(shè)備的發(fā)展已相當成熟,低壓電器的發(fā)展趨勢是向著智能、環(huán)保、安全的方向發(fā)展.因此,IEC60947-5(低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備控制電路電器和開關(guān)元件)系列產(chǎn)品標準又增添了新的產(chǎn)品技術(shù)內(nèi)容,標準分別是IEC60947-5-8:使能開關(guān)和IEC60947-5-9:流速開關(guān).
四、目標、主要特色及工作進度
目 標：
1） 采用AutoCAD繪制零件圖、并設(shè)計模具圖。
2） 設(shè)計出合格、結(jié)構(gòu)簡單的模具并使用AutoCAD繪制裝及編制沖壓工藝規(guī)程。
3） 掌握一般的設(shè)計方法，并在設(shè)計中學習和積累經(jīng)驗。為以后工作中進行設(shè)計打下基礎(chǔ)
主要特色：
使用計算機輔助設(shè)計；保證零件的形狀、 尺寸穩(wěn)定性好；保障零件具有最佳的綜合力學性能等。
工作進度：
1、課題調(diào)研，查閱文獻 3月21日~3月26日
2、翻譯外文資料一篇 3月27日~4月 2日
3、撰寫開題報告 4月 3日~4月 9日
4、分析零件圖及確定工藝 4月10日~4月16日
5、設(shè)計模具 4月17日~4月8日
6、設(shè)計復(fù)合模并編制工藝規(guī)程 5月5日~5月31日
7、整理數(shù)據(jù)、撰寫論文 6月1日~6月16日
五、主要參考文獻（按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出）
[1]陳炎嗣，郭景儀.沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù).北京：北京出版社，1991-04.
[2]郭春生，湯寶駿，孫繼明.汽車大型覆蓋件模具.北京：國防工業(yè)出版社，1993-10.
[3]楊玉英.大型薄板成型技術(shù).北京：國防工業(yè)出版社，1996-02.
[4]鄧仕珍.汽車車身制造工藝學.北京：北京理工大學出版社，1997-09.
[5]Gang Liu,Zhongqin Liu,Youxia Bao.Optimization desing of drawbead in drawing tools of autobody cover panel,Journal of Engineering mateials and Technology.
[6]劉是.基于回彈控制的提高轎車沖壓成形精度力法研究.上海交通大學博士論文，2001
南昌航空大學科技學院學士學位畢業(yè)論文 1 目 錄 中文摘要 .......................................................Ⅰ 英文摘要 .......................................................Ⅱ 1 緒論 .............................................1 1.1 概述 ......................................................1 1.2 沖壓技術(shù)的進步 ............................................1 1.3 模具的發(fā)展與現(xiàn)狀 ..........................................2 1.4 模具 CAD/CAE/CAM技術(shù) ......................................6 1.5 課題的主要特點及意義 ......................................8 2 沖壓工藝方案的制定 ...............................8 2.1 工藝分析 ..................................................9 2.2 排樣圖設(shè)計 ...............................................11 3 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................11 3.1定位裝置 .................................................13 3.2 出料裝置 .................................................15 4 模具零件的設(shè)計與計算 ............................16 5 沖壓設(shè)備的選用 ..................................18 6 壓力中心的計算 ..................................20 7 沖壓件的工藝分析 ................................20 8 沖孔工序的計算 ..................................21 8.1 確定模具壓力中心． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 。 。 ． ． ． ． ． ．21 ９計算凸、凹模刃口尺寸． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．21 南昌航空大學科技學院學士學位畢業(yè)論文 2 １０模具總體設(shè)計及主要零部件設(shè)計． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．22 １１模具生產(chǎn)中的故障分析及其解決辦法． ． ． ． 。 ． ． ． ． ． ． ． ．25 １２總結(jié)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．26 致謝 ..............................................27 參考文獻 ..........................................28 附錄 附錄 A 畢業(yè)論文開題報告 附錄 B1 翻譯原文 附錄 B2 翻譯譯文 沖壓純凈的鈦板料的可鍛模性
機械工程學，臺灣國立大學，臺北10764，羅克克(1964年提出的厘米·克·秒制電導(dǎo)率單位)
2003 年10月20 日標準；2005 年4月12 日接受以修改過的形式；2005 年5月4 日公證
摘要
由于六角close-packed (HCP) 晶體結(jié)構(gòu), 商業(yè)純凈的鈦(CP 鈦) 在室溫顯示低延展性, 并且要求熱量活化作用增加它的延展性和可模鍛性。在本研究中, 由實驗性方法學習了CP 鈦板料在vanous 溫度的可模鍛性. 拉伸測試第一次進行調(diào)查CP 鈦板料在各種各樣的溫度下的機械行為。形成極限測試，V 彎曲測試,和拉伸試驗測試沖壓CP 鈦板料在各種各樣的溫度下的可模鍛性。實驗性結(jié)果表明, 雖然可模鍛性被限制以冷形成，但CP 鈦板料在室溫能形成薄元件。另外, V 彎曲測試表明，在拉拔成型溫度可以減少回彈。試驗結(jié)果獲得在本研究中可以幫助設(shè)計CP 鈦板料沖壓模。
2005 年Elsevier B.V 版權(quán)所有。
關(guān)鍵字：純鈦板；可成形性；成型極限；V彎曲；回彈
1. 介紹
由于它的重量和高強度系數(shù)，工業(yè)純凈的鈦(CP 鈦) 是一潛在構(gòu)件, 并且最近受到電子產(chǎn)業(yè)注意。因為它的競爭力和優(yōu)越表現(xiàn)，CP 鈦的主要分解的過程是壓制形成。在制造工藝的壓制成形之中，沖壓CP 鈦板料是特別重要為生產(chǎn)薄壁結(jié)構(gòu)組分被使用在電子產(chǎn)品, 譬如筆記本蓋子, 移動電話 等。CP 鈦板料由于它六角close-packed (HCP) 結(jié)構(gòu)在室溫通常顯示有限的延展性。雖然可成形性可以在高溫下改善，但是一個制造過程總希望在室溫下進行。但是, CP 鈦多數(shù)研究集中于微結(jié)構(gòu) [ 1-4 ], 并且關(guān)于CP 鈦板料沖壓的可模鍛性文學研究不是很深入。
在本研究中, 使用實驗性方法調(diào)查了CP 鈦板料沖壓的可模鍛性。從實驗獲得的關(guān)于CP 鈦板料在各種各樣的溫度范圍從室溫到300攝氏度的機械性能的結(jié)果。另外,CP 鈦板料的重要形成的特征, 譬如形成極限, 回彈,和極限拉延比，都要被檢測。
2. 在各種各樣溫度下的機械性能測試
