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河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)論文
固定架沖壓模設(shè)計(jì)
緒 論
沖壓是使板料經(jīng)分離或成形而得到的加工方法。沖壓利用沖壓模具對(duì)板料進(jìn)行加工。常溫下進(jìn)行的板料沖壓加工稱為冷沖壓。
一.冷沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的地位
模具是大批生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具,是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。
模具可保證沖壓產(chǎn)品的尺寸精度。使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,而在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制剛板、剛帶為壞料,且在生產(chǎn)中不需加熱,具有生產(chǎn)效率高質(zhì)量好重量輕、成本低且節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn),是其它加工方法所不能比擬的。使用模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?,F(xiàn)代制造工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高,很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展。
目前,工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法,以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。一般壓力機(jī)加工,一臺(tái)普通壓力機(jī)設(shè)備每分鐘可生產(chǎn)零件幾件到幾十件,高速壓力機(jī)的生產(chǎn)率已達(dá)到每分鐘數(shù)百件甚至上千件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),飛機(jī)汽車拖拉機(jī)電機(jī)電器儀器儀表等產(chǎn)品,60%左右的零件是用模具加工出來的;而自行車手表洗衣機(jī)電冰箱及電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品,90%左右的零件是用模具加工出來的;至于日用五金,餐具等物品的大批量生產(chǎn)基本上完全靠模具來進(jìn)行。顯而易見,模具作為一種專用的工藝裝備,在生產(chǎn)中決定性作用和重要地位逐漸為人們所共識(shí)。
二. 冷沖壓模具的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀
模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器燒制和青銅器鑄造,但其大規(guī)模應(yīng)用卻是隨著現(xiàn)代化工業(yè)的崛起而發(fā)展起來的。19世紀(jì),隨著軍火工業(yè),鐘表工業(yè),無線電工業(yè)的發(fā)展,模具開始得到廣泛應(yīng)用。第二次時(shí)間大戰(zhàn)后,隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,它又成了大量生產(chǎn)家用電器,車,電子,儀器照相機(jī),鐘表等零件的最佳方式。從世界范圍看,當(dāng)時(shí)美國的沖壓技術(shù)走在最前列。而瑞士的精沖,德國的冷擠壓技術(shù),蘇聯(lián)對(duì)塑性加工的研究也處于世界先進(jìn)行列。20世紀(jì)50年代中期以前,模具設(shè)計(jì)多憑經(jīng)驗(yàn),參考已有圖紙和感性認(rèn)識(shí)。根據(jù)用戶的要求制作能滿足產(chǎn)品要求的模具,但對(duì)所設(shè)計(jì)模具零件的機(jī)械性能缺乏了解。從1955到1965年,人們通過對(duì)模具的主要零件的機(jī)械性能和受力狀況進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,對(duì)金屬塑性加工工藝及原理進(jìn)行深入探討,使得沖壓技術(shù)得到迅猛發(fā)展。在此期間歸納出的模具設(shè)計(jì)原則,使得壓力機(jī)械,沖壓材料,加工方法,模具結(jié)構(gòu),模具材料,模具制造方法,自動(dòng)化等領(lǐng)域面貌一新,并向?qū)嵱没姆较蛲七M(jìn)。進(jìn)入20世紀(jì)70年代,不斷涌現(xiàn)出各種高效率,高精度 高壽命 的多功能自動(dòng)模具。其代表五十多個(gè)工位的級(jí)進(jìn)模和十幾個(gè)工位的多工位傳遞模,在此期間,日本以“模具加工精度進(jìn)入微米級(jí)”而走到了世界工業(yè)的最前列。叢20 世紀(jì)70年代中期至今,計(jì)算機(jī)逐漸進(jìn)入模具生產(chǎn)的設(shè)計(jì),制造管理等各個(gè)領(lǐng)域;輔助進(jìn)行零件圖形輸入,毛坯展開,條料排樣,確定模座尺寸和標(biāo)準(zhǔn),繪制裝配圖和零件圖,輸出NC程序(用語數(shù)控加工中心和線切割編程)等工作,使得模具設(shè)計(jì),加工精度與復(fù)雜性不斷提高,模具制造周期不斷縮短。當(dāng)前國際上計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)發(fā)展趨勢(shì)是:繼續(xù)發(fā)展幾何圖形系統(tǒng),以滿足復(fù)雜零件和模具的要求;在CAD和CAM的基礎(chǔ)上建立生產(chǎn)集成系統(tǒng)(CIMS);開展塑性成型模擬技術(shù)(包括物理模擬和數(shù)學(xué)模擬)的研究,以提高工藝分析和模具CAD的理論水平和實(shí)用性;開發(fā)智能數(shù)據(jù)庫和分布試數(shù)據(jù)庫,發(fā)展專家系統(tǒng)和智能CAD等。
