編號 畢業(yè)設(shè)計 論文 開題報告 題 目 電器開關(guān)過電片級進模的設(shè)計 院 系 機電工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 韋 純 學(xué) 號 1200110423 指導(dǎo)教師單位 機電工程學(xué)院 姓 名 楊運澤 職 稱 講 師 題 目 類 型 理 論 研 究 實 驗 研 究 工 程 設(shè) 計 工 程 技 術(shù) 研 究 軟 件 開 發(fā) 2016 年 3 月 1 日 1 1 畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容 重點和難點等 1 1 課題主要特點及意義 該課題主要針對電器開關(guān)過電片零件 在對電片沖孔 落料和壓彎等成形工藝分 析的基礎(chǔ)上 提出了該零件采用多工位級進模的沖壓方案 根據(jù)零件的形狀尺寸精 度要求 設(shè)計過程中綜合考慮采用 雙列直對排法 排樣 成形側(cè)刃定位 保證工 件的尺寸和形狀為課題的主要特點及意義 該課題主要針對電器開關(guān)過電片零件 在對電片沖孔 落料和壓彎等成形工藝分析的基礎(chǔ)上至精度要求的同時 提高了對 材料的利用率和勞動生產(chǎn)率 本課題涉及知識面廣 綜合性較強 在鞏固大學(xué)所學(xué) 知識的同時 對于提高設(shè)計者的創(chuàng)新能力 協(xié)調(diào)能力等提供了一個好的平臺 1 2 研究內(nèi)容及擬解決的重點難點 本課題主要研究的是級進模的設(shè)計 級進模是在壓力機一次沖程中 在有規(guī)律排 列的幾個工位上分別完成一部分沖裁工序 在最后工序沖出完整工件 因為級進模 是連續(xù)沖壓 生產(chǎn)過程中相當(dāng)于每次沖程沖制一個工件 故生產(chǎn)效率高 級進模沖 裁可以減少模具數(shù)量 操作方便安全 便于實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動化 但它在定位中產(chǎn) 生的累計誤差會影響工件精度 因此級進模多用于生產(chǎn)批量大 精度要求不高 需 要多工序沖裁的小零件加工 根據(jù)零件圖的設(shè)計要求 進行沖壓工藝分析 制定工藝方案 編制零件的加工工 藝過程卡 設(shè)計內(nèi)容還包括 排樣圖設(shè)計 總的沖壓力計算機壓力中心計算 刃口 尺寸計算 凸 凹?；蛲?凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計以及其他沖模零件的設(shè)計 繪制模具裝配 圖和工作零件圖 編寫畢業(yè)設(shè)計說明書 1 研究的基本內(nèi)容 1 沖壓工藝成形方案分析 2 級進模具的設(shè)計 3 級進模具的運動過程 4 模具典型零件的加工工藝分析 5 模具的裝配工藝分析 6 沖壓設(shè)備的選定 2 重點難點問題 1 沖壓工藝方案的優(yōu)化 2 沖壓模具的整體設(shè)計方案確定 3 沖壓力的計算 4 凹 凸模的設(shè)計計算及其優(yōu)化 5 典型模具零件加工方案的確定 2 2 準備情況 查閱過的文獻資料及調(diào)研情況 現(xiàn)有設(shè)備 實驗條件等 2 1 模具的發(fā)展現(xiàn)狀 通過產(chǎn)業(yè)的革新 技術(shù)的提升 我國模具行業(yè)已經(jīng)在整個模具大范圍中逐漸占 據(jù)了自己的位置 同時隨著我國模具產(chǎn)品質(zhì)量等的提升 國內(nèi)模具行業(yè)已經(jīng)成為世 界的焦點 市場也已經(jīng)轉(zhuǎn)移到過來 在未來的行業(yè)發(fā)展中 技術(shù)創(chuàng)新自然是主要 技術(shù)提升是必要 這是行業(yè)高速發(fā)展和市場需求中最重要的條件 我國模具業(yè)雖然 起步晚 前期很長時間也是以低端產(chǎn)品為主要 但是隨著逐漸轉(zhuǎn)型 行業(yè)的新機遇 已經(jīng)擺在了面前 目前 國內(nèi)市場對中高檔模具的需求量很大 其中 家電 汽車 塑料制品行 業(yè)對模具需求最大 據(jù)了解 十二五 期間 模具市場總的趨勢平穩(wěn)向上 但要求 國產(chǎn)模具必須在質(zhì)量 交貨期等方面滿足用戶的需求 國際市場方面 近年來 工業(yè)發(fā)達國家的人工費用增加 其正向發(fā)展中國家特 別是東南亞國家轉(zhuǎn)移 其國內(nèi)以生產(chǎn)高 精模具為主 人工勞動投入量大的模具依 靠進口解決 因此 中低檔的模具國際市場潛力十分巨大 只要國產(chǎn)模具的質(zhì)量能 夠有提高 交貨期能夠保證 模具出口的前景是十分樂觀的 此外 國模具標(biāo)準件 的需求量也很大 目前 我國只有少量出口 2 2 多工位級進模的研究現(xiàn)狀 多工位級進模是在普通級進模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高精度 高效率 長壽命 的模具 是技術(shù)密集型模具的重要代表 是沖模發(fā)展方向之一 這種模具除進行沖 孔落料工作外 還可根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的特點和成形性質(zhì) 完成壓筋 沖窩 彎曲 拉 深等成形工序 甚至還可以在模具中完成裝配工序 沖壓時 將帶料或條料由模具 入口端送進后 在嚴格控制步距精度的條件下 按照成形工藝安排的順序 通過各 工位的連續(xù)沖壓 在最后工位經(jīng)沖裁或切斷后 便可沖制出符合產(chǎn)品要求的沖壓件 為保證多工位級進模的正常工作 模具必須具有高精度的導(dǎo)向和準確的定距系統(tǒng) 配備有自動送料 自動出件 安全檢測等裝置 所以多工位級進模與普通沖模相比 要復(fù)雜 具有如下特點 1 所使用的材料主要是黑色或有色金屬 材料的形狀多為具有一定寬度的長條 料 帶材料或卷料 2 所用的壓力機剛性要足夠 精度好 而且滑塊要能長期承受較大的側(cè)向力 3 送料方式按 步距 間歇或直線連續(xù)送給 4 沖壓的全過程在未完成成品件前的毛坯件始終不離開條料和載體 5 適合大批量中小型產(chǎn)品零件的生產(chǎn) 沖壓精度高 相當(dāng)于 IT10 IT13 6 生產(chǎn)率高 3 7 在一副模具的不同工位上 可以完成多種性質(zhì)的沖壓工序 8 模具綜合技術(shù)含量高 9 可以實現(xiàn)自動化生產(chǎn) 10 模具制造周期較長 11 工作零件采用超硬質(zhì)材料制造 模具壽命長 2 3 級進模沖壓設(shè)備要求 這種沖壓設(shè)備與普通壓力機相比 要求精度高 剛度更好一些 功率 沖次 臺 面尺寸更大一些 制動系統(tǒng)可靠穩(wěn)定 還應(yīng)具備行程可調(diào)等功能 便于級進模的調(diào) 試 用多工位級進模進行沖壓生產(chǎn)時 選取壓力機的行程是不大的 一般以保證沖壓 能順利進行和送料能正常為原則 因此 不同的級進模 由于制件的不同 所取行 程大小雖不完全相同 但總體來說都是較小的范圍 多工位級進模取小行程沖壓 可以保持模架的導(dǎo)柱 導(dǎo)套工作過程始終不脫開 這樣有利于保證沖壓精度 而采 用較小行程對實現(xiàn)高速沖壓 也是十分有力的 沖壓設(shè)備還應(yīng)附有高精度的自動送料裝置和安全保護裝置 這在自動沖壓無人看 管的情況下 保持連續(xù)安全工作十分重要 2 4 多工位級進模的合理應(yīng)用 盡管多工位級進模有許多特點 但由于制造周期相對長些 成本相對高等原因 應(yīng)用時必須慎重考慮 合理選用多工位級進模 應(yīng)符合如下情況 1 制件應(yīng)該是定型產(chǎn)品 而且需要量確實比較大 2 不適合采用單工序模沖制 如某些形狀異常復(fù)雜的制件 如彈簧插頭 接線 端子等 需要多次沖壓才能完成制件的形狀和尺寸要求 若采用單工序沖壓是無法 定位和沖壓的 而只能采用多工位級進模在一副模具內(nèi)完成連續(xù)沖壓 才能獲得所 需制件 3 不適合采用復(fù)合模沖制 某些形狀特殊的制件 例如集成電路引線框 電表 鐵心 微型電動機定 轉(zhuǎn)子片等 使用復(fù)合模是無法設(shè)計與制造模具的 而應(yīng)用多 工位級進模能圓滿解決問題 4 沖壓用的材料長短 厚薄比較適宜 多工位級進模的沖件材料 一般都是條 料 料不能太短 料太短沖壓過程中換料次數(shù)太多 生產(chǎn)效率上不去 料太薄 送 料導(dǎo)向定位困難 料太厚 無法矯直 且太厚的料長度一般較短 不適合用于級進 模 自動送料也困難 5 制件的形狀與尺寸大小適當(dāng) 當(dāng)制件的料厚大于 5mm 外形尺寸大于 250mm 時 不僅沖壓力大 而且模具的結(jié)構(gòu)尺寸大 故不適宜采用級進模 6 模具的總尺寸和沖壓力適用生產(chǎn)車間現(xiàn)有的壓力機大小 必須和壓力機的相 關(guān)參數(shù)匹配 4 參考文獻 1 多工位級進模設(shè)計與制造 陳炎嗣編著 北京 機械工業(yè)出版社 2006 9 2 沖壓工藝與模具設(shè)計實例分析 薛啟翔 北京 機械工業(yè)出版社 2008 4 3 沖壓工藝與模具學(xué) 盧險峰編著 3 版 北京 機械工業(yè)出版社 2014 3 4 李志剛 周永泰 李玉華 