畢業(yè)論文件修邊沖孔工藝二及三維模具設(shè)計(jì)

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1、畢業(yè)論文--件修邊沖孔工藝（二）及三維模具設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)論文 件修邊沖孔工藝二及三維模具設(shè)計(jì) pieces trimming punching process and three-dimensional mold design 學(xué)生姓名 班 級(jí)班 學(xué) 號(hào) 學(xué) 院材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)材料成型及控制工程 指導(dǎo)教師 副教授

2、 2011年6月11日摘要 自從進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)我們國(guó)家的汽車制造業(yè)就迅速膨脹起來(lái)從上海大眾到廣東東風(fēng)從通用汽車到天津吉利從釀酒到進(jìn)軍汽車模具產(chǎn)業(yè)的四川五糧液集團(tuán)掀起一股涉及行業(yè)內(nèi)由大型卡車到小型汽車生產(chǎn)的調(diào)整老牌汽車基礎(chǔ)上出現(xiàn)新的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)跨行業(yè)的進(jìn)入性競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)一片大好 板料沖壓成形以其生產(chǎn)效率高操作簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化處理過(guò)程適合成批生產(chǎn)在材料消耗不多的情況下可以獲得強(qiáng)度高剛度大而重量輕的零件可得到其它加工方法難以實(shí)現(xiàn)的或無(wú)法加工的復(fù)雜形狀零件這些特點(diǎn)符合了汽車制造業(yè)面對(duì)市場(chǎng)挑戰(zhàn)的要求因此在汽車制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用 本文是關(guān)于汽車變速器加強(qiáng)板

3、的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)從工件的尺寸特點(diǎn)材料性能沖壓的工藝性從而確定模具設(shè)計(jì)的工藝方案重點(diǎn)分析了修邊及沖孔的工藝性重點(diǎn)介紹了模具尺寸的確定成形力計(jì)算沖壓設(shè)備的選擇和模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)各種標(biāo)準(zhǔn)件的選用以及模具材料的選用等運(yùn)用CADCATIA軟件對(duì)模具進(jìn)行三維設(shè)計(jì)虛擬裝配模擬沖壓模具的工作過(guò)程 關(guān)鍵詞冷沖壓模具高強(qiáng)鋼三維設(shè)計(jì)虛擬裝配 Abstract Since entering since the 20th century our countrys car industry is quickly swell from Shanghai Volkswagen to guangdong do

4、ngfeng from gm to tianjin giovanni cobolli gigli from brewing into auto mould industry to the sichuan wu liang ye group starting a shares involves by large trucks in the industry to small car production adjustment based on old car appeared new industry competition cross-industry into sexual competit

5、ion the situation is excellent Sheet metal stamping with its high production efficiency simple operation easy to realize mechanization and automation process suitable for mass production Few in material consumption it can get high intensity stiffness big and lightweight parts Other processing

6、methods available difficult-to-achieve or unable to processing complex shape parts These characteristics to meet the challenges facing the market of auto manufacturing requirements so in automobile manufacturing industry has been widely used This paper is about the auto transmission reinforcing pl

7、ate stamping technology and die design from size of workpiece material properties stamping characteristics the technology of mould design to determine the process scheme Mainly analyzed the technology of trimming and punching Mainly introduces mold size determine forming force calculation stamping e

8、quipment selection and mold structure design all kinds of standard selection and material selection of mould etc Using CATIA software to mold CAD three-dimensional design virtual assembling simulation stamping die working process Key wordscold stamping Mould three-dimensional designvirtual assembly

9、trixiality 目錄 前言 1 第一章 緒論 3 11 引言 3 12冷沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 3 com發(fā)展現(xiàn)狀 3 com概念特點(diǎn)及應(yīng)用 5 com沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 6 13選題意義及主要研究?jī)?nèi)容 8 com 選題意義 8 com 主要研究設(shè)計(jì)內(nèi)容 9 14 發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向 11 com 國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì) 11 com 發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn) 12 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)方案分析 15 21 零件的分析 15 com容 15 com的主要問(wèn)題 18 22 設(shè)計(jì)方案及分析 19 com工原理 19 23零件沖裁工藝分析 20 com 沖裁

10、件最小孔間距的校核 22 com 沖裁件最小孔邊距的校核 22 com精度的分析 22 24擬訂工藝方案 22 com藝方案確定 22 com 模具形式與結(jié)構(gòu)比較 24 com 模具總體設(shè)計(jì) 25 第三章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 29 31基本尺寸計(jì)算 29 com寸 29 com料利用率 29 32沖壓力的計(jì)算 29 com的計(jì)算 29 com頂件力卸料力的計(jì)算 30 33模具壓力中心的確定 31 34工作零件刃口尺寸計(jì)算 31 com隙分析 31 com孔凹凸模刃口尺寸計(jì)算 33 第四章 主要零部件設(shè)計(jì) 35 41模架的選用 35 42沖孔凸模 35 43沖

11、孔凹模 36 44卸料部件的設(shè)計(jì) 37 com的設(shè)計(jì) 37 com釘?shù)倪x用 38 45導(dǎo)向裝置的選用 39 com選用 39 com選用 40 46頂件裝置的選用 41 47壓力機(jī)的選擇 43 48緊固件的選擇 44 第五章 修邊沖孔模具CAD建模裝配及虛擬裝配仿真 47 51 CAD平臺(tái)簡(jiǎn)介 47 com CATIA功能模塊簡(jiǎn)介 47 com CATIA系統(tǒng)特點(diǎn) 50 com CATIA應(yīng)用領(lǐng)域 52 52計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)建模方法 53 com 產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模流程及發(fā)展 53 com 幾何實(shí)體建模方法要點(diǎn) 54 53 修邊沖孔模具實(shí)體模型建模過(guò)程 56 co