應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是根本信息為金屬板的可模鍛性的研究。依照以上提到, 在室溫CP 鈦板料的可模鍛性是有限的,可以在拉伸成型溫度改善。為了審查品CP 鈦物產(chǎn)覆蓋在不同的溫度的機械性能，拉伸測試執(zhí)行了在各種各樣的溫度范圍從室溫對300 0C 和在0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001/s 之下的不同的張力率, 各自地。拉伸測試標本由JIS 等級1 CP 0.5 毫米制成鈦板料厚度準備了根據(jù)ASTM 標準。標本被削減沿平面剖面與輾壓方向(00), 和在角度450 和900 對輾壓方向。標本裁減毛刺沿導(dǎo)線邊緣。
拉伸測試進行了使用MTS 810 測試機器。因為在高溫測試、熱化熔爐接通MTS810 測試機器。標本在拉伸測試之前先加熱到100, 200, 和300 0C。在測試期間, 溫度標本被保持恒定直到樣品拉伸到故障。
在本研究中, 工程學應(yīng)力關(guān)系第一次從實驗性數(shù)據(jù)獲得，然后是轉(zhuǎn)換成真實的應(yīng)力聯(lián)系根據(jù)a一Qo(1 +e) 和 e=ln(1十e), a 和s 是真實的重力和真正的張力、Qo 和a 是工程應(yīng)力, 和工程應(yīng)變的張力, 各自地。在室溫下從樣品獲得CP 鈦真實的應(yīng)力關(guān)系，被削減三個不同取向被顯示在圖l 。非均質(zhì)性的行為被觀察在圖1 。它被看見圖1, 00 標本有更高的出產(chǎn)量和a 更大的伸長比標本在其它二個方向, 在伸長上的區(qū)別是更加重大的。并且觀察它, 0度 樣本顯示重大工作硬化的產(chǎn)物在標本之中在三個方向。這個結(jié)果一致于那獲得Ishiyama 等[ 5 ] 。在起點階段測試他們發(fā)現(xiàn)了滑動變形發(fā)生在00 個和900 個方向。在進一步變形階段期間, 孿生變形快速地增加在00 方向和生產(chǎn)更高的抵抗反對脫臼滑動, 收效按更大的價值在出產(chǎn)量, 工作硬化, 和伸長。CP 的平均屈服應(yīng)力和伸長鈦板料在室溫是大約352 MPa 和28%, 各自地?？墒悄铅抵登?yīng)力和伸長的值CP 鈦板料在室溫下不是良好的在一深拉處理比擬碳鋼的、他們是可行的因為相對淺的模具產(chǎn)品從那可成形性觀點。
圖2 顯示原物和被扭屈的標本在三個方向。它被注意在圖2, 00 標本進行一致的變形在破裂之前, 當900 標本顯示一次明顯的頸, 和變形 450標本方向在那些其它二個方式之間
為了審查張力率的作用在CP 鈦板料的變形, 拉伸測試并且執(zhí)行在室溫在不同的滑塊速度之下, 造成不同的張力率的0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001,各自地。真實的應(yīng)力關(guān)系在各種各樣的張力率為00 標本被顯示在圖3 。重要的微量在應(yīng)力曲線從張力率0.1 到0.001 是注意在圖3, 和應(yīng)力曲線變得接近互相之后。同樣觀察在拉伸測試趨向為450 個和900 個樣本。它表明CP 鈦板料穩(wěn)定的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系可能是在張力率更小比0.001 之下獲得。
CP 鈦的真實的應(yīng)力聯(lián)系覆蓋在各種各樣的溫度范圍從室溫對300 0C 為標本00 方向被顯示在圖4。測試執(zhí)行在張力率的0.001顯示在圖4。在圖4,上CP 鈦板料在高溫下有更好的可鍛性。測試更低溫度的增量得到應(yīng)力曲線比例。注意在圖4 依照樣本的伸長不增加從室溫對100 0C被觀測, 相反, 伸長得到更小當樣本被加熱 100 0C 。
Fig. 3. True stress-strain relations at various strain-rates (1/s) for 00 speci
men at room temperature.
但是, 在測試的溫度比100 0C更高時伸長變大。更大的伸長在室溫是相當異常的。但這種現(xiàn)象唯一發(fā)生在00 樣本。45度和90度樣本,當在測試的溫度伸長連續(xù)被增加, 顯示在圖5和圖6上, 各自地。在室溫發(fā)生了更大的伸長在 00 樣本也許歸結(jié)于在室溫孿生變形的快速的增量在00 方向, 導(dǎo)致更高的抵抗阻止脫臼滑動, 并且造成更大的伸長。各向異性現(xiàn)象其它索引是塑料張力比率, 即。 r 價值, 被定義作為塑料張力比率在到那的橫向方向在厚度方向在a 單軸的拉伸測試。
窗體頂端