開展技術(shù)交流參與國際競爭 EuroMold 2002 參展考 察紀行 模具工業(yè) 2003 6 5 Michael R Duffey et al Knowledge Based Design of Progressive StaMping Dies Journalof Material Processing Technology 6 沖壓模具設(shè)計自動化 季忠 王曉麗 劉韌等編著 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2007 6 7 王智禮 125 電器開關(guān)過電片級進模設(shè)計 模具技術(shù) 2005 5 8 金龍建 洪慎章 鍵盤接插件外殼級進模設(shè)計 鍛壓裝備與制造技術(shù) 2010 4 9 吳維敏 低壓電器銅觸頭少廢料級進模設(shè)計 模具制造 2008 8 10 傅芰 董家權(quán) 電器接插件多工位級進模設(shè)計 模具工業(yè) 2008 8 3 實施方案 進度實施計劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計資料 3 1 實施方案及進度安排 第 1 周 圖書館查找文獻書籍了解級進模的情況 確定成型方案 完成開題報告 第 2 3 周 找相關(guān)手冊 選用各國家標(biāo)準模具 模架等相關(guān)零件 熟悉軟件的應(yīng) 用初步進行三維實體造型 第 4 周 收集關(guān)于多工位級進模具設(shè)計的資料 明確多工位級進模具的組成結(jié) 完成一篇外文翻譯 第 5 7 周 完成模具總圖的設(shè)計 三維造型設(shè)計 第 8 10 周 進行模具零件圖 裝配圖的出圖設(shè)計 第 11 周 完善修改零件圖和裝配圖 第 12 13 周 完成計算說明 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14 15 周 檢查論文 做好答辯準備 準備答辯 第 16 周 答辯 3 2 預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計資料 1 完成二萬字左右的畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 對模具零件進行必要設(shè)計計算 對于有標(biāo)準規(guī)定的零部件 必須嚴格按照標(biāo)準要求進行選擇或設(shè)計 編制出主要零 件的加工工藝卡 要求符合實際加工情況 合理選擇零件的加工機床 并進行必要 的理論計算 給出計算結(jié)果 5 2 獨立完成與課題相關(guān) 不少于四萬字符的指定英文資料翻譯 附英文原文 3 繪制出所設(shè)計模具的零件圖和裝配圖 要求折算到 A0 圖紙 3 張以上 其中 必須包含兩張 A3 以上的計算機繪圖圖紙 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師 簽字 2016 年 3 月 日 開題小組意見 開題小組組長 簽字 2016 年 3 月 日 院 系 部 意見 主管院長 系 部主任 簽字 2016 年 3 月 日 編號 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 題 目 電器開關(guān)過電片級進模的設(shè)計 學(xué) 院 機電工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 韋 純 學(xué) 號 1200110423 指導(dǎo)教師單位 機電工程學(xué)院 姓 名 楊 運 澤 職 稱 講 師 題 目 類 型 理 論 研 究 實 驗 研 究 工 程 設(shè) 計 工 程 技 術(shù) 研 究 軟 件 開 發(fā) 2015 年 12 月 28 日 一 畢業(yè)設(shè)計 論文 的內(nèi)容 本設(shè)計要求學(xué)生以工程實際零件 電器開關(guān)過電片級進模的設(shè)計作為設(shè) 計對象 旨在培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)姆治鼋鉀Q問題的能力和綜合運用專業(yè)基礎(chǔ)知識進 行實際設(shè)計的能力 需要學(xué)生充分運用所學(xué)的模 具 知 識 零 件 設(shè) 計 制 圖 工 藝 公 差 與 技 術(shù) 測 量等機械專業(yè)知識進行模具結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計 零件的結(jié)構(gòu)尺 寸設(shè)計計算等 1 查閱資料 進行企業(yè)調(diào)研 了解目前主流的沖壓機床的類型與特點 熟 悉現(xiàn)有的典型沖壓級進模具設(shè)計的結(jié)構(gòu)與工作原理 做好設(shè)計前的準備工作 2 根據(jù)給定的零件的結(jié)構(gòu)特點以及尺寸參數(shù) 提出模具的設(shè)計方案 兩種 及兩種以上 進行比較后選出最佳方案進行設(shè)計 并選擇適當(dāng)?shù)臋C床 3 對模具工作部分尺寸及公差進行設(shè)計計算 并選擇合理的零件材料 4 運用 Pro E SolidWorks 等 CAD 工具進行輔助設(shè)計 完成模具整體結(jié)構(gòu) 的設(shè)計 繪制所設(shè)計模具的零件圖 裝配圖 5 總結(jié)設(shè)計數(shù)據(jù) 整理設(shè)計思路 編寫設(shè)計說明書 二 畢業(yè)設(shè)計 論文 的要求與數(shù)據(jù) 1 根據(jù)下圖所示的電器開關(guān)過電片零件的結(jié)構(gòu)特點及尺寸完成一款級進模 具的設(shè)計工作 零件的材料為 H68 黃銅 0 5mm 2 設(shè)計相應(yīng)的模具及其主要的零部件 3 采用 CAD 設(shè)計軟件 如 Pro E SolidWorks AutoCAD 等 對模具進 行實體建模 繪制模具的裝配圖與零件圖 4 編寫設(shè)計說明書 三 畢業(yè)設(shè)計 論文 應(yīng)完成的工作 1 完成二萬字左右的畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 在畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 中必須包括詳細的 300 500 個單詞的英文摘要 對模具零件進行必要設(shè)計計算 對于有標(biāo)準規(guī)定的零部件 必須嚴格按照標(biāo)準要求進行選擇或設(shè)計 2 獨立完成與課題相關(guān) 不少于四萬字符的指定英文資料翻譯 附英文原 文 要求排版整齊 無明顯語法 字詞的錯誤 3 繪制出所設(shè)計模具的零件圖和裝配圖 要求折算到 A0 圖紙 3 張以上 其中必須包含兩張 A3 以上的計算機繪圖圖紙 要求圖形繪制符合國家標(biāo)準 方便讀圖 重要零件的關(guān)鍵尺寸和公差要標(biāo)注完整正確 并配注合理的技術(shù)要 求 四 應(yīng)收集的資料及主要參考文獻 1 模具設(shè)計與制造技術(shù)教育叢書編委會 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 2004 2 楊占堯 白柳 塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計實例 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2009 3 宋滿倉等 注塑模具設(shè)計與制造實戰(zhàn) M 北京 機械工業(yè)出版社 2003 4 劉航 模具技術(shù)經(jīng)濟分析 M 北京 機械工業(yè)出版社 2002 5 傅建等 模具制造工藝學(xué) M 北京 機械工業(yè)出版社 2004 6 馮愛新 塑料模具工程師手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2009 7 張國強 注塑模設(shè)計與生產(chǎn)應(yīng)用 M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 8 劉文 王國輝 譚建波 SolidWorks 模具設(shè)計入門 技巧與實例 M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2010 9 Chen Y M Computer aided integrated design for injection molding Intelligent Processing and Manufacturing of Materials 1999 10 Yan L An Intelligent Knowledge based Plastic Injection Mold Design System J Annual Technical Conference ANTEC Conference Proceedings v 3 2003 p 3514 3518 五 試驗 測試 試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件 