12、m依據(jù)二維圖紙建立零件的理論模型 56 com 修邊沖孔模具組件模型 56 54 修邊沖孔模具虛擬裝配 61 com 基于CATIA的虛擬裝配基本過(guò)程 62 55 修邊沖孔模具電子樣機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真 64 com機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)介 64 com 左右連接板沖孔落料模裝配仿真過(guò)程 66 56 設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖 69 第六章 結(jié)論與展望 73 61 論文主要工作結(jié)論 73 62 對(duì)今后工作的展望 73 致 謝 75 參考文獻(xiàn) 77 前言 自從進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)我們國(guó)家的汽車制造業(yè)就迅速膨脹起來(lái)從上海大眾到廣東東風(fēng)從通用汽車到天津吉利從釀酒到進(jìn)軍汽車模具產(chǎn)業(yè)的四川五糧液集團(tuán)

13、掀起一股涉及行業(yè)內(nèi)由大型卡車到小型汽車生產(chǎn)的調(diào)整老牌汽車基礎(chǔ)上出現(xiàn)新的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)跨行業(yè)的進(jìn)入性競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)一片大好 板料沖壓成形以其生產(chǎn)效率高操作簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化處理過(guò)程適合成批生產(chǎn)零件表面光潔美觀尺寸精度穩(wěn)定互換性好成本底在材料消耗不多的情況下可以獲得強(qiáng)度高剛度大而重量輕的零件可得到其它加工方法難以實(shí)現(xiàn)的或無(wú)法加工的復(fù)雜形狀零件這些特點(diǎn)符合了汽車制造業(yè)面對(duì)市場(chǎng)挑戰(zhàn)的要求因此在汽車制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用 基于沖壓模具加工具有以上的特點(diǎn)聯(lián)系本次設(shè)計(jì)又由于汽車變速器加強(qiáng)板是薄板料的成型件可引入沖壓模具來(lái)進(jìn)行加工故可采用連續(xù)沖壓技術(shù)和采用復(fù)合模進(jìn)行加工在保證沖裁和拉深質(zhì)量的條件下

14、可以提高加工的效率能達(dá)到交貨期短精度高質(zhì)量好價(jià)格低的要求然而由于模具的設(shè)備較龐大能耗高目前的模具設(shè)計(jì)到制造出成套的模具的周期還較長(zhǎng)故不利于模具的更新?lián)Q代所以采用如此加工辦法來(lái)加工應(yīng)該考慮的沖壓件的批量的大小由于汽車變速器加強(qiáng)板是汽車上的零件屬于大批量的生產(chǎn)所以值得設(shè)計(jì)一套沖壓模具 本次設(shè)計(jì)立足于基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用和面向應(yīng)用性的一個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)從我們國(guó)家現(xiàn)有的工業(yè)技術(shù)狀況和標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)計(jì)算后對(duì)實(shí)現(xiàn)汽車變速器加強(qiáng)板的沖壓加工的整套模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并對(duì)其進(jìn)行裝配并進(jìn)行相應(yīng)分析實(shí)現(xiàn)了對(duì)大批量汽車變速器加強(qiáng)板的模具設(shè)計(jì)運(yùn)用了CAD 畫(huà)圖軟件對(duì)裝配圖繪畫(huà)和對(duì)重要零件工程圖繪畫(huà)節(jié)約了手工繪圖的時(shí)間提高了制圖效率縮短模

15、具制造時(shí)間第一章 緒論 11 引言 沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大勞動(dòng)量大嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高隨著當(dāng)今科技的發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來(lái)沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率減輕工人負(fù)擔(dān)具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值 12冷沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 com發(fā)展現(xiàn)狀 改革開(kāi)放以來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)近年來(lái)模具工業(yè)一直以15左右的增長(zhǎng)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(guó)有專業(yè)模具廠外集體合資獨(dú)資和私

16、營(yíng)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(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)科龍美的康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家 當(dāng)今世界正進(jìn)行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整一些模具制造逐漸向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移中國(guó)正成為世界模具大國(guó)近年來(lái)外資對(duì)我國(guó)模具行業(yè)投入量增大工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化這代表著我國(guó)模具行業(yè)迎來(lái)新一輪的發(fā)展機(jī)遇也代表著面臨國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和高品質(zhì)制品的挑戰(zhàn) 有數(shù)據(jù)顯示我國(guó)目前模具總產(chǎn)值已躍居世界第三僅次于日本和美國(guó)其中汽車摩托車家電行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)據(jù)權(quán)威報(bào)告中國(guó)已成為第一制造大國(guó) 我國(guó)模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世

17、界第三但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多其差距主要表現(xiàn)在下列六方面 1 國(guó)內(nèi)自配率不足80其中中低檔模具供過(guò)于求中高檔模具自配率不足60 2 企業(yè)組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間分廠專業(yè)模具廠也大多數(shù)是大而全小而全的組織形式國(guó)外模具企業(yè)大多是小而專小而精模具自產(chǎn)自配比例高達(dá)50以上國(guó)外70以上是商品模具國(guó)內(nèi)模具總量中屬大型精密復(fù)雜長(zhǎng)壽命模具的比例只有30左右國(guó)外在50以上進(jìn)出口之比2003年為411進(jìn)出口相抵后凈進(jìn)口為103億美元為凈進(jìn)口量最大的國(guó)家 3 模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比