我國模具工業(yè)是19世紀(jì)末20世紀(jì)初隨著軍火和鐘表業(yè)引進(jìn)的壓力機(jī)發(fā)展起來的。從那時(shí)到20世紀(jì)50年代處,模具多用作坊式生產(chǎn),單憑工人經(jīng)驗(yàn),用簡(jiǎn)單的加工手段進(jìn)行制造。在以后的幾十年中,隨著國民經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模發(fā)展,模具工業(yè)進(jìn)步很快。當(dāng)時(shí)我過大量引進(jìn)蘇聯(lián)的圖紙 設(shè)備和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),其水平不低于當(dāng)時(shí)工業(yè)發(fā)達(dá)的國家。此后直到20世紀(jì)70年代末,由于錯(cuò)過了世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大浪潮,我國的模具業(yè)沒有跟上世界的發(fā)展步伐。20世紀(jì)80年代末,伴隨加點(diǎn) 輕工 汽車生產(chǎn)線模具的大量進(jìn)口和模具國際化的呼聲日益高漲,我國先后引進(jìn)了一批現(xiàn)代化的模具加工機(jī)床。在此基礎(chǔ)上,參照益友的進(jìn)口模具,我過成的復(fù)制了一批替代品,如汽車覆蓋件模具等。模具國際化雖然使我過的模具制造水平逐漸趕上國際先進(jìn)水平,但計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面仍然存在很大差距。
我國模具CAD/CAM技術(shù)從20實(shí)際80年代起步,長期處于低水平重復(fù)開發(fā)階段,所用軟件多為進(jìn)口的圖形軟件,數(shù)據(jù)庫軟件,NC軟件等,自主開發(fā)的軟件缺乏通用性,商品化價(jià)值不高,對(duì)許多引進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)缺乏二次開發(fā),經(jīng)濟(jì)效益不顯著。針對(duì)上述情況,國家有關(guān)部門制定了相關(guān)政策和措施。在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列經(jīng)濟(jì)政策支持和引導(dǎo)下?!熬盼濉逼陂g外過模具工業(yè)發(fā)展迅速,模具行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有了較大改善,模具商業(yè)化水平提高了近10%,中高檔模具占模具總量的比例有了明顯提高,模具進(jìn)出口比例也逐步趨向合理。
我國模具工業(yè)起步晚,基礎(chǔ)差,就總量來看,大型 精密 復(fù)雜長壽命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出。為了進(jìn)一步振興模具工業(yè),國家有關(guān)部門進(jìn)一步部署:全面分析我國的模具工業(yè)的現(xiàn)狀和差距。提出發(fā)展思路和建議以及政策措施。相信在政府的大力支持下,通過本行業(yè)的相關(guān)企業(yè)以及廣大模具工作者的共同努力,我國模具工業(yè)水平必將大大提高,為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出更大貢獻(xiàn)。
第1章 落料彎曲復(fù)合模設(shè)計(jì)
1.1原始資料
工件名稱:固定板
工件簡(jiǎn)圖:如圖
材料:Q235
料厚:1.5mm
產(chǎn)量:大批量
1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容
(1)零件工藝性分析;
(2)模具主要設(shè)計(jì)計(jì)算;
(3)模具總體設(shè)計(jì);
(4)模具主要零部件設(shè)計(jì);
(5)模具裝配圖的確定及工作原理;
(6)工件成型出現(xiàn)的工藝質(zhì)量問題及解決措施
圖 1
第2章 工件工藝性分析
2.1 工藝性
沖裁件的工藝性是指工件對(duì)沖壓加工工藝的適合性。良好的工藝性體現(xiàn)在材料消耗少,工序數(shù)目少,模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而壽命長,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,操作簡(jiǎn)單等方面。
2.2 工件結(jié)構(gòu)工藝性分析
此工件有落料.沖孔.彎曲三道工序,材料為Q235,具有良好的沖壓性能,可以進(jìn)行沖壓。因?yàn)榇斯ぜ柽M(jìn)行彎曲,而彎曲模沒有固定的結(jié)構(gòu)形式,有可能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單.也有可能設(shè)計(jì)復(fù)雜。這需工件的材料性能.形狀.精度要求和產(chǎn)量進(jìn)行綜合分析。此工件材料為Q235適合彎曲。又因此工件彎曲部分呈矩形,精度要求一般,模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單。斷面是矩形,確定工序只需一次彎曲。本工序只完成彎曲工藝。由于零件圖未注公差尺寸,屬于未注公差尺寸。在此精度取IT12-13級(jí)[2], 可滿足沖裁件的精度要求。
第3章 確定工藝方案
3.1 確定工藝方案的主要原則概括起來主要有以下三點(diǎn):
(1)保證沖裁件的質(zhì)量;
(2)經(jīng)濟(jì)性原則
(3)安全性原則.