計算機一臺 并裝有 CAD 設(shè)計軟件 AutoCAD CAXA UG Pro E Solidworks 等 任務(wù)下達時間 2015 年 12 月 28 日 畢業(yè)設(shè)計開始與完成時間 2015 年 12 月 28 日至 2016 年 05 月 22 日 組織實施單位 機械電子工程系 教研室主任意見 簽字 2015 年 12 月 30 日 院領(lǐng)導(dǎo)小組意見 簽字 2015 年 12 月 31 日 壓縮包內(nèi)含 CAD 圖紙和三維建模及說明書 咨詢 Q 197216396 或 11970985 I 摘 要 畢業(yè)設(shè)計是對我們大學(xué)學(xué)習(xí)的一個重要的總結(jié) 在本設(shè)計中 我的題目是電器過 電片級進模模具設(shè)計 通過分析我們發(fā)現(xiàn) 電器過電片彎曲件是一個落料沖孔彎曲相 結(jié)合的彎曲件 上面有孔和凹槽孔 外形依靠落料完成 沖孔依靠沖孔工序來完成 還有 1 次彎曲工序 通過這個模具的設(shè)計 將是對我大學(xué)學(xué)習(xí)的一個重要的考核 設(shè)計過程中 首先我們要對電器過電片彎曲件的結(jié)構(gòu)性 材料進行分析 選擇合 適的方式進行生產(chǎn) 材料的分析來確定工件是否適合生產(chǎn) 之后要通過工件的厚度來 確定工件排樣圖的搭邊 然后計算排樣圖的材料利用率 接下來就是進行沖壓力的計算 通過計算沖壓力選擇合適的沖壓設(shè)備 模具刃口 的計算也有其的重要 只有選擇合適的刃口才能夠確保模具的壽命 提高模具的使用 率 模具刃口計算后 就是模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 先進行凹模外形尺寸的計算的通過凹模 的外形尺寸來得到模具中其他固定板 卸料板等的尺寸 最后選擇模架等一系列標(biāo)準件 最終完成模具的設(shè)計 關(guān)鍵詞 級進模 沖壓工藝 模具設(shè)計 工藝性 壓縮包內(nèi)含 CAD 圖紙和三維建模及說明書 咨詢 Q 197216396 或 11970985 II 壓縮包內(nèi)含 CAD 圖紙和三維建模及說明書 咨詢 Q 197216396 或 11970985 III 壓縮包內(nèi)含 CAD 圖紙和三維建模及說明書 咨詢 Q 197216396 或 11970985 IV 壓縮包內(nèi)含 CAD 圖紙和三維建模及說明書 咨詢 Q 197216396 或 11970985 V Abstract Graduation design is an important summary of study on our university In this design the title of my speech is stamping die design of double bolt door lock accessories Through the analysis we found double tongue lock accessories is a rectangle with a rectangular above a two screw hole and the two rectangular holes Shape depends on the blanking punch finish rely on punching process to complete Through the mold design will be one of the important appraisal in University learning In the design process we must first structural material on the double tongue lock parts to carry on the analysis select the appropriate mode of production Material analysis to determine whether a workpiece is suitable for the production of After going through the thickness of the workpiece to determine the layout of the edge of workpiece then calculate the layout of the material utilization ratio The next is the blanking force calculation through the calculation of blanking pressure to choose suitable stamping equipment The calculation of the die cutting edge also has its important only select the appropriate edge eloquence can ensure the life of the mold improve the mold use rate Die cutting edge calculation die structure design is advanced the calculation for die dimensions by the shape of concave die size to get other fixed plate mould stripper and other dimensions the final choice of mold and a series of standard parts the final completion of die design Keywords progressing die stamping process die design manufacturability 壓縮包內(nèi)含 CAD 圖紙和三維建模及說明書 咨詢 Q 197216396 或 11970985 VI 目 錄 1 前言 1 1 1 沖壓工藝與模具的發(fā)展方向 1 1 1 1 成形工藝及模具發(fā)展 1 1 2 關(guān)于沖模 CAD 2 1 2 1 概述沖模設(shè)計的優(yōu)化技術(shù) 2 2 電器過電片彎曲件工藝分析 3 2 1 材料分析 3 2 2 零件結(jié)構(gòu) 3 2 3 尺寸精度 3 2 4 毛坯尺寸展開 4 3 沖裁方案的定 5 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定 6 4 1 模具類型的選擇 6 4 2 料方式的選擇 6 4 3 定位方式的選擇 6 4 4 卸料 出件方式的選擇 6 4 5 導(dǎo)向方式的選擇 6 5 工藝參數(shù)計算 8 5 1 排樣方式的選擇 8 5 1 1 排樣及搭邊值的計算 8 5 1 2 距的計算 8 5 1 3 條料寬度的確定 9 5 1 4 材料利用率的計算 9 5 2 沖壓力的計算 10 5 2 1 沖裁力的計算 10 5 2 2 彎曲力的計算 11 5 2 3 卸料力與推件力的計算 11 5 2 4 總沖壓力的計算 12 5 3 壓力機噸位選擇 13 5 4 壓力中心 14 6 刃口尺寸計算 15 壓縮包內(nèi)含 CAD 圖紙和三維建模及說明書 咨詢 Q 197216396 或 11970985 VII 6 1 沖裁間隙的確定 15 6 2 刃口尺寸的計算 16 6 3 彎曲模計算 19 7 模具主要零部件的計算 20 7 1 凹模的計算 20 7 1 1 凹模外形的計算 20 7 1 2 凹模的固定螺孔與定位銷孔大小及間距 21 7 1 3 凹模精度與材料的確定 21 7 2 凸模的設(shè)計 22 7 2 1 凸模結(jié)構(gòu)的確定 22 7 2 2 凸模高度的確定 22 7 2 3 凸模材料的確定 23 7 2 4 凸模強度 25 7 2 5 彎曲模的設(shè)計 26 7 3 卸料板的設(shè)計 29 7 3 1 卸料板外型設(shè)計 29 7 3 2 卸料板材料的選擇 30 7 3 3 卸料板整體精度的確定 30 7 3 4 彈性元件的選擇 31 7 4 固定板的設(shè)計 32 7 5 墊板的設(shè)計 32 7 5 1 墊板分析 32 7 5 2 墊板受力分析 33 7 6 其他零件設(shè)計 33 7 6 1 定位零件 34 7 6 2 導(dǎo)料浮頂裝置 34 7 7 上下模座 模柄的選用 35 7 7 1 上下模座的選用 35 7 7 2 模柄的選用 35 7 7 3 螺釘 銷釘?shù)倪x用 36 7 7 4 導(dǎo)正銷的選用 37 7 8 總裝配圖 38 7 8 1 模具裝配圖 38 7 8 2 工作原理 38 壓縮包內(nèi)含 CAD 圖紙和三維建模及說明書 咨詢 Q 197216396 或 11970985 VIII 8 沖壓設(shè)備的校核與選定 40 8 1 沖壓設(shè)備的校核與選用 40 9 部分零件加工工藝 41 9 1 加工的分析 41 9 2 沖孔凸模加工工藝 41 9 3 落料凹模的加工工藝 42 設(shè)計總結(jié) 43 謝 辭 44 參考文獻 45 附錄 46 