18、國(guó)際先進(jìn)水平低許多而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在精度型腔表面粗糙度壽命及模具的復(fù)雜程度工藝水平低主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)加工工藝裝備等方面 4 開(kāi)發(fā)能力弱經(jīng)濟(jì)效益欠佳我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低水平也較低不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)在市場(chǎng)中常處于被動(dòng)地位我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右而模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15-20萬(wàn)美元有的甚至達(dá)到25-30萬(wàn)美元由此而來(lái)的是我國(guó)模具企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益差大都微利國(guó)有企業(yè)總體虧損缺乏后勁 5 模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70以上國(guó)內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率只有45左右

19、6 與國(guó)際先進(jìn)水平相比模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后技術(shù)落后易被發(fā)現(xiàn)管理落后易被忽視國(guó)內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理模式真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多 com概念特點(diǎn)及應(yīng)用 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對(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通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工且主要是采用板料來(lái)加工成形所需零件所以也叫冷沖壓或板料沖壓沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一隸屬于材料成形工程技術(shù) 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具簡(jiǎn)稱沖模沖模是將材料批量加工成所需沖件的專用工具沖模在沖壓中至關(guān)重要沒(méi)有符合要求的沖模批量沖壓生產(chǎn)就難以

20、進(jìn)行沒(méi)有先進(jìn)的沖模先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn) 與機(jī)械加工及塑性加工的其他方法相比沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)如下 1 沖壓加工的生產(chǎn)效率高且操作方便易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化 2 沖壓是由模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度且一般不破壞沖壓材料的表面質(zhì)量而模具的壽命一般較長(zhǎng)所以沖壓件的質(zhì)量穩(wěn)定互換性好具有一模一樣的特征 3 沖壓可制造出尺寸范圍較大形狀較復(fù)雜的零件如小到鐘表的秒針大到汽車縱梁覆蓋件等加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)沖壓件的強(qiáng)度和剛度均較高 4 沖壓一般沒(méi)有切削碎料生成材料的消耗較少且不需其他的加熱設(shè)備因而是一種省料節(jié)能的加

21、工方法沖壓件的成本較低 但是沖壓加工所使用的模具一般具有專用性有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形且模具制造的精度高技術(shù)要求高是技術(shù)密集形產(chǎn)品所以只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)利益 沖壓在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛相當(dāng)多的工業(yè)部門越來(lái)越多地采用沖壓方法加工產(chǎn)品零部件如汽車農(nóng)機(jī)儀器電子航空航天家電及輕工等行業(yè)在這些部門中沖壓件所占的比重都相當(dāng)大少則60以上多則90以上不少過(guò)去用鍛造鑄造和切削加工方法制造的零件現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕剛度好的沖壓件所代替因此可以說(shuō)如果生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)

22、率提高產(chǎn)品質(zhì)量降低生產(chǎn)成本進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的 com沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 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(jià)格低的要求服務(wù)達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng) 1 模具設(shè)計(jì)新技術(shù)的應(yīng)用 a CADCAMCAE技術(shù) 模具CADCAMCAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步普及CADCAMCAE技術(shù)的條件已基本成熟各企業(yè)將加大CADCAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CADCAMCAE技術(shù)跨地區(qū)跨企業(yè)跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合使虛擬制造成為可能

23、b 掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)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(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集自動(dòng)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 2 模具先進(jìn)制造技術(shù)的推廣及應(yīng)用 a 高速銑削加工 國(guó)外近年來(lái)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(diǎn)高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展對(duì)汽車家電行業(yè)中大

24、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  b 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(jiǎn)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(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展 c 先進(jìn)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(lái)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

25、處理模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積 TiNTiC等 等離子噴涂等技術(shù)  d 自動(dòng)化智能化加工系統(tǒng) 模具表面的質(zhì)量對(duì)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(dòng)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(shì)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合配有隨行定位夾具或定位盤有完整的機(jī)具刀具數(shù)控庫(kù)有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng) 3 模具標(biāo)準(zhǔn)化 我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30左右國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80左右 13選題意義及主要研究?jī)?nèi)容 com 選題意義 專家認(rèn)為模

26、具行業(yè)沖壓模的比例將不斷提高隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化方向發(fā)展沖壓模的數(shù)量壽命和復(fù)雜程度將提出越來(lái)越高的要求其精度和復(fù)雜程度也將隨著相應(yīng)提高從以上的內(nèi)容可以看出模具正在向一個(gè)更高精度和復(fù)雜度上發(fā)展在這期間需要充足的理論知識(shí)來(lái)支撐這個(gè)發(fā)展所以沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造具有很強(qiáng)的時(shí)代進(jìn)步意義 冷沖壓模具設(shè)計(jì)是為材料成型及控制工程專業(yè)鍛壓學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié) 其目的是 1 綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和 提高學(xué)生獨(dú)立工作的能力 2 鞏固與擴(kuò)充冷沖壓模具設(shè)

27、計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟 3 掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能如計(jì)算繪圖查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等 我選擇的題目正好是關(guān)于冷沖壓這個(gè)方面的內(nèi)容通過(guò)我對(duì)沖壓模具方面書(shū)籍的查閱使我對(duì)沖壓模具的設(shè)計(jì)有了系統(tǒng)化的理解況且我今后要從事這個(gè)方面的工作這次的設(shè)計(jì)也是一次很好的學(xué)習(xí)和鍛煉的過(guò)程所以我選擇了汽車變速器加強(qiáng)板修邊沖孔工藝及其模具設(shè)計(jì)這個(gè)題目汽車變速器加強(qiáng)板是一個(gè)普通的沖壓零件通過(guò)對(duì)它工藝性的分析和相關(guān)尺寸的計(jì)算從而展開(kāi)了對(duì)該零件的模具設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)自學(xué)和老師的講解逐漸地掌握了相關(guān)的知識(shí)我做這個(gè)題目的最大收獲就是明白了設(shè)計(jì)的思想在這個(gè)思想的指導(dǎo)