在本研究中, r 價值是樣本在室溫拉伸測試獲得0度, 45度, 和 90度方向。測量r 價值從標本被舒展到20% 是4.2, 2.2, 和2.1 為 00, 450, 和900 個標本, 各自地。從更高的r- 價值表明更好的回火性, 它表示, CP 鈦覆蓋陳列更好的深圖畫質(zhì)量在輾壓方向比其它二個方向。并且CP 鈦各向異性現(xiàn)象板料再被證實了從重大區(qū)別 r 價值。
3. 沖壓CP 鈦板料的可鍛性
除基本的機械性能之外, 審查了CP 鈦板料的沖壓的可模鍛性。在本研究,形成極限測試在室溫, 并且V 彎曲測試和圓杯子圖畫測試在各種各樣溫度執(zhí)行了。測試結(jié)果被談?wù)摿伺cCP 相關(guān)形成的物產(chǎn)鈦覆蓋在印記過程中。
3.1. 成型極限測試
因為Keeler 和Backofen [ 6 ] 介紹了概念形成極限圖(FLD), 1963 年這是 廣泛被接受的標準為破裂預(yù)言以金屬片 形成。確定FLD, 舒展測試是執(zhí)行為不同的寬度薄鋼板樣品使用半球型沖床。標本是第一電化學上銘刻以會是的圓柵格扭屈入橢圓在被舒展以后。
工程學張力測量了沿少校和較小軸橢圓被命名少校和較小張力, 各自地。并且他們主要是測量飛機上的張力。
在本研究中, 長方形標本有同樣長度的100mm, 但以另外寬度排列從10 到100 毫米在10 毫米的增加, 被測試了。相似與拉伸測試, CP 鈦板料被切開了在三個取向?qū)殙悍较? 即, 00, 450, 和900, 為各標本的大小。在測試期間, 標本夾緊了在周圍被舒展了對失敗在78 毫米半成品沖床。工程學少校和較小張力測量在地點最接近破裂為每個標本被記錄了。少校和較小張力是密謀反對互相以主要張力作為縱坐標, 和曲線適合入張力點被定義了形成的極限曲線。圖顯示這形成極限曲線稱形成的極限圖。FLD 是一個非常有用的標準為發(fā)生的破裂在一個沖壓的過程中。
根據(jù)早先分析, CP 鈦板料能被形成在室溫。為了進一步證實它的可行性, 形成的極限測試執(zhí)行了在室溫度。測試結(jié)果看出圖7 顯示形成的極限曲線?？匆娫趫D7, 主要張力在曲線的最低的點, 并且是平面張力變形方式, 是0.34 。比較被冷軋的鋼或不銹鋼, 這數(shù)值更低。但是, 為沖壓薄產(chǎn)品, 圖7顯示形成的極限曲線表明CP 鈦板料在室溫形成的更大的可能性。這有可能在室溫用CP 鈦板料能制造電子材料。
3.2. V 彎曲測試
因為CP 鈦彈性模數(shù)比鋼要低,回彈是重要的彎曲處理。在本研究, V 彎測試執(zhí)行了審查CP 鈦板料在各種各樣溫度回彈形成的物產(chǎn)。V 彎測試結(jié)果用圖8顯示 。圖8能看見在下模有一個開頭角度90度。環(huán)烷驅(qū)研究那效果的沖頭半徑接通彈性后效，工具以沖壓半徑從0.5 到5.0 毫米, 在0.5 毫米的增加, 準備了。CP 鈦板料的樣本以0.5 毫米的厚度, 長度 60 毫米, 和寬度15 毫米。為增加測試的溫度,標本被附寄了在熱化熔爐。V 彎測試不使用潤滑劑因為摩擦情況有對回彈的無意義作用發(fā)生了在V 彎曲測試。彎曲的測試進行了在室溫, 100, 200, 和3000C, 各自地。在彎曲的測試以后, 彎的標本角度由CMM 測量了, 和回彈角度被計算了 。
Fig. 8. Tooling used in the V-bend tests
圖9 和10 顯示關(guān)系在回彈之間并且沖壓半徑在室溫和300 0C, 各自地?？匆陨蟽蓚€圖, 不管溫度變化回彈減少為更小的沖壓半徑。在彎曲時更小的沖壓半徑導(dǎo)致更大的塑料變形,因此要減小回彈的作用。在圖9 和10負值的彈性后效發(fā)生在較小沖頭半徑的時候。這是因為那板料在V 形狀的平直的邊被扭屈入形成弧光在彎曲的過程開始, 和裝載被應(yīng)用鋪平弧在彎曲處理結(jié)果的結(jié)尾復(fù)合應(yīng)力分配導(dǎo)致負值的彈性后效 [ 7 ] 。比較兩個圖,觀察, 回彈減少當形成的溫度增加不管沖頭半徑尺寸。它表明那 CP 鈦板料不僅有更好的可鍛性而且體驗較少回彈在形成的高溫。我們知道, 回彈是由彈性模數(shù)和材料的屈服應(yīng)力影響的。彈性模數(shù)不會隨溫度變化而變化。而且溫度升高CP 鈦板料的屈服應(yīng)力減少，高溫是形成回彈減退是因為在更低的溫度CP 鈦的屈服應(yīng)力更低。
Fig. 10. Relations between springback and punch radius at 300 "C for spec-
imens of three directions.
Fig. 11. Punch and die used in circular cup drawing tests.