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 1 頁 共 47 頁 1 前言 1 1 沖壓工藝與模具的發(fā)展方向 1 1 1 成形工藝及模具發(fā)展 沖壓與鍛造相比 鍛造加工的對象一般都是成塊的料 并且胚料必須熱 沖壓的技術(shù)經(jīng)驗可以叫做沖壓工藝 沖壓模與塑性及其他冷熱加工方法比 擁 有它非常獨特的優(yōu)點 它的生產(chǎn)效率非常的高 并且 每一次的工作或者每一 次的沖壓都可能產(chǎn)生新的零件 模具作為特殊的工藝裝備 在現(xiàn)在這個社會體現(xiàn)越來越重要的作用 因為 模具的發(fā)展 企業(yè)會向人們提供各種各樣的的商品 具體的說 如果考慮到具 體的實踐中我們不難發(fā)現(xiàn) 像一些手機 空調(diào) 汽車 玩具等商品 可以精確 到魔門生活的每一件產(chǎn)品 都和模具相關(guān) 模具可以采用各種優(yōu)質(zhì) 強度高 耐磨性好的材料用于制造 模具在消費品 汽車 電子 飛機制造等工業(yè)部門有非常重要甚至不可替 代的作用 我國模具行業(yè)增長速度為 22 模具的出口也有廣闊的前景 2003 年我國的模具及標(biāo)準模件的出口額可以達到 3 5 億美元 比 2002 年增長 34 7 在今后一段時期對模具的需求會更加的增多 研磨技術(shù)是使用了許多年好 高的耐磨性 尺寸穩(wěn)定性等特性 是一種很有 前途的鋼 特別是對于形狀復(fù)雜和高速沖壓模具沖壓 其優(yōu)勢更加突出 這種 鋼也適合于注塑油漆和玻璃纖維增強塑料或金屬粉末模腔作為主成分 芯形狀 閘門等 此外 不同規(guī)格的多樣化 細料的產(chǎn)品的模具鋼 盡可能的產(chǎn)品 以 縮短交貨期也是一個重要的方向近年來 沖壓成形工藝有很多新的進展 特別 是精密沖裁 精密成形 精密剪切 復(fù)合材料成形 超塑性成形 軟模成形以 及電磁成形等新工藝日新月異 沖壓件的精度日趨精確 生產(chǎn)率也有極大提高 正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的 新的發(fā)展水平 前幾年的精密沖壓主要市是 指對平板零件進行精密沖裁 而現(xiàn)在 除了精密沖裁外還可兼有精密彎曲 拉 深 壓印等 可以進行復(fù)雜零件的立體精密成形 過去的精密沖裁只能對厚度 為 5 8mm 以下的中板或薄板進行加工 而現(xiàn)在可以對厚度達 25mm 的厚板實現(xiàn) 精密沖裁 并可對 b 900MPa 的高強度合金材料進行精沖 由于引入了 CAE 沖壓成形已從原來的對應(yīng)力應(yīng)變進行有限元等分析而逐步 發(fā)展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析 以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設(shè)計 在沖壓毛坯設(shè)計方面也開展了計算機輔助設(shè)計 可以對排樣或拉深毛坯進行優(yōu) 化設(shè)計 此外 對沖壓成形性能和成形極限的研究 沖壓件成形難度的判定以及成形 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 2 頁 共 47 頁 預(yù)報等技術(shù)的發(fā)展 均標(biāo)志著沖壓成形以從原來的經(jīng)驗 實驗分析階段開始走 上由沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)階段 使沖壓成形走向計算機輔助工程化和智能化的 發(fā)展道路 1 2 關(guān)于沖模 CAD 1 2 1 概述沖模設(shè)計的優(yōu)化技術(shù) 1 將優(yōu)化方法這門學(xué)科靈活的運用到模具的設(shè)計中來 就可以模具的最 優(yōu)化技術(shù) 也就是說 把優(yōu)化的方法應(yīng)用在模具的一些工藝參數(shù)和運用在模具 的設(shè)計上 能達到模具設(shè)計的非常好的效果 方法如下 數(shù)學(xué)模型的建立 選用一些數(shù)值上的解法 求解除最優(yōu)的解 2 CAD 的組成 一般我們所了解的 CAD 就是運用計算機去繪圖 達到快速簡便的效果 是專業(yè)技術(shù)人員最簡單的設(shè)計工具并且必不可少 CAD 的概念其實在 20 世紀中 期就已經(jīng)開始出現(xiàn) 在經(jīng)過漫長的幾十年里一直發(fā)生著變化然而 50 60 年代里 CAD 被視為有趣的但不使用的東西 當(dāng)硅谷的廣泛應(yīng)用 使計算機慢慢的模具 設(shè)計這一行業(yè)所接受 硅片中擁有非常小的集成電路 因此它的我存在 大大 減小了計算機的大小 使得計算機比電視還小 隨后 微機出現(xiàn)了 20 世紀 70 年代計算機硬件 軟件的開發(fā)變得非常的迅速 后來 到了 80 年代 制造與銷 售 CAD 系統(tǒng)變成了當(dāng)時時代特有的標(biāo)志 到了 21 世紀 國外推出額 CAD 軟件已 經(jīng)達到了幾十種 3 沖模 CAD 內(nèi)容 利用幾何級數(shù)完成一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的模具的設(shè)計 建立標(biāo)準零件和一些典型零部件的圖庫 方便在設(shè)計時可以快速的調(diào)用 利用這款軟件 結(jié)合計算機進行數(shù)值分析工作 將有限元發(fā)和運用的數(shù) 學(xué)原理計算方法應(yīng)用到模具的設(shè)計中去 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 3 頁 共 47 頁 2 電器過電片彎曲件工藝分析 圖 2 1 零件簡圖 生產(chǎn)批量 大批量 材料 H68 材料厚度 0 5mm 未注公差 IT14 2 1 材料分析 不同的產(chǎn)品從使用的角度出發(fā) 對其中的材料性能 力學(xué)的性能都有不同 的要求 比如 機械和儀器應(yīng)該具有一定的強度 硬度 剛度等要求 本次我 們所采用的材料為黃銅 H68 它的導(dǎo)電性能好 考慮到材料的塑性 材料的抗 穩(wěn)能力 以及一些其他因素的影響 選用黃銅 H68 還是很符合我們的要求 它 的各項工藝參數(shù)也符合常規(guī)的標(biāo)準 2 2 零件結(jié)構(gòu) 由工件圖看 此工件分為沖孔 沖部分廢料邊 彎曲和落料這幾個程序 將外形視為落料 內(nèi)形視為壓凹 沖孔 故采用級進模沖壓工序 這樣可以大 大提高工作效 2 3 尺寸精度 因為零件尺寸有未標(biāo)注公差的一般尺寸 通過翻閱資料 在這里我們?nèi)」?差等級為 IT14 級 模具精度取 IT7 級即可 外形落料的工藝 因為工件屬于中等尺寸零件 外形不是特別的復(fù)雜 尺寸 精度要求一般 厚度為 0 5mm 采用落料可以加工獲得 1 壓凹的工藝性 因為工件是橫豎折形狀 在零件孔的一側(cè)需要進行壓 凹處理 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 4 頁 共 47 頁 2 沖孔的工藝性 有一個長圓孔 有一個圓孔 在彎曲后才進行沖孔 長圓孔子之前就已經(jīng)進行沖裁 3 開口沖壓工藝性 對材料進行切邊處理 利用沖裁的方法將廢料沖去 尺寸精度要求一般 沖壓就可以滿足 4 彎曲的工藝性 零件有彎曲的部分 需要進行彎曲過程 達到一般的 要求即可 對尺寸精度要求不高 2 4 毛坯尺寸展開 工件彎曲部分的內(nèi)倒角為 R 1mm 展開料長度的確定 表 2 1 系數(shù) K 之值 r t 0 0 5 0 5 0 8 0 8 2 2 3 3 4 4 5 k 0 16 0 25 025 0 3 0 0 30 0 35 0 35 0 40 0 40 0 45 0 45 0 50 因為 r t 1 0 5 2 由表 1 可知中性層的位以系數(shù)為 0 35 可知中中性層的倒角為 0 351 7R 所以毛坯圖如 2 2 所示 圖 2 2 毛坯展開 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 5 頁 共 47 頁 3 沖裁方案的定 工藝方案的一般選擇原則 我們可以先從它的質(zhì)量 生產(chǎn)的效率 生產(chǎn)過 程中相應(yīng)的一些成本 安全因素進行比較分析 最后確定一個最合適的生產(chǎn)方 案 打個比方 如果為了達到高質(zhì)量 很高的相率 極低的消耗材料的目的 并且是大批量生產(chǎn)時我們可以采用高效率的模具 如果為了降低生產(chǎn)的成本 在小批量生產(chǎn)時 采用建議的模具或者一般的模具即可 通過對工件的分析 要能合理的行成工件 需要經(jīng)過以下的幾個步驟 不 難發(fā)現(xiàn)它們分別是先沖孔 再彎曲 最后是落料 因此我們初步采取以下方案 方案一 單工序模制造和調(diào)試都比較容易第一步是落料 然后沖孔 最后彎曲 彎曲又分為多處彎曲 需要三個彎曲模具完成 方案二 工件中的落料和沖孔工序依靠沖孔落料復(fù)合模來完成 后面的彎曲工 序需要采用三個單工序的彎曲模來完成 方案三 使用級進模生產(chǎn) 可分為成沖長圓孔 然后沖進行彎曲 最后沖孔再 落料 