28、下我完成了下面的設(shè)計(jì)內(nèi)容 com 主要研究設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 題目來(lái)源 題目名稱變速器加強(qiáng)板修邊沖孔模具設(shè)計(jì) 題目來(lái)源生產(chǎn)實(shí)際 題目類別畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 研究目的和意義 沖壓工藝是指沖壓加工的具體方法各種沖壓工序的總和和相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)沖壓加工是利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)模具里的板料施加變形力使板料在模具里產(chǎn)生變形從而獲得一定形狀尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)由于沖壓加工經(jīng)常在材料的冷狀態(tài)下進(jìn)行因此也稱冷沖壓沖壓加工的原材料一般為板料或帶料故也稱板料沖壓生產(chǎn)中為滿足沖壓零件形狀尺寸精度批量原材料性能等方面的要求采用多種多樣的沖壓加工方法概括起

29、來(lái)沖壓加工可以分為分離工序與成型工序兩大類分離工序又分為落料沖孔和剪切等其目的是沖壓過(guò)程中使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離成形工序分為彎曲拉深翻邊脹形縮口等目的是使沖壓毛坯在不被破壞的條件下發(fā)生塑性變形并轉(zhuǎn)化成所要求的制件形沖壓加工技術(shù)主要是利用沖壓設(shè)備和模具實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬材料板材的加工過(guò)程沖壓加工有以下特點(diǎn) 大多是金屬塑性加工是金屬整體性保持的前提下依靠塑性變形發(fā)生物質(zhì)轉(zhuǎn)移來(lái)實(shí)現(xiàn)工件形狀和尺寸變化的切屑量相對(duì)較小因而材料的利用率高沖壓的加工過(guò)程中除尺寸和形狀發(fā)生改變外金屬的組織性能也能得到改善和提高經(jīng)過(guò)塑性加工將使其結(jié)構(gòu)致密粗晶粒破碎細(xì)化和均勻從而使性能提高 此外塑性流動(dòng)

30、所產(chǎn)生的流線也能使其性能得到改善加工過(guò)程便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)化自動(dòng)化適于大批量生產(chǎn)因而勞動(dòng)生產(chǎn)率高成型件的精度高可實(shí)現(xiàn)少無(wú)切削加工有些大型的薄板金屬件如汽車的覆蓋件只能通過(guò)沖壓模具成型來(lái)加工 基于沖壓模具加工具有以上的特點(diǎn)聯(lián)系本次設(shè)計(jì)由于本課題汽車變速桿加強(qiáng)板是薄板料的成型件可引入沖壓模具來(lái)進(jìn)行加工故可采用連續(xù)沖壓技術(shù)和采用復(fù)合模進(jìn)行加工在保證沖壓拉深質(zhì)量的條件下可以提高加工的效率能達(dá)到交貨期短精度高質(zhì)量好價(jià)格低的要求然而由于模具的設(shè)備較龐大能耗高目前的模具設(shè)計(jì)到制造出成套的模具的周期還較長(zhǎng)故不利于模具的更新?lián)Q代所以采用如此加工辦法來(lái)加工應(yīng)考慮的沖壓件的批量的大小由于汽車變速桿加強(qiáng)

31、板屬于大批量的生產(chǎn)所以值得設(shè)置一套沖壓模具 14 發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向 com 國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì) 目前一些工業(yè)先進(jìn)國(guó)家都擁有世界水平的沖壓公司和沖壓技術(shù)而板料沖壓的出現(xiàn)要比它晚10 年左右的時(shí)間在板材沖壓成形中經(jīng)歷了三次大的革命性進(jìn)程1849 年出現(xiàn)的手動(dòng)曲柄式壓力機(jī)是薄板成形的第一塊里程碑它標(biāo)志著機(jī)械式薄板成形的開(kāi)始1879 年Adamso 研究開(kāi)發(fā)碳鋼和鐵的機(jī)械性能并提出了擴(kuò)孔試驗(yàn)的單拉伸試驗(yàn)隨后各種成形工藝及模擬試驗(yàn)相繼出現(xiàn)薄板成形從手工作坊走向工廠大多數(shù)手工工具被大型模具及機(jī)器所取代勞動(dòng)生產(chǎn)率得到了空前的提高 近年來(lái)模具工業(yè)一直以15左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展模具工業(yè)企業(yè)的所有制

32、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)展浙江寧波和黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng)廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)科龍美的康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家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(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā) 經(jīng)過(guò)多年的努力 在模具設(shè)計(jì)CADCAECAM 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)據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料2004

33、年我國(guó)沖壓模具總產(chǎn)出約為220 億元其中出口075 億美元約合62 億元根據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料2004 年我國(guó)共進(jìn)口沖壓模具561 億美元約合466 億元從上述數(shù)字可以得出2004 年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)總規(guī)模約為2666 億元其中國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總需求為2604 億元總供應(yīng)約為2138 億元市場(chǎng)滿足率為82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(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量成本和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力的重要性而模具制造是整個(gè)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(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)的生存空間雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)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