Fig. 12. Drawn cups at various forming temperatures
3.3盤狀拉深試驗
限制的圖畫比率(LDR), 被定義作為圓直徑的比(Dp) 與沖壓直徑(Dp) 在一張成功的圓盤拉深處理, 是一個普遍的索引使用描述可模鍛性金屬板。LDR 的更大的價值暗示更大的圖畫深度, 即,更好的可鍛性 。在本研究中, 沖壓和沖模被顯示在圖11 使用了圓盤拉深測試。測試執(zhí)行了在室temperatore, 100, 和200 0C, 各自地。在高溫下為了進行拉深測試使用加熱器。為了獲得一個成功的拉深過程。那坯料尺寸和空白座力適當調(diào)節(jié)除去些缺點比如斷裂和皺紋，如果在拉深測試破裂出現(xiàn), 斷開軸心力對更小的價值會被調(diào)整直到破裂被消除到?jīng)]有皺痕發(fā)生。當斷裂力量的調(diào)整沒有消除破裂, 減少斷裂的方法會被嘗試同時避免破裂。拉深試驗采取壓制皺痕，但是, 在LDR 測試, 空白的大小是并且作為參量確定LDR 的價值除對上述調(diào)整的用途之外。從拳打直徑是35 毫米, 空白的直徑被增加在3.5 毫米的增加從70 毫米對最大的可能的直徑為計算價值方便起見 LDR 。MoS2 被使用了作為潤滑劑在所有圓杯子圖畫測試進行在本研究中, 和圖畫速度是0.2 mm/s
。
圖12 顯示拉長的杯子在各種各樣的溫度。
圖12清楚的顯示,當形成溫度增加時拉拔深度增加。表明這個圖形那自動測試設(shè)備畫的形狀拉深成形的在多樣的溫度是相當不同的。自動測試設(shè)備現(xiàn)象變成重要的在較高的成型溫度。LDR 、畫的深度, 和相關(guān)的處理參量的價值被列出在表1 為測試進行在各種各樣的溫度。它被注意在表1, 所有價值增加當形成的溫度增量。但是, 增量 LDR 和圖畫深度不是那么重大的在范圍從室溫對100 0C, 但得到大從100 2000C 。注意在表1一大的斷裂紋是需要的大的坯料尺寸到是成功地從中提取一較高的溫度是。在室溫CP 鈦板料LDR 的價值是2.2, 與可比較的碳鋼, 表明, 沖壓CP 鈦覆蓋在室溫是可行的。
4. 結(jié)束語
在本研究中調(diào)查了由做各種各樣的試驗。在各種各樣的溫度CP 鈦板料沖壓的可鍛性的形成。機械性能 CP 鈦板料在各種各樣的溫度第一次被審查了, 并且應(yīng)力聯(lián)系被獲得從實驗表明, CP 鈦板料有更高的屈服應(yīng)力和更小的伸長在室溫, 但當板料被加熱到300 0C比例減少由屈服應(yīng)力的增加決定。它是被注意應(yīng)力聯(lián)系獲得從拉伸測試在室溫表明CP 鈦板料能被形成入淺組分在室溫, 雖然屈服應(yīng)力是一少許更高的。形成限制CP 鈦板料的圖被獲得在室溫不是那么高的作為那些被冷軋的鋼, 而是極小值主要張力0.34 并且提供一種最宜的可能性為 CP 鈦板料被形成在室溫。圓形拉深測試顯露, 在室溫CP 鈦板料有 LDR 價值的2.2, 和成功地拉長的以20 毫米的深度證實CP 鈦板料可能被形成入淺組分在室溫。但是, 露出的現(xiàn)象顯示表明, CP 鈦板料負擔重要的 各向異性現(xiàn)象在能并且影響可鍛性的平面圓形拉深。
調(diào)查了在室溫度應(yīng)力聯(lián)系對張力率的作用。實驗性結(jié)果表示, 應(yīng)力聯(lián)系變得穩(wěn)定當張力率比0.001 小。在V 彎測試, 實驗性結(jié)果顯露重要信息回彈可能被減少在被舉起的形成的溫度。彈性后效可以是減少如果使用一較小沖頭半徑 。實驗性結(jié)果表明本研究提供根本性形成CP 鈦板料模具設(shè)計。
鳴謝
作者會想感謝全國科學中華民國的委員會為財政支持這研究根據(jù)合同第NSC 89-2212-E-002-147,使實驗工作成為可能。
參考文獻
[I] P. Jones, W.B. Hutchison, Stress-state dependence of slip in titanium6A1-4V and other H.C.P. metals, Acta Metall. 29 (1981) 951-968.
[2] G. Haicheng, Orientation dependence of slip and twinning in HCP metals, Scripts Mater. 36 (12) (1997) 1383-1386.
[3] M.H. Yoo, Twinning and mechanical behavior of titanium aluminides and other intermetallics, Intermetallics 6 (1998) 597巧02.
[4] J.W. Christian, 5. Mahajan, Deformation twimung, Prog. Mater. Sci.39 (1995) 1-157.
[5] S. Ishiyama, S. Hanada, O. Izumi, Orientation dependence of twinping in commercially pure titanium, J.扣n. Inst. Met. 54 (9) (1990) 976-984.
[6] S.P. Keeler, W.A. Backofen, Plastic instability and fracture in sheets stretched over rigid punches, Traps. Am. Soc. Met. 56 (1963) 25-48.
[7] L. Forcellese, F. Fratini, Gabriella, F. Micari, The evaluation of springback in 3D stamping and coining processes, J. Mater. Process. Technol. 80-81 (1998) 108-112. Fig.
15
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