3.2確定工藝方案
該工件包括落料、彎曲兩個(gè)基本工序,可有以下三種工藝方案:
方案一: 落料---------彎曲 單工序模
方案二:落料---------彎曲 級(jí)進(jìn)模
方案三:落料---------彎曲 復(fù)合模
方案一 模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,但需兩道工序。模具成本高,生產(chǎn)率較低,很難滿足批量生產(chǎn)要求
方案二 只需一副模具,生產(chǎn)率較高。但由于工件長度較長,送料步距較遠(yuǎn),超作不方便。
方案三 只需一副模具,生產(chǎn)率高,工件精度也能滿足要求。通過對(duì)上述三種方案比較分析,該件的沖壓生產(chǎn)采用方案三為佳。
第4章 主要設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1 排樣方式確定
沖裁件在條料、 帶料和板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率降低成本,保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。故排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則:
⑴提高材料利用率;
⑵合理排樣方法使操作方便,勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全;
⑶模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,壽命長;
⑷保證沖件質(zhì)量和沖件對(duì)板料纖維方向的要求。
條料排樣可分三種,有廢料排樣 、少廢料排樣、 無廢料排樣。由于工件形狀比較特殊,采用有廢料排樣中的直排。
采用直排排樣方案.如圖
圖2
4.2 計(jì)算最小搭邊值及零件毛坯面積
排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊值要合理確定,搭邊值過大,材料利用率雖高,但過小時(shí)搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠,沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷,不僅會(huì)增大沖裁件毛刺,有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙,造成沖裁力不均,損壞模具刃口,因此確定搭邊值時(shí)應(yīng)考慮如下因素:
①材料的力學(xué)性能,軟材料,脆材料,搭邊值要大一些;硬材料,搭邊值可小一些;
②材料的厚度,材料越厚,搭邊值也越大;
③零件的形狀和尺寸,零件外形越復(fù)雜,圓角半徑越小,搭邊值越大;
④排樣的形式,對(duì)排的搭邊值大于直排的搭邊值;
⑤送料及擋料方式,用手工送料且有側(cè)壓裝置的搭邊值可小一些,用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊值小一些;
⑥卸料方式,彈性卸料比剛性卸料的搭邊值要小一些
查表 2.5.2 最小搭邊值 a=2.5 a=3
確定料寬B=102+3+3=108mm
因工件是彎曲件 所以
工件展開長度 L=l+l+l+l+l(如圖)
L=25+0.41.52+8+106.5
=140.7mm
圖3
沖壓件毛坯面積 A = 140.7108 = 11889mm
步距 S =140.7
一個(gè)步距材料利用率 = nA/BS100%=76.87%
A ------- 一個(gè)步距內(nèi)沖壓件的實(shí)際面積
B ------- 條料寬度
S ------- 步距
4.3 沖壓力計(jì)算
因該模具采用復(fù)合模
有公式:
F=KLt
=1.3(106.52+1022)1.5300
= 121972.5N
式中: F -------沖壓力
L ------- 沖裁件周邊長度
t -------料厚
-------材料抗剪強(qiáng)度
K -------安全系數(shù) 取1.3
卸料力 F = KF =7733.7 N K----0.04
推件力 F = n K F =106338.375 N K----0.55 n取1
頂件力 v F = KF =11600 N K----0.06
式中:K、 K、 K、------ 卸料力、推件力、頂件力系數(shù)
n------同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)
沖壓工藝總力=沖裁力+卸料力+頂件力+推件力=319.015 KN
4.3 壓力中心計(jì)算