34、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CADCAECAM 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)壽命模具依賴進(jìn)口 沖壓技術(shù)仍在繼續(xù)進(jìn)入新的技術(shù)領(lǐng)域它將以更快的速度發(fā)展發(fā)展方向?qū)⑼怀鼍舻男枨髮⒏涌茖W(xué)化數(shù)字化可控化等幾個(gè)方向而人工智能技術(shù)智能化控制從實(shí)驗(yàn)階段投入真正的大幅度的使用階段將給整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域造成新的局面 com 發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn) 從普通沖裁到精密沖裁普通成型到精密成型塑性到超塑性成型的研究各種性的成型工藝日新月異沖壓件的成型精度日趨精確生產(chǎn)率也有了極大提高沖壓加工到了高質(zhì)量高精度的水平現(xiàn)在的精密沖

35、裁主要對(duì)象是對(duì)平板零件進(jìn)行沖裁過(guò)去精密沖裁只能對(duì)5-8mm 以下的薄板進(jìn)行加工而現(xiàn)在可以厚達(dá)到25mm 的厚板實(shí)現(xiàn)精密沖裁 由于采用了計(jì)算機(jī)輔助工程CAE沖壓成型從原來(lái)的對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過(guò)程的模擬與分析以實(shí)行沖壓過(guò)程中的優(yōu)化設(shè)計(jì)此外對(duì)材料的成形性能和成形極限的研究沖壓成形難度的判定以及成形預(yù)報(bào)等技術(shù)的發(fā)展都標(biāo)志沖壓成形已經(jīng)從原來(lái)的經(jīng)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)分析階段開(kāi)始走上由沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)階段使沖壓成形走向計(jì)算機(jī)輔助工程化和智能化的發(fā)展道路為了適應(yīng)大批量高效生產(chǎn)的需要在沖壓模具和設(shè)備上廣泛應(yīng)用了各種自動(dòng)化的進(jìn)出料機(jī)構(gòu)例如在汽車的覆蓋件專門配置了機(jī)械手這不僅提高了

36、生產(chǎn)效率而且增加了沖壓工作人員的安全性各種中小型沖壓件廣泛采用多任務(wù)位級(jí)進(jìn)模多任務(wù)位或告訴壓力機(jī)為了適應(yīng)多種產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)不斷更換模具的需要而將柔性制造系統(tǒng)的概念引入模具成形生產(chǎn)而沖壓加工中心的出現(xiàn)正標(biāo)志著沖壓向著自動(dòng)化發(fā)展 未來(lái)沖壓技術(shù)主攻方向會(huì)是一種將控制論信息技術(shù)數(shù)理邏輯優(yōu)化理論計(jì)算機(jī)科學(xué)與板料成型理論有機(jī)結(jié)合而產(chǎn)生的綜合的新技術(shù)就是智能化沖壓 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)方案分析 21 零件的分析 com容 1 問(wèn)題描述本課題是針對(duì)所給沖壓件的具體要求設(shè)計(jì)沖壓件的沖壓工藝及其模具沖壓件外形及尺寸見(jiàn)圖2-1圖2-2圖2-3圖2-4圖2-5變速桿加強(qiáng)板材料St

37、14 HFC 008Mn 040P 0020S 0030Al 0025德國(guó)的普通結(jié)構(gòu)鋼強(qiáng)度極限 270～350延伸率大于42和普通低碳鍍鋅板相比硬度高但是可塑性和韌性差料厚t 20mm大批量生產(chǎn) 圖2-1 修邊沖孔工藝面三維圖 圖2-2 修邊沖孔坯料三維圖 圖2-3 修邊沖孔工藝面性能數(shù)據(jù) 圖2-4 修邊沖孔工藝圖 圖2-5 變速桿加強(qiáng)板零件圖 2 具體應(yīng)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容有 ①模具整體方案設(shè)計(jì)包括零件的工藝分析模具類型的確定壓力中心計(jì)算刃口尺寸計(jì)算壓力機(jī)選擇定位方案推件出件裝置的確定等 ②模具整體裝配圖和模具主要零件圖的設(shè)計(jì) ③模具三維圖的繪制分析 ④模具運(yùn)

38、動(dòng)動(dòng)態(tài)模擬分析和裝配分析 ⑤編寫(xiě)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文或者設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 本研究主要是研究沖壓過(guò)程中的工藝性沖裁間隙凸凹模刃口尺寸的確定排樣沖壓力與壓力的中心的計(jì)算完成本課題后可獲得以下成果 ①熟練掌握沖壓模具設(shè)計(jì)過(guò)程完成工藝設(shè)計(jì)完成一套完整的模具設(shè)計(jì)電腦繪制出模具的裝配圖和零件圖 ②熟練掌握三維零件的繪制和裝配制作 ③獲得一副沖裁模具的設(shè)計(jì)技術(shù)與圖紙沖裁過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案撰寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) com的主要問(wèn)題 重點(diǎn)解決的是如何合理實(shí)現(xiàn)修邊沖孔工藝的模具設(shè)計(jì) 由于變速桿加強(qiáng)板的零件形狀復(fù)雜難點(diǎn)是合理地設(shè)計(jì)修邊沖孔工序并準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)模具的刃口配合尺寸

39、保證沖壓件的成形及成型質(zhì)量 22 設(shè)計(jì)方案及分析 com工原理 沖裁是利用沖模在壓力機(jī)上使板料分離的一種沖壓工藝它包括切斷落料沖孔修邊切口等多種工序但一般說(shuō)來(lái)主要是落料和沖孔工序 沖裁變形過(guò)程可分為四個(gè)階段 圖2-6 沖裁變形過(guò)程 第一階段彈性變形階段 凸模與材料接觸后先將材料壓平繼而凸模及凹模刃口壓入材料中由于彎曲力矩的作用材料不僅產(chǎn)生彈性壓縮且略有彎曲隨著凸模繼續(xù)壓入材料在刃口部分所受的應(yīng)力也逐漸增大到一定程度時(shí)材料內(nèi)應(yīng)力達(dá)到彈性極限此為材料的彈性變形階段 第二階段塑性變形階段 凸模繼續(xù)壓入壓力增加材料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到屈服極限產(chǎn)生塑性變形隨著塑

