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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) 晶體結構, 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。試驗結果獲得在本研究中可以幫助設計CP 鈦板料沖壓模。
2005 年Elsevier B.V 版權所有。
關鍵字: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,工業(yè)純凈的鈦(CP 鈦) 是一潛在構件, 并且最近受到電子產業(yè)注意。因為它的競爭力和優(yōu)越表現,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薄壁結構組分被使用在電子產品, 譬如筆記本蓋子, 移動電話 等。CP 鈦板料由于它六角close-packed (HCP) 結構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 鈦多數研究集中于微結構 [ 1-4 ], 并且關于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, 使用實驗性方法調查了CP 鈦板料沖壓的可模鍛性。從實驗獲得的關于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
應力應變關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, 工程學應力關系第一次從實驗性數據獲得,然后是轉換成真實的應力聯(lián)系根據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 是工程應力, 和工程應變的張力, 各自地。在室溫下從樣品獲得CP 鈦真實的應力關系,被削減三個不同取向被顯示在圖l 。非均質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物在標本之中在三個方向。這個結果一致于那獲得Ishiyama 等[ 5 ] 。在起點階段測試他們發(fā)現了滑動變形發(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 方向和生產更高的抵抗反對脫臼滑動, 收效按更大的價值在出產量, 工作硬化, 和伸長。CP 的平均屈服應力和伸長鈦板料在室溫是大約352 MPa 和28%, 各自地??墒悄铅抵登蜕扉L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。真實的應力關系在各種各樣的張力率為00 標本被顯示在圖3 。重要的微量在應力曲線從張力率0.1 到0.001 是注意在圖3, 和應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)定的應力應變關系可能是在張力率更小比0.001 之下獲得。
CP 鈦的真實的應力聯(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 樣本也許歸結于在室溫孿生變形的快速的增量在00 方向, 導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量在輾壓方向比其它二個方向。并且CP 鈦各向異性現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。測試結果被談論了與CP 相關形成的物產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對輾壓方向, 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, 這數值更低。但是, 為沖壓薄產品, 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。V 彎測試結果用圖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 顯示關系在回彈之間并且沖壓半徑在室溫和300 0C, 各自地。看以上兩個圖, 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, 和裝載被應用鋪平弧在彎曲處理結果的結尾復合應力分配導致負值的彈性后效 [ 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, 回彈是由彈性模數和材料的屈服應力影響的。彈性模數不會隨溫度變化而變化。而且溫度升高CP 鈦板料的屈服應力減少,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, 斷開軸心力對更小的價值會被調整直到破裂被消除到沒有皺痕發(fā)生。當斷裂力量的調整沒有消除破裂, 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。自動測試設備現象變成重要的在較高的成型溫度。LDR 、畫的深度, 和相關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. 結束語
在本研究中調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, 并且應力聯(lián)系被獲得從實驗表明, CP 鈦板料有更高的屈服應力和更小的伸長在室溫, 但當板料被加熱到300 0C比例減少由屈服應力的增加決定。它是被注意應力聯(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, 露出的現象顯示表明, CP 鈦板料負擔重要的 各向異性現象在能并且影響可鍛性的平面圓形拉深。
調查了在室溫度應力聯(lián)系對張力率的作用。實驗性結果表示, 應力聯(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 。實驗性結果表明本研究提供根本性形成CP 鈦板料模具設計。
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合同第NSC 89-2212-E-002-147,使實驗工作成為可能。
參考文獻
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15