模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作,應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)的中心滑塊中心線重合。否則,沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷,導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌與模具的導(dǎo)向部分不正常的磨損,還會(huì)使合理的間隙得不著保證,從而影響制件的質(zhì)量和降低模具的壽命,甚至損壞模具。
計(jì)算其壓力中心的步驟如下:
〔1〕、按比例畫出凸模的工作部分剖面圖(見圖)
〔2〕、在任意距離處作x-x軸y-y軸
〔3〕、 分別計(jì)算出各線段和圓弧的重心到x-x軸的距離y1, y2, y3, y4和到y(tǒng)-y軸的距離x1, x2, x3, x4,
〔4〕、分別計(jì)算每一個(gè)凸模刃口輪廓的周長LLL……L (見簡(jiǎn)圖)
計(jì)算數(shù)值看下表:
圖4
表-1壓力中心數(shù)值
基本要素長度L/mm
基本要素壓力中心的坐標(biāo)值
x
y
L = 35.15
-18.075
51
L =41
-36.15
30.5
L = 34.2
-53.25
10
L = 10
-70.35
5
L = 20
-70.35
-10
L = 34.2
-53.25
-20
L = 31
-36.15
-35.5
L =35.15
-18.075
-51
L = 70.35
35.175
-51
L = 51
70.35
-25.5
L = 51
70.35
25.5
L = 70.35
35.175
51
合計(jì):443.4
1.74
3.62
4.4.彎曲力計(jì)算
F=0.7KBt/(r+t)=9698.68 N
式中:F ------- 彎曲力
B -------彎曲件寬度
t -------彎曲材料厚度
r ------彎曲件內(nèi)彎曲半徑
-------材料的抗拉強(qiáng)度
K ------- 安全系數(shù) 一般取1.3
4.4.1.校正時(shí)的彎曲力計(jì)算 F=A p=25 30 90
=67500N
式中: F-------- 校正彎曲應(yīng)力
A -------- 校正部分投影面積
P -------- 單位面積校正力
4.4.2.彎曲中性層確定
根據(jù)中性層的定義,彎曲件的坯料長度應(yīng)等于中性層的展開長度。中性層位置以曲率半徑 表示通常用下面經(jīng)驗(yàn)公式確定:
= r + xt = 1.26
式中: r--------- 零件的內(nèi)彎曲半徑 取1
t --------- 材料厚度 取1.5
x -----------中性層位移系數(shù) 查表3.4.1 取0.26
4.5.計(jì)算回彈量
由于 r/t=0.4/1.5<(5~8) 所以彎曲半徑回彈值一般不大,實(shí)際生產(chǎn)中只考慮角度回彈,查表3—12 Q235 回彈角度為-1~130°取0°
4.6 單邊間隙
Z/2=t+ Ct = t + △ + Ct =1.710.15=1.86mm
Z/2-------彎曲凸、凹模單邊間隙
t-------料厚
△-------材料厚度正偏差
C-------間隙系數(shù)
4.6 工作零件刃口尺寸計(jì)算
凸、凹模的刃口尺寸和公差直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸凹模刃口尺寸及公差來保證。因此正確確定凸凹模刃口尺寸和公差,是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。
計(jì)算凸?;虬寄3叽纾紫仁歉鶕?jù)凸?;虬寄Dp后輪廓變化情況,正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大變小還是不變這三種情況,然后分別按不同的公式計(jì)算。
a、凹模磨損后會(huì)增大的尺寸-------第一類尺寸A
第一類尺寸:Aj=(Amax-x△)0+0.25△
b、凹模磨損后會(huì)減小的尺寸-------第二類尺寸B
第二類尺寸:Bj=(Bmax+x△)0-0.25△
c、凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類尺寸C
第三類尺寸:Cj=(Cmin+0.5△)60.125△
由于凹模刃口在磨損后尺寸會(huì)變大,故采用a類尺寸
查表2.3.3得間隙值 Z=0.132mm Z=0.240mm
查表2.4 凸凹模制造公差分別為 =0.02mm =0.03mm
校核 :
Z— Z= 0.24 - 0.132 = 0.108
+ = 0.02 + 0.03 = 0.05