40、性變形程度的增大材料內(nèi)部的拉應(yīng)力和彎矩隨之增大變形區(qū)材料硬化加劇當(dāng)壓入深度達(dá)到一定程度時(shí)刃口附近材料的應(yīng)力值達(dá)到最大值此為塑性變形階段 第三階段裂紋延伸階段 凸模壓入在塑性變形進(jìn)行到一定程度時(shí)材料的內(nèi)應(yīng)力達(dá)到剪切強(qiáng)度極限時(shí)材料在刃口出出現(xiàn)裂紋并且隨著凸模的繼續(xù)壓入裂紋沿刃口方向延伸擴(kuò)展 第四階段斷裂分離階段 凸模壓入深度達(dá)到一定程度時(shí)先后在凹凸模刃口側(cè)面產(chǎn)生裂紋裂紋產(chǎn)生后沿最大剪應(yīng)力方向向材料內(nèi)層發(fā)展當(dāng)凹凸模刃口處的裂紋相遇重合時(shí)材料便被剪斷分離 23零件沖裁工藝分析 沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性即沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀尺寸及公差等技術(shù)要求是否是否符合沖裁加

41、工的工藝要求 圖2-7 汽車變速器加強(qiáng)板實(shí)物圖 汽車變速器加強(qiáng)板的零件實(shí)物圖如圖2-7所示其加工工藝分為四個(gè)步驟拉延--修邊沖孔翻邊沖孔本設(shè)計(jì)為其中的修邊沖孔工序所用材料為第一步經(jīng)拉延工序完成后的金屬板料此板料具有拉延后的拉延曲面可作為本設(shè)計(jì)的定位面 圖2-1圖2-2圖2-3圖2-4所示為修邊沖孔工藝零件工藝參數(shù)修邊量11887mm沖孔部分是兩個(gè)直徑111mm的孔周長(zhǎng)和697mm 從接觸面的工藝孔來(lái)保證此零件上的修邊位置及小孔位置是該零件設(shè)計(jì)需要做的重點(diǎn)工作該零件的毛坯的外形尺寸較大修邊位置靠沖孔后形成的定位曲面來(lái)確定沖孔則需要靠保持凸模和凹模之間的刃口尺寸相

42、對(duì)位置來(lái)保證 本工序所需的板料尺寸較大在完成修邊沖孔工序后為方便取下廢料應(yīng)該在修邊沖孔工藝后對(duì)廢料板進(jìn)行裁剪根據(jù)廢料的形狀擬將廢料板切成四塊并在模具上設(shè)計(jì)滑道方便廢料自動(dòng)滑出 com 沖裁件最小孔間距的校核 根據(jù)沖壓手冊(cè)查得料厚為20mm的凸凹模最小壁厚為49mm 通過(guò)幾何關(guān)系計(jì)算本零件的最小孔間距為 a 220mm 67mm 因此該零件的最小孔間距滿足凸凹模的最小壁厚要求 com 沖裁件最小孔邊距的校核 同樣根據(jù)沖壓手冊(cè)查得材料厚為30的凸凹模最小壁厚為67mm通過(guò)幾何關(guān)系計(jì)算本零件最外圈孔離零件邊緣的最小

43、邊距為 a 178mm 49mm 因此該零件的最小孔邊距滿足凸凹模的最小壁厚要求 com精度的分析 沖裁件內(nèi)外形的經(jīng)濟(jì)精度不高于GB1800-79IT11級(jí)一般要求落料件精度最好低于IT10沖孔件最好低于IT9級(jí) 經(jīng)過(guò)對(duì)零件圖的觀察分析之后該零件為汽車變速器加強(qiáng)板加強(qiáng)變速器的機(jī)械性能對(duì)外觀要求不高對(duì)整個(gè)零件曲面精度要求較高為了保證成形尺寸及精度要求拉延工序使用精度較高的拉延模具在修邊沖孔工序中對(duì)沖孔模具和修邊模具的相對(duì)位置有較高的要求可通多改善這些方面的模具精度來(lái)提高零件的生產(chǎn)精度 24擬訂工藝方案 com藝方案確定 首先根據(jù)

44、零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序沖壓該零件需要的基本工序由剪切或落料沖孔切廢料 通過(guò)對(duì)制件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和工藝方案的確定可采用的沖裁方案及模具形式為 方案一先沖孔后落料單工序模生產(chǎn) 方案二沖孔落料復(fù)合沖壓復(fù)合模生產(chǎn) 方案三沖孔落料級(jí)進(jìn)沖壓級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 分析各工序有 方案一是單工序模生產(chǎn)單工序模是在沖壓的一次行程過(guò)程中只能完成一個(gè)沖壓工序的模具 方案二是復(fù)合模生產(chǎn)復(fù)合模是在沖壓的一次行程過(guò)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 方案三是級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)級(jí)進(jìn)模是多任務(wù)序沖模在一副級(jí)進(jìn)模上可對(duì)形狀十分復(fù)雜的沖壓件進(jìn)行