這幾道工序可以用級進模直接加工出來的 方案對比 方案一 模具結(jié)構(gòu)數(shù)量有多個 而且來回更換模具 導(dǎo)致工件的精度難易保證 方案二 和方案一樣 由于落料沖孔彎曲需要分為多次 所以工件的精度和定 位都不太方便 而且模具數(shù)量較多 成本較高 也不能實現(xiàn)大批量生 產(chǎn) 方案三 采用一副模具完成 級進模里有幾個不同的工序 而且都安裝在同一 副模具里 可以直接沖壓出想要的比較復(fù)雜 并且能符合要求的東西 我們進行了整合 使用連續(xù)模這個方案最好 能進行很大的量的生產(chǎn) 可同時滿足 我們暫時設(shè)定的工序如下 先進行沖導(dǎo)正孔 然后再切 廢料 進而再進行彎曲 最后落料 中間可以根據(jù)實際情況增加空工 位 三種模具的比較見下表 表 2 2 單工序模 復(fù)合模和連續(xù)模的比較 項目 單工序 復(fù)合 連續(xù)模 沖壓件精度 一般較低 中 高級精度 中 高級精度 原材料的要求 一般不高 除條料外 小件 也可以用邊角料 條料或者卷料 變更翻轉(zhuǎn)沖壓的 方向 允許 不允許 不允許 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 6 頁 共 47 頁 增加工位數(shù) 可能 有限度 可能 沖模制造的復(fù)雜 性及價格 結(jié)構(gòu)簡單 制造 周期短 便宜 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造 難度大 價格高 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 調(diào)試 難度大 價格高 設(shè)備能力 小 中 大 4 模具總體結(jié)構(gòu)的確定 4 1 模具類型的選擇 通過工件的工藝分析 以及各生產(chǎn)方案額對比 采用級進模完成工件的 生產(chǎn) 這樣的操作更加方便 效率更高 成本比其他的低 4 2 送料方式的選擇 為了實現(xiàn)工件的自動化生產(chǎn) 工件的送料方式的選擇十分重要 在本次設(shè) 計中 采用自動方式進行送料的機構(gòu) 能夠滿足工件的自動化生產(chǎn) 4 3 定位方式的選擇 我們的條料是的帶料形式 我們送料的時候采用導(dǎo)料板進行定位 在每一 個工序中都采用導(dǎo)正銷進行定位 采用自動送料機進行送料 4 4 卸料 出件方式的選擇 卸料板通過卸料的螺釘和彈簧等裝在模具上組成的簡單的彈性的卸料裝置 模具為閉合狀態(tài)時 彈簧是被壓著的 當(dāng)模具進行工作被打開或者上行的時候 在彈簧的的反作用力下推動卸料板往下運動 在平常中我們看到的模具的彈壓 卸料板一般都會比凸模底面高出一點的距離 這樣沖壓開始時先壓住料 然后 再沖壓 沖壓結(jié)束后 料被順利地卸下 而且卸料板能在工對工件進行作中起 到壓料的作用 減少彈簧在運動時又進行反彈的力 4 5 導(dǎo)向方式的選擇 第一種方案 采用對角導(dǎo)柱模架 在工作的過程中采用對角的導(dǎo)柱它們由 于安裝在對角的方向 所以模具上模座滑動的時候所收到的力均勻 沒有導(dǎo)致 不平衡 另外整體性都相對的穩(wěn)定 模架的滑動都是比較穩(wěn)定的 可以使得模 具在使用方面時間變得更長 但是 不太好的一點是由于導(dǎo)柱間的的距離有一 定的局限性 條料的寬度不能取得太大 第二種方案 后側(cè)式導(dǎo)柱模架 這種模架的優(yōu)點是條料在寬度省的限制不 會很大 但是他的缺點在于整體結(jié)構(gòu)的中心可能會在模具工作的時候產(chǎn)生偏移 嚴重的情況可能會縮短模架的使用時間 但他的比較的利于操作和對條料的 導(dǎo)入 第三種方案 四導(dǎo)柱模架 這種四個角導(dǎo)柱分布在模架上 不會受到工作 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 7 頁 共 47 頁 中因為導(dǎo)柱和模架之間由于相互運動而產(chǎn)生的偏移或歪斜 一般在大型的企業(yè) 就行產(chǎn)品的大量生產(chǎn)時用的比較多 因為它生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量非常的好 但是 比較復(fù)雜 成本也高 第四種方案方 中間導(dǎo)柱模架 模架的兩側(cè)安裝有導(dǎo)柱 并且是對稱的 模具工作室它在進行導(dǎo)向的能力上也是非常的完美 瑕疵小 但是只能進行前 后送料 大多數(shù)需要人工進行操作 我在這里選擇的是后側(cè)導(dǎo)柱模架如圖 2 3 后側(cè)導(dǎo)柱主要采用左右送料 也可以采用前后送料 因為工件要求的精度還比較的高 并且生產(chǎn)有較高的要 求 尺寸符合 不但能保證工件的正常生產(chǎn) 能夠保證一定的精度 所以選擇 第 2 個方案是最合理的 1 圖 2 3 后側(cè)導(dǎo)柱模架 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 8 頁 共 47 頁 5 工藝參數(shù)計算 5 1 排樣方式的選擇 排樣是模具設(shè)計的主要依據(jù) 排樣圖的合理或者不合理 直接關(guān)系到模具 的設(shè)計 因此在設(shè)計時我們要全面更加多角度的進行思考 不可盲目大意 排樣時考慮的條件或問題有很多 包括生產(chǎn)的能力等各種因素 4 例如 利用率 沖壓力要平衡 各工位的合理性要考慮的周全 對于排樣來說 就要 充分的盡可能的減少廢料 使材料得到最大限度的利用 對于多工位級進模具 來說 由于生產(chǎn)加工多種方面原因 不可能達到非常高的利用率 總會有廢料 所以最好的方法是從排樣的方式去找解決的辦法 因此采用雙排 多排的方法 提高利用率 2 我們可以采用有廢料的排樣方式進行排樣 雖然有廢料的產(chǎn)生 但是能夠 確保工件的精度能夠達到要求 也能夠減小對模具的損壞 使得模具更加耐用 由于工件一側(cè)彎曲 在這里工件采用了直對排樣的方式 保證彎曲受力的均勻 如圖 2 4 為一些基本的排樣方法 圖 2 4 排樣的方法 5 1 1 排樣及搭邊值的計算 此次設(shè)計運用的是彈性卸料裝置 根據(jù)參考書籍 1 查表確定工件的最小的 搭邊的值為我們設(shè)為 0 8mm 1 0mm 但是由于具有切邊工序 需要在保證最 小搭邊的基礎(chǔ)上 我們在這里取整 排樣圖在下方 5 1 所示 5 1 2 步距的計算 工件進給的長度我們可以稱之為步距 單位 mm 當(dāng)排樣的步距值我們設(shè) 計好了以后 在該模具相互鄰進兩個工位間的長度必需相當(dāng) 沖壓過程中每次 送料的時候 步距的大小計算方式 我們可以選擇工件直接的一個標(biāo)記點 然 后送一個步距后 測量相鄰的工件之間的距離是多少 這個距離就是步距的數(shù) 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 9 頁 共 47 頁 值 步距可定義為 S L b 5 1 式中 S 沖裁步距 mm L 工件板料的外形的最大距離 b 沿送進方向的搭邊值 在和送料相同的方向上 工件板料的外形的最大距離約為 L 6 7 毫米 有 上節(jié)可知 送料方向的搭邊調(diào)整為 2 3mm 所以我們確定步距 S L b 2 3 6 7 9 mm 5 1 3 條料寬度的確定 由于側(cè)壓裝置的作用 切廢料凸模既能切廢料 又能定距 使條料或帶料始 終與導(dǎo)料板 定位基準 靠緊 條料沿此定位基準送進 寬度計算公式如下 5 2 0 2 aDB 式中 B 條料的寬度 D 工件在寬度方向的尺寸 a 制件與材料側(cè)搭邊最小值 條料的剪切偏差 條料的寬度確定公式如下 B 2 23 25 4 5 2 1 0 0 5 mm0 53 5 1 4 材料利用率的計算 沖裁件的現(xiàn)實的面積與原來利用板料面積的比例 2 材料利用率定義為 nA BS 100 5 3 式中 材料利用率 A 工件的面積 由二維軟件測得 119 5mm 2 B 條料寬度 S 沖裁步距 n 一個步距內(nèi)制件數(shù) nA BS 100 2 119 5 53 9 100 50 1 通過計算得材料利用率為 50 1 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 10 頁 共 47 頁 圖 5 1 零件排樣圖 5 2 沖壓力的計算 5 2 1 沖裁力的計算 沖裁力可按下式來計算 FKLt 為了計算方便 也可以材料的強度極限 Mpa 按下式估算沖裁力b 5 4 bt 式中 工件周邊長度 mm L 材料厚度 mm t 材料抗減強度 MPa 系數(shù) 一般和模具刃口的磨損有關(guān)系 其他對這個因素有影響K 的因素還包括模具間隙的波動 材料力學(xué)性能等 在一般設(shè)計 的過程中我們?nèi)?1 3 K 材料的抗拉強度 一般情況下 材料的 由b Pa1 3b 于一般黃銅的硬度都大于或等于 400Mpa 因此區(qū)一個適當(dāng)?shù)闹虚g 值取 450Mpab 計算結(jié)果如下 表 5 1 各工位情況 工位 類別 周長 mm 第一工位 沖導(dǎo)正孔 18 8 第二工位 導(dǎo)正孔長圓孔 35 5 第四工位 切廢料 51 1 第九工位 沖孔 28 3 第十一工位 落料 49 總的沖裁力 18 351 