河南機電高等??茖W校
學生畢業(yè)設計(論文)中期檢查表
學生姓名
學 號
指導教師
選題情況
課題名稱
石英表鐵芯模具設計
難易程度
偏難
√
適中
偏易
工作量
較大
合理
√
較小
符合規(guī)范化的要求
任務書
有
√
無
開題報告
有
√
無
外文翻譯質量
優(yōu)
良
中
√
差
學習態(tài)度、出勤情況
好
√
一般
差
工作進度
快
按計劃進行
√
慢
中期工作匯報及解答問題情況
優(yōu)
良
√
中
差
中期成績評定:
所在專業(yè)意見:
負責人:
年 月 日
河南機電高等??茖W校
畢業(yè)設計(論文)任務書
系 部:
專 業(yè):
學生姓名: 學 號:
設計(論文)題目: 石英表鐵芯的模具設計
起 迄 日 期: 2006年 4 月15 日~ 5 月 14 日
指 導 教 師:
發(fā)任務書日期: 2006 年 3 月 12 日
任務書填寫要求
1.畢業(yè)設計(論文)任務書由指導教師根據各課題的具體情況填寫,經學生所在專業(yè)的負責人審查、系主管領導簽字后生效。此任務書應在畢業(yè)設計(論文)開始前一周內填好并發(fā)給學生;
2.任務書內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式(可從教務處網頁上下載)打印,不得隨便涂改或潦草書寫,禁止打印在其它紙上后剪貼;
3.任務書內填寫的內容,必須和學生畢業(yè)設計(論文)完成的情況相一致,若有變更,應當經過所在專業(yè)及系主管領導審批后方可重新填寫;
4.任務書內有關“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫,應寫中文全稱,不能寫數字代碼,學生的“學號”要寫全號,請規(guī)范化填寫;
5.任務書內“主要參考文獻”的填寫,應按照國標GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫,不能有隨意性;
6.有關年月日等日期的填寫,應當按照國標GB/T 7408—94《數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求,一律用阿拉伯數字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。
畢 業(yè) 設 計(論 文)任 務 書
1.本畢業(yè)設計(論文)課題來源及應達到的目的:
2.本畢業(yè)設計(論文)課題任務的內容和要求(包括原始數據、技術要求、工作要求等):
1、了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現狀
2、石英表鐵芯的沖壓工藝并確定工藝方案
3、石英表鐵芯的沖壓模設計
4、繪制模具總裝圖和零件圖
5、模具安裝與調整
6、得出設計結論
所在專業(yè)審查意見:
負責人:
年 月 日
系部意見:
系領導:
年 月 日
插圖清單
1. 圖 1-1:工件圖--------------------------------------------------------------------3
2. 圖 3-1:排樣圖--------------------------------------------------------------------5
3. 圖 3-2:坐標系下凹模形口----------------------------------------------------------9
4. 圖 4-1:組合式凸模---------------------------------------------------------------12
5. 圖 4-2:沖孔凸模-----------------------------------------------------------------13
6. 圖 4-3:固定擋料銷---------------------------------------------------------------14
7. 圖 4-4:卸料板-------------------------------------------------------------------15
8. 圖 6-1:模架簡圖-----------------------------------------------------------------18
9. 圖 6-2:模柄---------------------------------------------------------------------19
表格清單
表 3-1:材料利用率的計算表 ----------------------------------------------------- 6
表 3-2:沖壓力的計算表 --------------------------------------------------------- 7
表 3-3:壓力中心計算數值表 ----------------------------------------------------- 9
表 3-4:凸凹模刃口尺寸計算表 --------------------------------------------------- 10
表 6-1:模柄標準尺寸表 --------------------------------------------------------- 18
表 7-1:壓力機型號表 ----------------------------------------------------------- 20
表 8-1:模具裝配表 ------------------------------------------------------------- 21
表 9-1:機械加工工藝過程卡 ----------------------------------------------------- 22
表 9-2:模具典型零件機械加工工序卡 --------------------------------------------- 24
河南機電高等??茖W校
畢業(yè)設計論文
論文題目:加工石英表鐵芯的模具設計
系 部
專 業(yè)
班 級
學生姓名
學 號
指導教師
2006年 5 月 4 日
河南機電高等??茖W校
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學生姓名: 學 號:
專 業(yè): 模 具 設 計 與 制 造
設計(論文)題目: 石英表鐵芯的模具設計
指導教師:
2006年5月9日
畢 業(yè) 設 計(論 文)開 題 報 告
在進行畢業(yè)設計之前,必須收集、查閱有關文獻資料,有關設計課題研究方面的資料、文獻在設計中是非常重要的。只有對課題研究的內容有了充分的了解,在設計過程中有的放矢地去完成設計工作。
在設計之前首先應該對國內外的模具發(fā)展現狀和發(fā)展趨勢有所了解,以便在設計過程中能夠正確、合理地設計出比較好的模具。下面就先分析一下國內外的模具發(fā)展現狀與發(fā)展趨勢以及我國的模具發(fā)展現狀。
1.隨著工業(yè)產品質量的不斷提高,沖壓產品的生產正呈現出多品種、小批量,復雜、大型、精密,更新?lián)Q代速度快等變化特點,沖壓模具也正向高效、精密、長壽命、大型化方向發(fā)展。為適應市場的變化,隨著計算機技術和制造技術的迅速發(fā)展,沖壓模具設計與制造技術正在由手工設計、依靠工人的經驗和常規(guī)的機械加工技術向計算機輔助設計(CAD)、數控加工中心進行切削加工、數控線切割、數控電火花等為核心的計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)技術方面轉變。模具的發(fā)展現狀及發(fā)展趨勢如下詳述:
1).CAD/CAM技術的應用:CAD/CAM是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工種,是模具設計與制造行業(yè)的有效輔助工具;通過它能夠對產品、模具結構、成型工藝、數控加工及成本等進行設計和優(yōu)化?,F在已經廣泛地應用與模具的設計與制造加工的過程中,并還在不斷地發(fā)展和創(chuàng)新。
2).模具標準件:模具的標準化對縮短模具制造周期、提高質量、降低成本起很大的作用。我國的模具標準化程度在30%以下,而國外先進國家達到70%—80%左右。這樣,不僅有利于國內的模具制造的發(fā)展,也有利于模具的國際化發(fā)展。
3).模具的制造精度:國外的制造水平能夠是制造公差達到0.003—0.005 mm,表面的粗糙度達到Ra 0.0002 mm以下;我國的制造水平可以使制造公差達到0.01—0.02 mm,模具表面的粗糙度達到Ra0.00160.0008 mm。由此可見,如今模具技術的發(fā)展水平還是很高的,但同時也可以看出我國在這方面的技術與先進國家還有很大的差距。
4).模具的使用壽命:國外的沖壓模具的使用壽命,(合金鋼制模)500—1000萬次,(硬質合金制模)2億次;我國的沖壓模具的使用壽命分別為:100—400萬次,6000—1億次。模具的使用壽命的加長就意味著模具的制造成本降低,從而提高了生產效益。
5).模具的加工制造設備:國外已經廣泛地使用了數控加工中心,線切割,電火花
化學腐蝕等先進的設備,大大地縮短了模具的制造周期。
2.我國的模具業(yè)的發(fā)展現狀:進入21世紀,隨著科學技術的發(fā)展,我國的工業(yè)化程度也有了很大地提高,特別是在模具行業(yè)有了很大地發(fā)展。如:在模具設計與制造上,不但自己可以制造一些大型,精密,復雜,高效,長壽命的模具,并且能夠出口到國外,打開國外的市場。但是,目前我國的沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后,主要原因是我國在沖壓基礎理論及成型工藝,模具標準化,模具設計,模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距,導致我國的模具在壽命,效率,加工精度,生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。因此這就需要我們努力去研究,推動我國模具業(yè)的發(fā)展。
3.在收集、查閱有關資料的時候,不僅使我對模具業(yè)的發(fā)展現狀及發(fā)展趨勢、模具的設計與制造技術等有了更多,更全面地了解;而且收集到了許多有關本課題的研究,與本課題相關、相似的東西,查找各種有關模具設計與制造方面的經驗公式,和經驗數據;通過查閱資料和文獻能夠將課堂上所學習到的理論知識,與實際生產當中的實例相結合去更好地成設計任務;并且使我在課程設計上有了更多的設計思路,也有了更多的考慮空間,同時也使我在設計的過程中能夠從多方面地去考慮問題——模具設計的合理性及對設計好的模具在工作過程中可能會出現的問題及解決辦法。
1.先通過收集和查閱各種文獻資料和與同學老師的交流、指導,對目前國內外的模具(沖壓模具)的發(fā)展狀況和發(fā)展趨勢進行深入的了解,預計用時間三天;
2.拿到工件的結構簡圖,對工件進行結構形狀、尺寸精度、加工工藝性等方面作出詳細地分析,并查閱相關資料看是否符合常規(guī)零件結構設計,預計用時兩天;
3.經過對工件的結構工藝性分析,擬訂可行的沖壓工藝方案,并經過分析,研究、比較,選擇一種最為合理的沖壓工藝作為生產應用,估計用時間兩天;
4.進行主要的設計計算,利用各種經驗公式或者經驗數據對沖壓力(沖裁力、卸料力、總沖壓工藝力),壓力中心的位置,工作零部件的刃口尺寸的設計計算以及彈性卸料元件彈簧的設計,預計需用時間三天;
5.根據工件的結構、材料、生產批量來進行模具的總體設計,包括模具的類型,定位方式,卸料方式,導向方式等方面的設計;在設計中,應該綜合考慮模具的安裝,維修,生產效率等,預計用時間兩天;
6.對模具的主要零部件進行設計,主要有凸模、凹模、定位板、卸料板、模架和導柱導套等零件,根據工作需要的強度來設計尺寸,包括各零件的圖紙,預計需用時間四天;
7.模具的總裝圖和工作原理(有裝配簡圖)需要用時間三天;
8.模具主要零部件的加工工藝過程(凸模、凹模、定位板、卸料板)分析與設計,預計用時間兩天;
9.模具的裝配與調試,預計用時兩天;
二. 課題設計要達到的目的:
模具專業(yè)的學生要求綜合知識和實踐能力較強,它既是學生大學三年所學的機械制圖、工程材料、公差配合與技術測量、沖壓成型工藝與設備等技術基礎課、專業(yè)課的綜合應用,又需要學生了解大量的實踐經驗。
本設計題目為石英表鐵芯,對做畢業(yè)設計的畢業(yè)生有一定的設計意義,它包括了沖孔、落料的設計要求、內容及方向。通過對該零件模具的設計,進一步加強了我的沖壓模設計的基礎,為設計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經驗
參考文獻
1. 許發(fā)樾主編. 實用模具設計與制造. 機械工業(yè)出版社,2002.