滿足Z— Z + 條料
4.6.1凹模刃口尺寸計(jì)算
因工件取IT12 到IT13級(jí) ,磨損系數(shù)X取0.5對(duì)外輪廓落料,由于形狀復(fù)雜故采用配合加工法。其凸凹模刃口尺寸計(jì)算如下
當(dāng)0.5時(shí) x=0.5
當(dāng)0.5時(shí) x=0.75
106.25=(106.25 – 0.750.35) =105.99
34.2=(34.2 – 0.750.25)=34.01
30=(30 – 0.750.21)=29.84
31=(31 – 0.750.25)=30.81
41=(41-0.750.25)=40.81
102=(102 – 0.750.35) =101.74
切料處相當(dāng)于落料,應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)。因此還應(yīng)換算到凸?;鶞?zhǔn)進(jìn)行配研。次處為雙面剪切,與凹模之間的間隙為一般沖裁模單邊間隙的2/3,因此 ,
Z= =0.044mm Z==0.08mm
4.6.2凸模刃口計(jì)算
根據(jù)公式 D =(D-Z)
34.2=(34.2-0.132)=34.07
30 =(30-0.132)=29.87
102 =(102-0.132)=101.87
106.5 =(106.5-0.132)=106.47
第5章 凸、凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1 凸模長度計(jì)算
凸模長度L 應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定
L=H+ H +H+H
式中: H - ---------- 固定板厚度
H ----------- 卸料板厚度
H ----------- 導(dǎo)尺厚度
H ------------ 附加長度 主要考慮凸模進(jìn)入凹模 的深度(0.5—1mm)總修模量(10—15mm)及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的安全距離(15—20mm)等因素確定。
由于凸模設(shè)計(jì)成一個(gè)整體式的加工比較困難,因此設(shè)計(jì)成組合式的凸模。(祥見零件圖)
L=12+30+10+30=82mm
L=12+30+10+22=74mm (見手工畫零件圖 )
5.2凸模圓角半徑
當(dāng)工件的相對(duì)彎曲半徑r/t較小時(shí),凸模圓角半徑rT取等于工件物彎曲半徑,但不應(yīng)小于最小彎曲半徑0.175,所以凸模半徑等于r=1.6
5.3 凹模高度計(jì)算
根據(jù)公式:H=kb=0.22105.99mm
由于工件還得進(jìn)行一次彎曲,凹木與下模座固定,不需用固定板。因此凹模高度根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求取60mm
式中:H------ 凹模厚度
k------- 系數(shù) 查表2.9.5 取1.5
b------- 凹模刃口的最大尺寸
5.4 凹模最小壁厚確定
凹模壁厚 C=(1.5 ~ 2)H
=1.523=34.5圓整取35mm
凸模周界尺寸為 210 mm 172mm
凹模材料 :由于制件大批量生產(chǎn),對(duì)凹模材料強(qiáng)度要求較高,因此選Cr12MoV鋼。
第6章.模具總體設(shè)計(jì)
6.1 基本結(jié)構(gòu)形式:
6.1.1正倒裝結(jié)構(gòu)
根據(jù)上述分析,本零件的沖制包含落料,彎曲等工序。而且已確定為采用復(fù)合模沖壓,因此選用正裝結(jié)構(gòu)。
6.1.2 送料方式: 人工送料
6.1.3導(dǎo)向方式:由于本零件的聲產(chǎn)是大量生產(chǎn)采,為確保送料開敞性,選用后側(cè)導(dǎo)柱導(dǎo)套模架
6.1.4 卸料方式:本零件沖壓工序中含落料工序,所以有落料機(jī)構(gòu),又因?yàn)榱慵_壓中還偶彎曲機(jī)構(gòu),所以選用彈性卸料板。
6.2 基本尺寸
凹模板尺寸為210mm172mm,其他模板尺寸取為凹模板平面尺寸一致。
墊板厚度 20 mm
凸模固定板厚度 30 mm
壓料板厚度 10 mm
凹模板厚度 60mm
6.3模架
模架采用中等精度,中小尺寸沖壓件的后側(cè)導(dǎo)柱模架(GB2855.5-81)從右向左送料,操作比較方便。
上模座 L/mm B/mmH/mm= 250 200 45
下模座 L/mm B/mmH/mm= 250 200 50
導(dǎo)柱 d/mm L/mm =32125
導(dǎo)套 d/mm L/mm D /mm = 32 100 42
6.4模柄
圖5 模柄圖
選壓入式模柄 (GB2826.1-81)