28349 0 541 2F KN 總 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 11 頁 共 47 頁 5 2 2 彎曲力的計算 由于零件對稱布局 所以屬于兩次 U 形彎曲 計算的時候按照以下公式進 行 如圖 5 2 U 形工件計算如下 帶入數(shù)據(jù)得出 其中 b 5mm r 1mm k 取 1 3 107 2 rKbtF 彎 5 5 3540 彎 27N 如下圖所示 b 5mm r 1mm k 取 1 3 圖 5 2 彎曲工序圖 5 2 3 卸料力與推件力的計算 沖裁竣事的時候 經(jīng)常有一些廢物會塞在凹模內(nèi) 要使沖裁工作繼續(xù) 必需 將卡在凹模內(nèi)工件或者是廢料弄出來 如下圖 5 3 圖 5 3 卸料推件力 有很多因素影響力的大小 比如選擇的不同的材料 以及毛坯的厚度和不 同種類 沖裁時候選擇間隙的尺寸都可能會影響卸料力 推件力以及頂出力的 計算 計算的時候選取常用的公式計算 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 12 頁 共 47 頁 5 6 FK 卸 卸 n 5 7 推 推 式中 沖裁力 N 卸料力卸 推件力K推 頂件力 頂 表 5 2 各項力的系數(shù)如下表 沖壓結(jié)束后廢料由下方的漏料孔落下的 其中工件時數(shù)由公式計算 推件 力計算的時候按一次卡在凹模洞口內(nèi)的零件數(shù)目個工件 帶入數(shù)據(jù)進行計算得 n h t 2 5 0 5 5 F 總 F 沖 F 卸 F 推 5 8 通過查表得 0 45K 卸推 通過計算得出卸料力和退料力 F 卸 0 045 41 2KN 1 9KN F 推 5 0 005 41 2KN 11 4KN 5 2 4 總沖壓力的計算 各個工位的總沖壓力如下 模具總沖壓力為模具各個工步的沖壓力總和 41 2 91 42 857 3FKNKNKN 總 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 13 頁 共 47 頁 5 3 壓力機噸位選擇 通過分析零件的出產(chǎn)數(shù)目的多少 加工工序要領(lǐng)和性質(zhì) 沖壓零部件的尺 寸 形狀和精度等各方面作為沖壓的設(shè)備的選擇基準 下表為選擇的參考 表 5 3 按沖壓件大小選 零件大小 選用壓力機類型 特點 適用工序 小型或中型 開試或半閉式機 械壓力機 C 型或整體式機身 重量輕 操作方 便 價格低廉 分離及成形 大中型 閉式機械壓力機 組合式機身 重 量重 工作平穩(wěn) 分離 成形 表 5 4 按生產(chǎn)批量選擇壓力設(shè) 零件批量 沖壓設(shè)備類型 特點 適用工序 小批量薄板 通用機械壓力機 速度快 生產(chǎn)效 率高質(zhì)量比較穩(wěn) 定 各種工序 小批量厚板 液壓機 行程不固定 不 會因超載而損壞 設(shè)備 拉深 脹形 彎 曲等 大中批量 高速壓力機多工 位自動壓力機 高效率 消除半 成品堆堵等問題 沖裁各種工序 本模具在沖裁過程中總的沖壓力 初步我們開始選擇壓力機型57 3FKN 總 號為 J23 16 壓力機 具體參數(shù)如下 表 5 5 開 式 壓 力 機 規(guī) 格 及 參 數(shù) 型 號 J23 16 J23 25 J23 35 J23 63 公 稱 壓 力 KN 160 250 350 630 滑 塊 行 程 mm 55 65 100 120 最 大 閉 合 高 度 mm 220 270 290 360 閉 合 高 度 調(diào) 節(jié) mm 45 55 60 70 滑 塊 中 心 線 至 床 身 距 離 mm 160 200 200 300 前 后 180 220 220 300滑 塊 底 面 尺 寸 mm 左 右 200 250 250 260 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 14 頁 共 47 頁 模 柄 孔 尺 寸 mm 直 徑 40 40 40 50 深 度 60 60 60 80 5 4 壓力中心 一般情況下 簡單的沖裁件 它的壓力中心一般在它的幾何中心 而本 工件時形狀比較復(fù)雜的 將它分解成幾個簡單的部分 然后分別計算各個部分 受到的力的合力 對于規(guī)則的圖形 一般選擇幾何中心作為模具的壓力中心 而無需計算 如果工件比較復(fù)雜 或者有多個凸模 我們可以采用解析法進行 詳細的計算 簡單的幾何圖形 對稱壓力中心位于幾何中心 沖壓直線段 壓 力中心位于線段中心 通過公式 帶入數(shù)據(jù)可以計算 2121 nno LXLLX YY 選坐標(biāo) XOY 如圖 Xn L1X1 L2X2 LnXn L 1 L2 Ln 9 425 2 0 13 025 2 24 14 137 2 46 5 55 2 46 5 26 945 2 105 9 425 2 13 025 2 14 137 2 55 2 26 945 2 45 Yn L1Y1 L2Y2 LnYn L 1 L2 Ln 9 425 2 5 7 13 025 2 23 8 14 137 2 34 2 55 2 8 7 26 945 2 11 2 9 425 2 13 025 2 14 137 2 55 2 26 945 2 13 4 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 15 頁 共 47 頁 圖 5 4 壓力中心的計算 6 刃口尺寸計算 6 1 沖裁間隙的確定 一般間隙的大小會影響其工件的品質(zhì) 凸模和凹模刃口之間的縫隙為沖裁的 間隙 如果間隙偏大或過偏小都是不好的 沖裁間隙大時 變形區(qū)材料受到的 拉應(yīng)力的作用變的比較大 沖裁結(jié)束后因材料彈性恢復(fù) 如下圖 Z 表示雙邊間隙 Z 為正值 也可為負值 一般均為正值 設(shè)計 模具時間隙要選擇合理的 尺寸精度才能滿足產(chǎn)品的要求 沖裁力就會變小 模具就更加的耐用 沖裁件的質(zhì)量才能以保證 1 圖 6 1 沖裁間隙圖 根據(jù)實用間隙表查參考文獻 2 查得材料間隙為 0 04 0 06 表 6 1 雙 邊 間 隙 mm 材 料 厚 度 08 10 20 35 16Mn 40 50 65Mn 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 16 頁 共 47 頁 09Mn Q235 Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 小 于 0 5 極 小 間 隙 或 無 間 隙 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 1 2 1 5 1 75 2 0 2 1 2 5 0 040 0 048 0 064 0 072 0 092 0 100 0 126 0 132 0 220 0 246 0 260 0 260 0 060 0 072 0 092 0 104 0 126 0 140 0 180 0 240 0 320 0 360 0 380 0 500 0 040 0 048 0 064 0 072 0 090 0 100 0 132 0 170 0 220 0 260 0 280 0 380 0 060 0 072 0 092 0 104 0 126 0 140 0 180 0 240 0 320 0 380 0 400 0 540 0 040 0 048 0 064 0 072 0 090 0 100 0 132 0 170 0 220 0 260 0 280 0 380 0 060 0 072 0 092 0 104 0 126 0 140 0 180 0 240 0 320 0 380 0 400 0 540 0 040 0 048 0 064 0 064 0 090 0 090 0 060 0 072 0 092 0 092 0 126 0 126 6 2 刃口尺寸的計算 1 刃口尺寸確定的原則 凸 凹模刃口尺寸公差的選擇和計算 是一個很的重要的環(huán)節(jié) 會明顯的 影響到?jīng)_生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟效果 必須根據(jù)沖裁的變形規(guī)律進行合理充分的考慮 遵循以下原則如下表總結(jié) 表 6 2 沖裁模的設(shè)計原則 沖裁類型 選擇原則 落料模在設(shè)計時 應(yīng)以凹模尺寸為基準 間隙區(qū)在凸模 上 靠減小其尺寸獲得 設(shè)計沖孔時 應(yīng)以凸模為基準 間隙取在凹模上 靠增大其尺寸獲得 據(jù)沖模磨損規(guī)律 凹模磨損使落料件輪廓尺寸增大 因 此 設(shè)計落料模時 凹模的刃口尺寸 應(yīng)等于接近于工件下極限尺寸 模的 磨損使沖孔件孔徑尺寸減小 因此 設(shè)計沖孔模時 模的刃口尺寸等于或 接近于工件的上極限尺寸 沖裁模在使用中 刃口的磨損結(jié)果造成間隙不斷增大 因此設(shè)計時無論是落料模還是沖孔模 新模的間隙都必須選取最小合理間隙 Z 使模具具有較長的壽命 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 17 頁 共 47 頁 模具凸模和凹模一般容易磨損 所以我們要通過計算 還求出合理的凸凹 模的尺寸公差和偏差 其中有一種方法為凸凹模分別加工法計算 還有一種方 法 就是采用配合法 在這里我們采用的是配合加工法 這個方法比較適合于薄料的沖件 或者 是形狀復(fù)雜的工件 一般這個方法不用校核雙邊間隙 采用配作的方式 可以簡化我們計算的工作 從而降低模具的設(shè)計和制作 成本 因此為了降低成本 提高勞動生產(chǎn)效率 我們可以采用配作的方式來計 算凸模和凹模的刃口 1 凸凹模或者凸模在模具工作過程中尺寸會不斷增大 第一類尺寸 A Aj Amax x 6 1 410 2 凹?