2. 中國機械工程學會、中國模具設計大典編委會. 中國模具設計大典. 江西科學技術出版社,1998.
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11. E.Paul De Garmo, JT. Black and Ronald.A.Kohser.Materials and Processes in Manufacturing.1997
畢 業(yè) 設 計(論 文)開 題 報 告
2.本課題的研究思路(包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段(途徑)及進度安排等):
(1)查閱相關資料,撰寫開題報告----5天;
(2)進行各種工藝計算----1周;
(3)根據計算結果,繪制裝配圖,并繪制非標準件零件圖----1周
(4)撰寫畢業(yè)說明書,編制加工工藝卡。----5天
畢 業(yè) 設 計(論 文)開 題 報 告
指導教師意見:
1.對“文獻綜述”的評語:
2.對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計(論文)結果的預測:
指導教師:
年 月 日
所在專業(yè)審查意見:
負責人:
年 月 日
畢業(yè)設計(論文)成績
畢業(yè)設計成績
指導老師認定成績
小組答辯成績
答辯成績
指導老師簽字
答辯委員會簽字
答辯委員會主任簽字
畢業(yè)設計/論文說明書目錄
緒 論 ---------------------------------------------- 1
第一章 零件的工藝性分析 -------------------------- 3
1.1 工件的結構工藝性分析 -------------------------- 3
1.2 工件的尺寸精度和表面粗糙度的確定 -------------- 3
第二章 沖壓方案的擬訂 ------------------------------ 4
2.1 加工方案的確定 -------------------------------- 4
2.2 零件材料的分析 -------------------------------- 4
第三章 設計的主要計算 ----------------------------- 5
3.1排樣 ------------------------------------------- 5
3.2沖壓力的計算 ----------------------------------- 7
3.3確定壓力中心 ----------------------------------- 8
3.4凸,凹模刃口尺寸計算 -------------------------- 10
3.5卸料裝置的設計 -------------------------------- 11
第四章 主要零部件設計-----------------------------12
4.1 工作零件的結構設計 -------------------------- 12
4.1.1 落料凸模設計 ---------------------------- 12
4.1.2 孔凸模設計 ------------------------------ 12
4.1.3 凹模設計 -------------------------------- 13
4.2 定位零件的設計 ------------------------------ 13
4.3 導料銷的設計 -------------------------------- 14
4.4 卸料部件的設計 ------------------------------ 14
4.4.1 卸料板的設計 ----------------------------- 14
4.4.2卸料螺釘選用 ------------------------------ 15
第五章 模具總體設計 ----------------------------- 16
5.1 模具類型的選擇 ------------------------------ 16
5.2 定位方式的選擇 ------------------------------ 16
5.3 卸料,出件方式的選擇 ------------------------ 16
5.4 導向方式的選擇 ------------------------------ 16
第六章 模架及其它零部件設計 -----------------------17
6.1 模架的設計 -----------------------------------17
6.2 圓柱銷設計 ---------------------------------- 18
6.3 模柄的設計 ---------------------------------- 18
6.4 模具總裝圖 ---------------------------------- 19
第七章 沖壓設備的選定 ----------------------------- 20
第八章 模具的裝配 -------------------------------- 21
第九章 模具典型零件機械加工工序卡 -------------- 22
設計總結 ------------------------------------------- 25
致謝-------------------------------------------- 26
參考文獻----------------------------------------- 27
摘 要
本設計的題目是加工石英表鐵芯的級進模具,通過對方案的選擇排樣的計算,沖壓力的計算和壓力中心確定的計算以及凸凹模刃口的計算等使本副模具基本符合沖壓要求,由于石英表鐵芯的面積較小,材料較薄并且Cr12硬度很高,中間橫梁的連接處寬度只有0.8mm,所以加工難度大設計困難。0.8mm的凸模不容易加工出來,所以采取級進模具加工(本副模具為2個工位)先沖孔,再用組合凸模經過兩次送進完整的落料實現零件的成形,只有這樣才避免沖孔后直接落料0.8mm寬的橫梁的麻煩。
級進模具的精度要求很高導向要求十分精確,在設計本副模具時遇到很大的阻力經過對各方案的選擇和排除最終才選擇此方案。通過近三周的拼搏,本副級進模具設計終于完成。根據標準模架的選擇,制作凸凹模材料的選擇以及導向和送進精度的確定本模具所加工出的石英表鐵芯滿足要求,符合市場的需要。