6.5模具閉合高度
H = (50+45+20+30+60+10)= 215mm
6.3 定位裝置
采用擋料銷 (GB2870-81)材料為45鋼
6.4 導(dǎo)料裝置
采用導(dǎo)料銷 材料為45鋼
第7章.壓力機(jī)型號(hào)確定及校核
7.1沖壓設(shè)備的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
⑴壓力機(jī)的噸位應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨虼笥跊_裁時(shí)的總力,即,式中—所選壓力機(jī)的噸位,—沖裁時(shí)的總力;
⑵根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機(jī)類型和行程(沖程)次數(shù),如復(fù)合模工作需從模具中間出件,最好選用可傾式壓力機(jī)。
⑶根據(jù)模具尺寸大小,安裝和進(jìn)出料等情況選擇壓力機(jī)臺(tái)面尺寸,如有推件時(shí)應(yīng)考慮臺(tái)面孔的大小使沖后有關(guān)零件能自由通過。
⑷選擇壓力機(jī)的閉合高度與模具是否匹配。
⑸模柄直徑,長度尺寸是否與壓力機(jī)滑塊模柄直徑、深度尺寸相當(dāng)。
⑹壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)該是拉深深度的2∽2.5倍。
⑺壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)當(dāng)保證有最高的生產(chǎn)效率。
⑻壓力機(jī)應(yīng)該使用方便和安全。[5]
為安全起見,防止設(shè)備的超載,可按公稱壓力的原則選取壓力機(jī)。由于沖壓力比彎曲力大的多, 因此 ,根據(jù)沖壓力來確定壓力機(jī)型號(hào) 查資料[4]選用開式雙柱可傾壓力機(jī) J23-63
該壓力機(jī)與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)系數(shù)為:見表
表-2壓力機(jī)參數(shù)確定
型號(hào)
公稱壓力
滑塊行稱
最大閉合高度
最大裝配高度
連桿調(diào)節(jié)度
工作臺(tái)尺寸
墊板尺寸
模柄孔尺寸
最大傾角
J23-63
630KN
130mm
360 mm
280 mm
80mm
400 710 mm
80 250 mm
5080 mm ( 直徑深度)
30
經(jīng)校核壓力機(jī)能滿足使用要求。
第8章 裝配
在裝配之前必須先研究圖樣,根據(jù)模具的技術(shù)要點(diǎn)和結(jié)構(gòu)要求,確定合理的裝配次序和裝配方法。此外,還應(yīng)檢查模具零件的加工質(zhì)量,如凸凹模刃口尺寸等,然后按照規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行裝配。裝配的次序方法如下。
8.1主要組件的裝配與調(diào)試
8.1.1 模柄的裝配
因?yàn)檫@副模具的模柄是從上模座的下邊向上壓入的,所以在安裝凸模固定板和墊板之前應(yīng)把模柄先裝好。
模柄與上模座的配合要求為: 裝配時(shí)先在壓力機(jī)上將模柄壓入。再加工定位銷釘孔或螺釘孔。然后把模柄端面突出部分銼平或磨平。安裝好模柄后用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂直度。
8.1.2 凸模裝配
凸模與固定板之間的配合要求為: 。裝配時(shí)先再壓力機(jī)上將凸模壓入固定板內(nèi),檢查凸模的垂直度,然后將固定板的上平面與凸模尾部一起磨平。為了保持凸模刃口鋒利,還應(yīng)將凸模端面磨平
8.1.3 彈壓卸料板的裝配
彈壓卸料板起壓料和卸料作用。裝配時(shí),應(yīng)保證它與凸模之間具有適當(dāng)?shù)拈g隙,其裝配方法是,將彈壓卸料板套在已裝入固定板的凸模內(nèi),在固定板與卸料板之間,墊上平行墊板,并用平行夾板將它們夾緊,然后,按照卸料板上的螺孔在固定板上投窩,拆開后鉆固定板上的螺釘孔。
8.2.總裝配
模具的主要組件裝配完畢后,開始進(jìn)行總裝配。為了使凸模凹模易于對(duì)中,總裝配時(shí)必須考慮上下模的裝配順序,否則可能出現(xiàn)無法裝配的情況。上下模的裝配順序與模具結(jié)構(gòu)有關(guān),通常是看上下模中哪個(gè)位置所受的限制大就先裝。用另一個(gè)去調(diào)整位置,根據(jù)這個(gè)道理,一般沖裁模的上下模裝配次序按下面的原則來選擇。
圖 .6
8.2.1 無導(dǎo)柱模具裝配
對(duì)于無導(dǎo)柱模具,凸凹模間隙是在模具安裝導(dǎo)機(jī)床上進(jìn)行調(diào)整的,上下模的裝配次序沒有嚴(yán)格要求,可以分別進(jìn)行裝配。