；蛘咄鼓Ｔ谀＞吖ぷ鬟^程中尺寸會不斷減少 第一類尺寸 B Bj Bmin x 6 2 041 3 磨損不變尺寸 C 類尺寸 凹?；蛘咄鼓Ｔ谀＞吖ぷ鬟^程中尺寸會不變 化 第一類尺寸 C Cj Cmin 6 3 21 8 其中 x 為磨損系數(shù) 查表得 工件精度 IT10 級以上 x 1 工件精度 IT1 IT13 x 0 75 工件精度 IT14 x 0 5 對 于 沖 制 形 狀 比 較 復(fù) 雜 或 相 對 薄 料 的 沖 裁 件 的 沖 模 或 小 批 量 單 件 生 產(chǎn) 的 沖 模 一 般 采 用 配 作 加 工 法 這 種 加 工 方 法 的 優(yōu) 點 是 由 配 制 來 保 證 模 具 間 隙 具 有 比 較 簡 單 的 工 藝 性 尺 寸 標(biāo) 注 簡 單 沖 孔 凸 模 刃 口 計 算 公 式 減 小 的 尺 寸 6 4 0 pxAp 增 大 的 尺 寸 6 pBp0 5 不 變 的 尺 寸 Cj Cmin 6 21 8 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 18 頁 共 47 頁 6 式中 A B C 凸模刃口尺寸 x 值 由 參 考 文 獻 可 得 模 具 公 差 由 參 考 文 獻 2 表 3 12 處 可 得 1 工位 1 沖導(dǎo)正孔凸模刃口尺寸 圖 6 4 直徑 3mm 應(yīng) 用 公 式 其 中 工 差 等 級 我 們 在 這 里 取 IT14 計 算 0 pxAp D 3 0 5 0 25 3 1250 0 02 mm 04 2 工 位 2 長 圓 孔 凸 模 刃 口 其 中 沖 的 尺 如 圖 6 4 所 示 應(yīng) 用 公 式 計 算 0 pxAp A1 1 5 0 05 0 25 1 625 mm 0 0 3 工 位 4 切 廢 料 凸 模 刃 口 應(yīng) 用 公 式 如 圖 6 5 所 示 計 算 0 pxAp A2 9 0 5 0 36 0 0 09 9 15 mm09 A3 5 1 0 30 5 14 mm 7 7 4 工 位 10 落 料 凸 模 刃 口 應(yīng) 用 公 式 如 圖 6 6 所 示 計 算 0 pxp A2 6 7 0 5 0 36 6 52 mm 09 09 有的未標(biāo)注的 按 IT14 級處理 取 x 0 5 在所有的尺寸中 A 類尺寸 0 523 0 30 367 0 341 B 類尺寸 164 25R 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 19 頁 共 47 頁 C 類尺寸 1 80 其中計算的結(jié)果如下表 6 3 所示 表 6 3 工作零件刃口尺寸計算 6 3 彎曲模計算 彎曲模的刃口尺寸計算 彎曲時 間隙的取值是關(guān)鍵 如果間隙小摩擦力比較大 就會導(dǎo)致彎曲力 比較大 如果間隙過大 會導(dǎo)致工件的回彈比較明顯 而導(dǎo)致工件的精度得不 到保障 彎曲時 帶入數(shù)據(jù)得出間隙 6 5 1 2ntZ 式中 凸凹模的單面間隙 2Z t 材料的公稱厚度 n 系數(shù) 查表 取 n 0 05 代入公式可得 1 0 5 22Ztn 有工件的尺寸可一直 彎曲件的尺寸為工件的外形尺寸 所以我們計算的 時候應(yīng)以凹模為準 然后凸模進行配作 保證凸凹模間隙進行調(diào)整 查表 1 021 凸 03 凹 類型 尺寸 計算 結(jié)果0 523 0 1329 0 70485 367 96 A 0 41 4 1 0max Aj 0 73 605 0 458 B 2R0 4 1 in xBj 612R C 1 8 Cj Cmin 2 8 8 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 20 頁 共 47 頁 彎曲時彎曲一邊 所以只要保證凸模寬度尺寸不小于彎曲邊寬度即可 沖 彎曲半徑 按照一般的情況的彎曲半徑部彎曲應(yīng)不小于 因此在我們的設(shè)計應(yīng) 為彎曲半徑部的沖頭的半徑的設(shè)計 見圖 6 6 的單倍型值彎曲沖頭和就在這 里一邊模隙凹?？壮叽缭O(shè)計 3 圖 6 6 彎曲示意圖 7 模具主要零部件的計算 我們在設(shè)計模具的一些零部件時 模具的主要零部件一般情況下都可以參 照國家的標(biāo)準 在這里我們得首先把凹模的尺寸計算出來 有了凹模 我們就 可以把卸料板 固定板 卸料板等零部件設(shè)計出來 另外 在模具進行設(shè)計時 我們要了解這些零部件設(shè)計的一些作用 及其設(shè)計的依據(jù) 一般設(shè)計直接與沖 壓件有關(guān)聯(lián)的部分時 其余都可以從標(biāo)準件中進行選取 標(biāo)準化簡化了模具設(shè) 計 還使得設(shè)計用的時間大大的減小 提高了效率 下面分別介紹各個零部件 的設(shè)計 7 1 凹模的計算 7 1 1 凹模外形的計算 凹模的形狀一般和沖壓件的材質(zhì)以及厚度有關(guān) 其主要決定因素的為工件 的厚度 有了厚度 我們即可參照一些公式 來完成凹模的設(shè)計 凹模板厚度尺寸 H Kb1 7 1 凹模板型孔和邊的距離尺寸 c 1 5H 7 2 最終凹模的邊長 L b1 2c 7 3 最終凹模的寬帶 B b2 2c 7 4 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 21 頁 共 47 頁 式中 b 1 工件的長度方向的最大尺寸 b2 工件彎曲件件的寬帶方向最大外形尺寸 本次設(shè)計對排 所以要 按兩個件的寬度 取b2 50 K 系數(shù) 主要受到材料厚度的影響 查表10 2 表 7 1 系數(shù) K 值 材料厚度 t mm 材料料寬 s mm 1 1 3 3 6 50 0 30 0 40 0 35 0 50 0 45 0 60 50 100 0 20 0 30 0 22 0 35 0 30 0 45 100 200 0 15 0 20 0 18 0 22 0 22 0 30 200 0 10 0 15 0 12 0 18 0 15 0 22 查表7 1得 K 0 4 由公式 7 1 凹模板的尺寸計算如下 凹模厚度 H Kb2 0 4 50 20 mm 由公式 7 2 得凹模邊壁厚 c 1 5H 1 5 20 30mm 取凹模邊壁厚為30mm 凹模的寬度 L b1 2c 50 2 30 110 另外通過分析模具 還要結(jié)合排樣圖 刃口 空的排放等幾個方面 來設(shè) 計凹模板的長 寬的尺寸 還要考慮模架的選擇 綜合一些標(biāo)準件作參考最后 經(jīng)過一些經(jīng)驗和仔細的對比 結(jié)合模具結(jié)構(gòu)取整后取 L B H 160mm 110mm 30mm 7 1 2 凹模的固定螺孔與定位銷孔大小及間距 螺釘 銷釘 等在凹模上的位置有一定的要求 1 一般情況下 A 大于或等于螺孔直徑的 1 3 到 1 5 倍 2 一般情況 D 大于或等于銷孔直徑的 1 到 2 倍 3 C 大于或者等于螺孔直徑 1 到 1 3 倍 具體的取值參照下表 表 7 2 螺孔 銷釘之間距離 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 22 頁 共 47 頁 7 1 3 凹模精度與材料的確定 凹模在模具設(shè)計中是模具設(shè)計的核心零件 而且也要靠凹模來保證工件的 精度和表面光滑度 所以它精度和表面粗糙度一定不能太低 否則會降低工件 的成品率 通過查找資料我們可以發(fā)現(xiàn)常用的材料我們可以使用選擇 Cr12 因 為 Cr12 有非常大的輕度和硬度 比較耐磨 平行度一般選擇 0 02 根據(jù)具體可 以參照下表 內(nèi)型腔的的精度為 IT7 級 凹模的二維圖和三維圖如圖 7 1 下所 示 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 23 頁 共 47 頁 圖 7 1 凹模 7 2 凸模的設(shè)計 7 2 1 凸模結(jié)構(gòu)的確定 凸模是模具工作的重要零件 和凹模的作用都是不可以缺少的零部件 圓 形凸模非圓形凸模 平刃口和斜刃口等凸模 凸模的選擇應(yīng)該能夠保證足夠的 穩(wěn)定和工作的可行性 當(dāng)損壞和修理時應(yīng)該保證拆裝方便 便于維修 凸模結(jié)構(gòu)我們在這里設(shè)計為直柱形的 然后再利用臺階對其進行固定 1 7 2 2 凸模高度的確定 凸模高度要根據(jù)模具的實際情況 凸模的結(jié)構(gòu)尺寸計算示意圖如下 圖7 2凸模高度尺寸 由上面的圖及得到凸模的高度 L h1 h2 H 7 5 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 24 頁 共 47 