由于設計者的能力所限,設計中的不足之處還有好多例如:材料利用率方面僅21%,會對經濟效益有影響,但材料利用率的大小由工件形狀和排樣決定,石英表鐵芯兩邊大且不對稱,中間很窄所以排樣后材料利用率較低。還有多工位級進模具益采用四角導柱模架—《實用模具技術手冊》,本模具的沖裁力不大精度基本能保證的前提下選擇了中間導柱模架。相信不久本模具投入市場一定能帶來很好的效益服務大眾,服務社會。
關鍵詞:模具設計與制造,CAD軟件,工藝分析。
Mold design of the processing quartz form iron core
Summary
Topic that design originally to process quartz form grade , iron of core enter mould , rank the calculation of kind through the choice to the scheme, it makes this pair of moulds accord with the request of pressing basically to press calculation , calculation which the pressure centre confirm and calculation of the protruding concave mould blade of strength ,etc., because the area of the quartz form iron core is relatively small, the material is very more high in hardness than thin and Cr12, there is only 0.8mm in the width of junction of the middle crossbeam , so process the degree of difficulty and design the difficulty greatly. The protruding mould of 0.8mm is not easy to process out, so adopt grade enter the mould and process (this pair of moulds are for 3 pieces of engineering location ) and wash holes first , and then send to intact blanking and realize the taking shape of the part twice by making the protruding mould up, only in this way avoid washing the trouble of the direct blanking 0.8mm wide crossbeam after holes.
Grade enter precision of mould expect very much and lead demanding to be very accurate, the obstruction that it is very great to meet while designing this pair of moulds is through and gets rid of and chooses this scheme to the choice of every scheme finally. Through the striving of nearly three weeks, this each enters mold design to finish at last. According to the choice of the standard mould shelf, choice , direction and quartz form iron core processed of a mould of sureness sent to the precision of making protruding concave mould material meet the demands, meet market's needs.
The because designer one it restrict with ability, have much weak point in design for example: The material utilization ratio is only 21%, will influence economic benefits, but the size of the material utilization ratio and arranges one kind of decisions by the form of the work piece, the quartz form iron core both sides are large and asymmetric, the material utilization ratio is relatively low after the middle is very narrow to arranges kind. There is many workers location grade that enters benefit of the mould and adopts four mao and leads the post mould shelf - " practical mould technical manual ", the blanking strength of this mould leads the post mould shelf the middle not quite choosing under the prerequisite that the precision can be guaranteed basically. Can unquestionably bring very good benefit and serve the general public to invest the market while believing a mould soon, serve the society.
Keyword:Mold design and making,CAD software,craft analysis.
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