8.2.2 導(dǎo)柱模裝配
對(duì)于凹模裝在下模上的導(dǎo)柱模一般先裝下模。
對(duì)于導(dǎo)柱復(fù)合模一般先裝上模,然后找正下模的位置,這樣可以保證上模中的卸料裝置于與模柄中心對(duì)正,否則將會(huì)出現(xiàn)無法裝配的困難。
8.2.3裝配步驟
如圖所示 落料彎曲模凹模裝在下模座上,為了便于操作,一般現(xiàn)裝下模。裝配步驟如下:
a.把頂件器13放入凹模中12,然后把凹模裝在下模座14上。
b. 找正凹模位置后,現(xiàn)在下模座上投窩,加工螺紋孔。然后加工銷釘孔。裝入銷釘,擰緊螺釘。
c. 把已裝入固定板7的凸模8插入凹模內(nèi),固定板與凹模之間墊上適當(dāng)高度的平行墊鐵,再把上模座3放再固定板上,將上模座和固定板夾緊,并再上模座上投卸料孔窩和緊固螺釘過孔窩。拆開后鉆孔。然后放入墊板,擰上緊固螺釘。
d. 調(diào)整凸凹模間隙
調(diào)整間隙可用透光法,即將模具翻過來,把模柄夾再虎鉗上,用手燈照射,從下模座的漏料孔中觀察間隙大小和是否均勻。
調(diào)整間隙也可以用切紙法進(jìn)行,即以紙當(dāng)作零件,用手錘敲擊模柄,再紙上切出沖件的形狀來。根據(jù)紙樣有無毛刺和毛刺是否均勻,可以判斷間隙大小和均勻性。如果紙樣上輪廓沒有毛刺或毛刺均勻,說明間隙是均勻的。如果局部有毛刺說明間隙部均勻。調(diào)整間隙時(shí)用手錘輕輕敲擊固定板的側(cè)面,使凸模位置改變,以得到均勻間隙。
e.調(diào)整間隙后加工銷釘孔,裝入銷釘。
f.將彈壓卸料板11裝在凸模上,并檢查它是否能靈活得移動(dòng),檢查凸模端面是否縮在卸料板孔內(nèi)(0.5mm左右),最后安裝彈簧。
g.安裝其它零件。
h.試沖與調(diào)整
i.打標(biāo)記交付生產(chǎn)使用。
8.3.沖裁模試沖的缺陷與調(diào)整
模具裝配以后,必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖。沖出的工件按沖壓零件產(chǎn)品圖或試樣進(jìn)行檢驗(yàn)驗(yàn)收。在檢驗(yàn) 驗(yàn)收過程中,如發(fā)現(xiàn)各種缺陷,則要仔細(xì)分析,找出原因,并對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)男蘩砗驼{(diào)整,然后再適沖,直到模具正常工作并得到合格的沖件為止。以下是沖裁過程中常見的缺陷,產(chǎn)生原因及調(diào)整方法。
表-3沖裁時(shí)缺陷與調(diào)整
沖裁試沖時(shí)的缺陷
產(chǎn)生原因
調(diào)整方法
送料不暢通或料被卡死
1. 凸模與卸料板之間的間隙過大,使搭邊翻扭。
根據(jù)情況挫修或重裝導(dǎo)料板減小凸模與卸料板之間的間隙
刃口相交
1. 上下模座,固定板,凹模墊板等零件安裝面不平行
2.凸?!?dǎo)柱等零件安裝不垂直
3.導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合間隙過大使導(dǎo)向不準(zhǔn)
卸料板的孔位不正確或歪斜
休整有關(guān)零件,重裝上下模
重裝凸模和導(dǎo)柱
更換導(dǎo)柱和導(dǎo)套
休整或更換卸料板
卸料不正常
1. 由于裝配不正確,卸料機(jī)構(gòu)不能動(dòng)作,如卸料板于凸模配合過緊,或因卸料板傾斜而卡緊
2. 彈簧或橡皮的彈力不足
休整卸料板等零件
更換彈簧
沖件質(zhì)量不好1.有毛刺2沖件不平
1. 刃口不鋒利或淬火硬度低
2. 配合間隙過大火過小
3. 間隙不均勻使沖件一邊有顯著帶斜角毛刺
合理調(diào)整凸凹模間隙及修理工作部分刃口
1
.凹模有倒錐度
2.頂件器與工件接觸面過小
休整凹模
更換頂件器
表-4.彎曲試沖時(shí)的缺陷和調(diào)整
出現(xiàn)問題
產(chǎn)生原因
調(diào)整方法
彎曲角度不夠
1. 凸凹模的回彈角制造過小
2. 凸模進(jìn)入凹模的深度較淺
3. 凸凹模之間的間隙過大
4. 試模材料不對(duì)
加大回彈角
調(diào)節(jié)沖模閉合高度
調(diào)節(jié)間隙值
更換試模材料
彎曲位置偏移
1. 凹模兩側(cè)進(jìn)口圓角大小不等,材料滑動(dòng)大小不一致
2. 凸模沒有對(duì)正凹模
休磨凹模圓角
調(diào)整凸凹模位置
沖件的尺寸過長或不足
1 .凸凹模之間的間隙過小,材料被擠長
2. 壓料裝置壓力過大,將材料拉長
3. 設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算錯(cuò)誤或不準(zhǔn)確
調(diào)整凸凹模間隙