頁 式中 h1 固定板厚度 h1 20mm h2 卸料板厚度 橡膠或彈簧的高度 可得 h2 30mm H 附加長度修磨量為為 2 5 由公式 7 5 得 L 20 30 2 5 52 5 mm 7 2 3 凸模材料的確定 本模具需要有比較高的耐磨性和較長的壽命 并且在沖壓過程中 要持續(xù) 的受到?jīng)_壓力 所以我們需要選擇強度和韌性都比較好的材料 所以我們選擇 Cr12 能很好的滿足電器過電片彎曲件生產(chǎn)的需要 模具材料熱處理為 HRC58 62HRC 7 2 4 凸模精度的確定 根據(jù)實際需要 表面粗糙度為 Ra0 8um 選擇 IT7 級 1 沖導(dǎo)正孔凸模如圖 7 3 圖 7 3 沖導(dǎo)正孔凸模 2 沖長圓孔凸模 其中各尺寸如圖 7 4 所示 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 25 頁 共 47 頁 圖 7 4 沖長圓孔凸模 3 切廢料凸模 其中各尺寸如圖 7 5 所示 圖 7 5 切邊凸模 4 沖孔凸模 各尺寸如下圖 7 6 所示 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 26 頁 共 47 頁 圖 7 6 沖孔凸模 7 2 4 凸模強度 1 壓應(yīng)力的校核 一般在進行校核時候 我們都要依據(jù)凸模材料需要的應(yīng)力應(yīng)該小于凸模承 受的最大壓應(yīng)力 壓 最大沖裁力p 凸模刃口面積s 其中 P LT 周長 L 料厚 t 抗剪切強度 一般 0 8 由上面的 計由上面的計算得到 所以 0 8 450 360MPa 所以有導(dǎo)正孔凸模周長為 9 4mm 面積為 沖長圓孔周長 17 7mm 沖孔周長 13 1mm 1 對于沖導(dǎo)正孔凸模 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 27 頁 共 47 頁 L 9 42mm s 7 16 帶入公式有 9 42 0 5 360 7 16 236 8mp PS LT S 壓 2 對于沖長圓孔凸模 L 17 7mm s 15 6 帶入公式有 17 7 0 5 360 15 6 204 2Mpa PS LT S 壓 3 對于沖孔凸模 L 13 1mm S 15 9 帶入公式有 13 1 0 5 360 15 9 143 8MPa PS LT S 壓 通過計算 我們可以不難看出 基本上都符合要求 滿足了所需的強度要求 2 失穩(wěn)力的校核 因為凸模有卸料板的導(dǎo)向 我們用公式 lmax 8 Ed3t 式中 Lmax 凸模最大允許長度 mm E 凸模材料彈性模量 取 210000 Mpa d 沖孔直徑 mm 沖件材料抗剪強度 mm 這里取 360Mpa 黃銅 H68 由上面 出 由于孔 為所有的凸模中直徑最小的 要是他能滿足要求 其他的肯定 3 也不會不滿足 因此帶入公式有 69mm lmax 8 Ed3t 8 21000 30 5 3603 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 28 頁 共 47 頁 在上面的設(shè)計中 凸模的長度我們已經(jīng)設(shè)計為 52 5mm 顯然 69mm 52 5mm 因此符合要求 故所有的凸模都符合彎曲要求 7 2 5 彎曲模的設(shè)計 1 彎曲模工藝性 級進彎曲模是指彎曲采用級進模在多個工位上分布彎曲成形 在即進模上 彎曲工序往往比單工序模更加的復(fù)雜 級進彎曲模一般有沖裁工序和彎曲工序 組合而成 級進彎曲工藝性應(yīng)注意以下 1 在彎曲的地方 R 應(yīng)該設(shè)計合理 不能太大 由于在材料彎曲的過程中 工件內(nèi)部的材料受壓 則會受到壓應(yīng)力的作用 而彎曲處外面的材料受拉 既 拉應(yīng)力的作用 3 如果彎曲半徑變小納悶它的變形程度會增大 如果彎曲半徑 設(shè)計太小 材料外層手打的力會變大 遠遠超出了它所承受的范圍 則可能會 對材料或者工件造成破壞 2 彎曲的直邊高度不應(yīng)太短 3 孔距不能太小 4 彎曲件幾何形狀會改變的 設(shè)計者一般會把彎曲件設(shè)計成對稱的形狀 這樣的話在工作或者是沖壓的過程中 收到的力比較均勻 這樣制造出來的工 件質(zhì)量更好 2 彎曲模設(shè)計注意事項 1 當(dāng)把毛坯放入到模具中 應(yīng)該設(shè)計一個好的定位裝置 當(dāng)材料被壓彎曲時 應(yīng)該對其進行固定 不讓它滑動 2 一般設(shè)計完成一次設(shè)計時 應(yīng)該進行力的計算 去驗證是否合理 3 模具在進行作業(yè)必須保證其對人身的安全 以及機器或者模具的安全性 4 般彎曲時應(yīng)使其對稱 可以保證受力均勻 3 彎曲模工作部分尺寸計算 3 1 彎曲凹模的設(shè)計 1 第一凹模圓角半徑不應(yīng)該太小 內(nèi)側(cè)里面半徑應(yīng)該作為凸模的圓角半徑 的參考值 對于我的工件 因為它是 U 形的工件 所以再設(shè)計的時候 應(yīng)該合理的取凸凹模的間隙 2 彎曲時 U 形件的彎曲 確定間隙是個重要的問題 因為如果選擇的間 隙太小的話 它們在工作時靠的比較的進 導(dǎo)致兩者的接觸較多 產(chǎn)生 的相互摩擦力比較大 就會導(dǎo)致彎曲力比較大 如果間隙設(shè)計的過大 會導(dǎo)致工件的回彈比較明顯 2 而導(dǎo)致工件的精度得不到保障一般情況下 單邊間隙取 z 2 3 彎曲時 帶入數(shù)據(jù)得出間隙 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 29 頁 共 47 頁 6 1 1 2ntZ 式中 凸凹模的單面間隙 2Z t 材料的公稱厚度 n 系數(shù) 查表 取 0 05 代入公式可得 1 0 5 2tn 由零件的形狀可以看出 彎曲時只是彎曲一邊 所以只要保證凸模寬度 尺不小于彎曲邊寬度即可 R 彎曲 故因此凸模的圓角半徑和彎曲部分minr 的圓角半徑一樣 見圖 7 7 凹?？壮叽鐬閱伪稄澢鼓Ｅc凹模的單面間 隙值 有排樣圖我們知道在進行彎曲部分時 我們需要將長為 51mm 寬為 5mm 的材料進行彎曲 如下圖 彎曲成形后 我們需要的是二次彎曲 我 們的工件變成 的形狀 根據(jù)零件的要求 我們就可以計設(shè)計出凹模夫 人寬度為 23 4mm 由于彎曲件彎曲部分 5 7 所以固定彎曲的深度我們設(shè)計 為 5 7mm 就是凹下的地方與凹模面的距離 通過上面的分析我們就可以將彎曲凹模和彎曲凸模設(shè)計出來了 圖 7 7 彎曲凹模 3 2 彎曲凸模鑲塊 以下的彎曲凸我們采用的是嵌套式的設(shè)計方法 因為在級進模具的設(shè)計過 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 30 頁 共 47 頁 程中 在整體凹模上采用嵌套式的結(jié)構(gòu) 如下圖所示 因為我們經(jīng)常額需要對 模具進行檢修 為了便于加工 更換和刃口的修模 我們還在固定端的下部分 設(shè)計一個臺肩 這樣固定后不會拔出 通過查書中的表可以得出 臺肩的高度 我們設(shè)計為 3mm 高度隨著凹模的厚度設(shè)計為 30mm 考慮彎曲時的設(shè)計 我們 將寬度設(shè)計為 22 3mm 圖 7 8 彎曲凸模 7 3 卸料板的設(shè)計 7 3 1 卸料板外型設(shè)計 通過分析 在模具設(shè)計過程中 我們選擇的卸料結(jié)構(gòu)為彈性卸料結(jié)構(gòu) 這 種結(jié)構(gòu)不僅具有卸荷作用 同時也完成了凸模導(dǎo)向 尤其是模具設(shè)計過程中 沖頭高 沖頭直徑較小 因此采用彈性卸料是一個比較恰當(dāng)?shù)姆桨?1 推板的 邊界的邊緣的形狀和大小相同的凹模 間隙值取 0 1mm 如下表可以看出來 表 7 4 卸料板與凸凹模的間隙 材料厚度 t 0 5 0 5 1 1 單面間隙 C 0 05 0 1 0 15 一般的情況下我們都是先計算出凹模的形狀和尺寸 有了這些數(shù)據(jù)之后 我們 就能夠確定卸料板的尺寸了 只是厚度不一樣而已 2 所以根據(jù)上問計算出來 的值 再通過查找資料 也就確定了卸料板的長以及寬度 通過查資料 卸料 板厚度大概是凹模厚度的 0 8 倍到 1 倍之間 如果產(chǎn)品小 就取 10 到 20mm 之 間 由于我的零件比較小 卸料板的厚度設(shè)計為 16mm 根據(jù)凹模的尺寸算出來 畢業(yè)設(shè)計 論文 報告紙 第 31 頁 共 47 頁 了以后 我們就大概的知道設(shè)計卸料板的尺寸了因此有 卸料板 160mm 110mm 16mm 7 3 2 卸料板材料的選擇 考慮到卸料的時候?qū)π读习宓牡膹姸群陀捕纫筝^高 又因為卸料板主要是 起卸料的作用不可缺少 而且很重要 所以材料選擇是 45 鋼 45 鋼是很好的 碳素結(jié)的構(gòu)鋼 它的質(zhì)量較好 含碳量上下的幅度小 各方面的能力比較的平 穩(wěn) 經(jīng)過熱處理后擁有很良好的綜合力學(xué)性能 也就是說我們在選擇卸料板的 時候要充分的了解材料是否抗壓 是否能經(jīng)受住大的力 不可以隨隨便便的選 用 7 3 3 卸料板整體精度的確定 外輪廓一般在工作中對工件沒有造成過多的影響 精度要球不是很高高 取粗糙度為 R3 2 就可以了