45、沖裁彎曲拉深成型等工序 表2-1 單工序模復(fù)合模和連續(xù)模的特點(diǎn)比較 項(xiàng)目 單工序模 復(fù)合模 連續(xù)模 沖壓精度 一般較低 中高級(jí)精度 中高級(jí)精度 原材料要求 不嚴(yán)格 除條料外小件也可用邊角料 條料或卷料 沖壓生產(chǎn)率 低 較高 高 實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化 自動(dòng)化的可能性 較易尤其適合于 在多工位壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 難只能在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械操作 容易尤其適合于在單 機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 生產(chǎn)通用性 好適合于中小批量生產(chǎn)及大型件的大量生產(chǎn) 較差僅適合于大批量生產(chǎn) 較差僅適合于中小型零件的大批量生產(chǎn) 沖模制造的復(fù)雜 性和價(jià)格 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造周期短價(jià)格低 結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造難度大價(jià)格高 結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造和

46、調(diào)整難度大價(jià)格與工位數(shù)成比例上升 綜上所述對(duì)以上兩個(gè)方案從模具結(jié)構(gòu)材料利用率生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率以及自動(dòng)化程度等多方面因素考慮最終選擇第二套方案 com 模具形式與結(jié)構(gòu)比較 模具的結(jié)構(gòu)形式很多可根據(jù)沖壓件的形狀尺寸精度材料性能和生產(chǎn)批量及沖壓設(shè)備模具加工條件工藝方案等設(shè)計(jì)在滿足沖壓件品質(zhì)要求的前提下力求模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造周期短成本低生產(chǎn)效率高壽命長(zhǎng) 1 根據(jù)沖壓件的形狀和尺寸確定凸凹模的加工精度結(jié)構(gòu)形式和固定方法 2 根據(jù)毛坯的特點(diǎn)沖壓件的精度和生產(chǎn)批量確定定位導(dǎo)料和擋料方式 3 根據(jù)工件和廢料的形狀大小確定進(jìn)料出件和排出廢料的方式

47、 4 根據(jù)板料的厚度和沖壓件的精度要求確定壓料與卸料方式壓料或不壓料彈性卸料或剛性卸料 5 根據(jù)生產(chǎn)批量確定操作方式手工操作自動(dòng)或半自動(dòng)操作 6 根據(jù)沖壓件的特征和對(duì)模具壽命的要求確定合理的模具加工精度選取合理的導(dǎo)向方式和模具固定方式 7 根據(jù)所使用的設(shè)備確定模具的安裝與固定方式 模具總體結(jié)構(gòu)形式的確定是設(shè)計(jì)時(shí)必須先解決的問(wèn)題也是沖摸設(shè)計(jì)的關(guān)鍵它直接影響沖壓件的質(zhì)量成本和沖壓生產(chǎn)的水平模具類型的選定應(yīng)以合理的沖壓工藝為基礎(chǔ)根據(jù)沖壓件的形狀尺寸精度要求材料性能生產(chǎn)批量沖壓設(shè)備模具加工條件等多方面的因素做綜合的分析研究并比較其綜合經(jīng)濟(jì)效果以期在滿足

48、沖壓件質(zhì)量的要求的前提下達(dá)到最大限度地降低沖壓件的生產(chǎn)成本確定模具的結(jié)構(gòu)形式時(shí)必須解決以下方面的問(wèn)題 1 模具類型簡(jiǎn)單模連續(xù)模復(fù)合模等 2 操作方式手工操作自動(dòng)化操作半自動(dòng)化操作 3 進(jìn)出料方式根據(jù)原材料的型式確定進(jìn)料的方法取出和整理零件的方法原料定位方法 4 壓料與卸料方式壓料或不壓料彈性或鋼性卸料 5 模具精度根據(jù)沖壓件的特點(diǎn)確定合理的加工精度選取合理的導(dǎo)向方式及模具的固定方法等 除生產(chǎn)批量生產(chǎn)成本沖壓件的質(zhì)量要求外在設(shè)計(jì)沖模時(shí)還必須對(duì)其維修性能操作方便安全性特別是手工操作模的安全方面等予以充分的注意 com 模具總體

49、設(shè)計(jì) com1操作方式 零件的生產(chǎn)批量較大但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式提高經(jīng)濟(jì)效益 com2定位方式 本設(shè)計(jì)為修邊沖孔工序所用材料為第一步經(jīng)拉延工序完成后的金屬板料此板料具有拉延后的拉延曲面可作為本設(shè)計(jì)的定位面 com3卸料方式 剛性卸料與彈性卸料的比較 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)常用于較硬較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大單邊間隙取02～05t當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板主要用于卸料力較大材料厚度大于

50、2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場(chǎng)合 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用沖件比較平整卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇01～02t若彈壓卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙常用作落料模沖孔模正裝復(fù)合模的卸料裝置

51、

52、

53、

54、

55、

56、

57、

58、

59、 工件面為曲面料厚為2mm相對(duì)較薄卸料力較大由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便操作者可以看見(jiàn)條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性力不會(huì)損傷工件表面故可采用彈性卸料 com4出件方式 因采用復(fù)合模生產(chǎn)故采人工前后出件為佳 com5確定送料方式 因選用的沖壓設(shè)備為開(kāi)式壓力機(jī)采用縱向送料方式即由前向后送料 com6確定導(dǎo)向方式 方案一采用對(duì)角導(dǎo)柱模架由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上所以