減小壓料力
改變坯料尺寸
沖件外部有光亮的凹陷
1 .凹模圓角半徑過小,沖件表面被劃痕
2. 凸 凹模之間的間隙不均勻
3. 凸 凹模表面粗糙度太大
加大圓角半徑
調(diào)整凸凹模間隙
拋光凸凹模表面
小 結(jié)
經(jīng)過多天的努力,畢業(yè)設(shè)計(jì)終于臨近尾聲。大學(xué)期間的最后一次“作業(yè)’即將完成,這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們用兩年半時(shí)間內(nèi)修完的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的,它是對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行的一次綜合性練習(xí),也是在我們即將進(jìn)入工作崗位獨(dú)立工作前的最后一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí),使我們?cè)诶碚摵蛯?shí)踐上對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力有了進(jìn)一步的提高。通過做畢業(yè)設(shè)計(jì)也見證了我們大學(xué)幾年所取得的成就。
通過做畢業(yè)設(shè)計(jì),使我對(duì)過去所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)一步復(fù)習(xí)了一下,同時(shí),通過查資料、參考文獻(xiàn)等使我的模具知識(shí)又提高了許多。在對(duì)一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課:如機(jī)械制圖、公差配合與技術(shù)測(cè)量、模具材料等有了更深刻的理解,使我能更熟練將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。在設(shè)計(jì)中使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要注意到的問題。如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料,且保證加工的經(jīng)濟(jì)性和加工工藝的合理性。同時(shí),也使我認(rèn)識(shí)到作為一名設(shè)計(jì)者其工作態(tài)度一定要嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、仔細(xì)。不然,一個(gè)小小的疏忽就有可能釀成很大的損失。做設(shè)計(jì)使我在各方面提高了很多。
由于能力有限,設(shè)計(jì)中難免有疏漏之處,懇請(qǐng)老師給予批評(píng)指正。
致 謝
沖壓技術(shù)是材料加工技術(shù)中不可缺少的重要加工手段之一,目前在國內(nèi)正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期,具有廣泛的發(fā)展前景。在大學(xué)三年學(xué)習(xí)即將結(jié)束之際,能夠按照老師的指導(dǎo)并綜合運(yùn)用三年來的所學(xué)所知設(shè)計(jì)一套注塑模具,必將為日后的獨(dú)立工作創(chuàng)造一個(gè)良好的開始。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中原老師一直扮演著導(dǎo)向者的角色,從接到設(shè)計(jì)題目那一刻起就給我指明了方向,讓我明白了設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)中可能遇到的問題以及解決方法等,并不厭其煩的糾正設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤,詳細(xì)檢查設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)及重點(diǎn),對(duì)設(shè)計(jì)方案提出了寶貴的修正意見,一步步完善了我的設(shè)計(jì)。在此對(duì)原老師表示衷心的感謝!
此外在設(shè)計(jì)過程中翟德梅教授、楊占堯教授、于智宏老師提了許多寶貴意見在此也表示衷心的感謝。
在設(shè)計(jì)過程中還得到了學(xué)多同學(xué)的大力幫助,尤其是范玉波,齊小亮、柳建光等同學(xué),非常感謝你們。
最后再次感謝在設(shè)計(jì)中幫助過我的老師和同學(xué),謝謝!
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