60、上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模復(fù)合模 方案二采用后側(cè)導(dǎo)柱模架由于前面和左右不受限制送料和操作比較方便因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)工作時(shí)偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損嚴(yán)重影響模具使用壽命且不能使用浮動(dòng)模柄 方案三四導(dǎo)柱模架具有導(dǎo)向平穩(wěn)導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠剛性好等優(yōu)點(diǎn)常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架 方案四中間導(dǎo)柱模架導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上導(dǎo)向平穩(wěn)準(zhǔn)確但只能一個(gè)方向送料 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式為提高模具壽命和工件質(zhì)量采用四導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式即方案一最佳 com7沖裁質(zhì)量模具磨損與潤(rùn)滑

61、 1 沖裁質(zhì)量 沖裁件的翹曲沖裁件與沖孔的粗糙斷面除用精密沖裁方法外都是不可避免的在普通沖裁中這張缺陷是由于在裁斷部分凸模和凹模力不重合形成了彎矩以及材料剪斷時(shí)板平面內(nèi)受到的拉應(yīng)力造成的其主要原因是間隙彎曲造成工件翹曲拉應(yīng)力增加了斷面的粗糙度為了提高沖裁件與沖孔質(zhì)量具體方法時(shí)看 a 盡量用最小的合理間隙 b 用壓板壓緊凹模面上的板料不使其翹曲 c 用強(qiáng)有力的頂件裝置對(duì)沖裁件施加反力也是為了不使其翹曲 d 減小搭邊寬度以減小拉應(yīng)力搭邊小時(shí)會(huì)將沖裁轉(zhuǎn)變?yōu)檎藜磳⒓魯嘧優(yōu)榍邢餍再|(zhì)但這是不易做到的而且影響進(jìn)料和模具壽命 e 用適

62、當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑 2 模具磨損與潤(rùn)滑 間隙小對(duì)模具壽命不利應(yīng)視具體要求采用適當(dāng)大的間隙加快磨損和惡化沖裁件質(zhì)量的一大原因是金屬件的粘貼粘貼的原因是粘貼的基本原因是金屬間的附著力無(wú)氧化干凈光潔的表面和相同的材料容易造成分子間的吸附條件高溫高壓和塑性變形會(huì)加強(qiáng)這種作用強(qiáng)度小的金屬容易失去金屬粘到強(qiáng)大的金屬上又基于高溫是粘貼的有利條件故金屬粒總是容易貼到導(dǎo)熱性差的金屬上模具材料與沖裁材料相比總是強(qiáng)大而導(dǎo)熱性低故總是強(qiáng)度小的沖裁材料貼在模具上 粘貼后是材料與模具間的摩擦變成了材料與材料之間的摩擦大大提高了摩擦力和摩擦熱更加劇了粘貼并惡化了沖裁質(zhì)量基于第二個(gè)理由拋光的凸模不如車削的凸模

63、車削的凸模表面其脫料力比拋光的凸模表面低壽命比拋光的長(zhǎng)故沖裁工作面并不是愈光潔愈好尤其是在容易粘貼的情況下如此對(duì)于細(xì)凸模由于熱容量小在沖裁中溫度迅速升高粘貼后脫料力大大增加凸模會(huì)被脫料力拉斷凹模由于質(zhì)量大散熱容易切潤(rùn)滑劑匯集溫度升高不顯著故粘貼現(xiàn)象較小為了避免同類材料之間的吸附作用沖裁鋼材使對(duì)凸凹模鍍鉻是一個(gè)減輕粘貼的方法沖裁對(duì)潤(rùn)滑劑的要求降溫比潤(rùn)滑本身的作用更重要用機(jī)油反而會(huì)提高脫料力而切削用的冷卻劑可是脫料力降低15-60％減輕粘貼現(xiàn)象提高模具壽命也可以用水和一般潤(rùn)滑油比為201的稀釋潤(rùn)滑劑進(jìn)行沖裁這樣存留在沖裁件上的殘跡不顯著也便于清除 第三章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 31基本尺寸計(jì)算 c

64、om寸 所用毛坯尺寸410mm580mm com料利用率 沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo) 材料利用率η＝?jīng)_裁面積毛胚面積 0105mm20238mm2 441％ 32沖壓力的計(jì)算 com的計(jì)算 用平刃沖裁時(shí)其沖裁力F一般按下式計(jì)算 F KLtτb 《沖壓工藝學(xué)》2-10 式中　　F沖裁力 L沖裁周邊長(zhǎng)度 　 　　　t材料厚度 　　 　 τb材料抗剪強(qiáng)度　　　

65、 K系數(shù)系數(shù)Ｋ是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中模具間隙值的波動(dòng)和不均勻刃口磨損板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)一般?。?13 查表取τb 320Mpa且t 20mm用CATIA軟件測(cè)算 見(jiàn)圖3-1 修邊周長(zhǎng)L1 1188773mm沖孔周長(zhǎng)總和L2 697mm 圖3-1 修邊周長(zhǎng)尺寸 所以 F KLtτb 13 1188773697 32020 732892KN com頂件力卸料力的計(jì)算 推件力 F1 n K1F 頂件力 F2 K2F

66、 卸料力 F3 K3F　　 F沖裁力 n梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料數(shù)量 n ht h直刃口部分的高 mm t材料厚度 mm K1 K2 K3推件力頂件力卸料力系數(shù) 查沖壓手冊(cè)得K1 0055 K2 006 K3 005 代入上述三個(gè)公式得F1 n K1F 40309KN F2 K2F 43974KN F3 K3F 36645KN 采用彈性卸料裝置和上出件方式 所以總沖壓力F0 FF2F3 813511KN 根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果擬選壓力機(jī)規(guī)格為機(jī)械壓力機(jī)公稱壓力1600KN 33模具壓力中心的確定 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置為了確保壓力機(jī)和模具正常工作應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合否則會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生