1734_吊耳加強(qiáng)板零件沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì),加強(qiáng),零件,沖壓,工藝,沖模,設(shè)計(jì)
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文1目 錄1. 前言1.1 機(jī)械與模具制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位………………21.2 當(dāng)前國(guó)際模具發(fā)展現(xiàn)狀及其特點(diǎn)………………………21.3 我國(guó)模具發(fā)展現(xiàn)狀及其特點(diǎn)……………………………31.4 沖壓的基本工序及模具…………………………………41.5 吊耳加強(qiáng)板零件的簡(jiǎn)單介紹……………………………52.吊耳加強(qiáng)板沖壓工藝分析2.1 零件結(jié)構(gòu)的分析…………………………………………62.2 沖裁件的精度與粗糙度…………………………………62.3 沖裁件的材料……………………………………………62.4 確定工藝方案……………………………………………63. 沖裁模的設(shè)計(jì) 3.1 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………83.2 零件工藝計(jì)算……………………………………………83.3 沖裁力與沖裁壓力中心的計(jì)算…………………………103.4 刃口的計(jì)算………………………………………………123.5 模具零部件結(jié)構(gòu)的確定…………………………………123.6 壓力機(jī)的校核……………………………………………143.7 沖裁模裝配圖……………………………………………163.8 沖裁模零件圖……………………………………………174 冷沖模零件的制造工藝4.1 傳統(tǒng)模具制造向現(xiàn)代模具制造的過(guò)渡…………………194.2 沖模零件的加工工藝……………………………………205.結(jié)論……………………………………………216.參考文獻(xiàn)………………………………………227.致謝……………………………………………23南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文21 前言1.1 機(jī)械與模具制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位利用模具成型零件，是一種少切削、無(wú)切削、多工序重合的生產(chǎn)方法。采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)效率、保證零件質(zhì)量、節(jié)約材料、降低生產(chǎn)成本，從而取得很高的經(jīng)濟(jì)效益。因此，模具在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門，如機(jī)械、電子、輕工、交通和國(guó)防工業(yè)中得到了極其廣泛的應(yīng)用。例如：70％以上的汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀表零件，80％以上的塑料制品，70％以上的日用五金及耐用消費(fèi)品零件，都采用模具來(lái)生產(chǎn)。由此可見(jiàn)，利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進(jìn)行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對(duì)于保證制品質(zhì)量，縮短試制周期，進(jìn)而爭(zhēng)先占領(lǐng)市場(chǎng)，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都具有決定性意義。因此德國(guó)把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關(guān)鍵工業(yè)”；美國(guó)把模具稱為“美國(guó)工業(yè)的基石”，把模具工業(yè)視為“不可估其力量的工業(yè)”；日本把模具說(shuō)成是“促進(jìn)社會(huì)富裕繁榮的動(dòng)力”，把模具工業(yè)視為“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”。我國(guó)將模具工業(yè)視為整個(gè)制造業(yè)的“加速器”。從另一方面來(lái)看，機(jī)床、刀具工業(yè)素有“工業(yè)之母”之稱，在各個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中都占有非常重要的地位。由于模具工業(yè)的重要性，模具成型工藝在各個(gè)工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用，使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過(guò)機(jī)床、刀具工業(yè)的產(chǎn)值。這一情況充分說(shuō)明了在國(guó)民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的過(guò)程中，在各個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)世界市場(chǎng)進(jìn)行激烈爭(zhēng)奪的過(guò)程中，愈來(lái)愈多的國(guó)家采用模具來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，模具工業(yè)明顯地成為技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和國(guó)力發(fā)展的關(guān)鍵。從我國(guó)的情況來(lái)看，不少工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量上不去，新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)不出來(lái)，老產(chǎn)品更新速度慢，能源消耗指標(biāo)高，材料消耗量大，這都與我國(guó)模具生產(chǎn)技術(shù)落后，沒(méi)有一個(gè)強(qiáng)大的、先進(jìn)的模具工業(yè)密切相關(guān)。因此，要使國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門獲得高速發(fā)展，盡快縮短和發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，加速實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化步伐，惟一的出路就是必須盡快將模具工業(yè)搞上去，使模具生產(chǎn)形成一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門，從而充分發(fā)揮模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵作用。1.2 當(dāng)前國(guó)際模具發(fā)展現(xiàn)狀及其特點(diǎn)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3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。日本的模具產(chǎn)能約占全球的 40%，居世界第一位，每年向國(guó)外出口大量模具?，F(xiàn)在模具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，因此日本模具業(yè)也在努力降低生產(chǎn)成本。模具行業(yè)是人力成本較高的行業(yè)，日本的人力成本是中國(guó)及東南亞地區(qū)的十幾倍，而人力成本中有 70%以上是非核心技術(shù)人員。因此，現(xiàn)在日本模具業(yè)正逐漸將技術(shù)含量不高的模具轉(zhuǎn)向人力成本低的地區(qū)生產(chǎn)，只在本國(guó)生產(chǎn)技術(shù)含量較高的產(chǎn)品。其次是日本使用模具的主要企業(yè)有加快向國(guó)外轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，這使日本本國(guó)模具使用量減少。隨著模具工業(yè)全球化布局的發(fā)展，模具行業(yè)在美國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值中所占的比重呈現(xiàn)出不斷下降的態(tài)勢(shì)，但是美國(guó)模具在全球模具的高端產(chǎn)品仍然占據(jù)著重要地位。德國(guó)主要世界上主要的制造大國(guó)之一，在模具制造方面具有領(lǐng)先的技術(shù)。德國(guó)擁有世界領(lǐng)先的汽車、船舶等制造技術(shù)，受上游行業(yè)需求影響，德國(guó)模具在世界上具有較為重要的地位。由于德國(guó)將將技術(shù)含量較高的制造業(yè)作為其立國(guó)之本，預(yù)計(jì)未來(lái)德國(guó)不會(huì)放棄模具制造領(lǐng)域，相反會(huì)加強(qiáng)技術(shù)含量較高的模具的研究和開(kāi)發(fā)。1.3 我國(guó)模具發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)政府對(duì)模具工業(yè)和模具技術(shù)發(fā)展非常重視，特別是在改革開(kāi)放以來(lái)，充分肯定了模具工業(yè)和技術(shù)在制造業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)地位。 1984 年成立了中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)（由原機(jī)械工業(yè)部主管） ，并在"六五"、"七五"計(jì)劃中專項(xiàng)支持，"八五"科技開(kāi)發(fā)計(jì)劃中，先進(jìn)制造技術(shù)列在第一位，而模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)又列在先進(jìn)制造技術(shù)的第一位。在此期間，國(guó)家投入數(shù)千萬(wàn)元的研發(fā)費(fèi)用（加上地方和企業(yè)自籌，研發(fā)經(jīng)費(fèi)超過(guò) 1 億元） ，形成近百項(xiàng)技術(shù)成果，大大縮短了我國(guó)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)差距。模具制造在制造業(yè)中的重要性逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，也引起各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)的重視。國(guó)家采取了扶持政策。一些地方政府也從各方面大力扶持。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)模具工業(yè)還有較大差距，主要是：我國(guó)還處于全球產(chǎn)業(yè)鏈分工的中低端，產(chǎn)品處于中低檔；模具也是如此。在組織模具開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)方面，發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用并行工程和項(xiàng)目管理等技術(shù)和管理方法，加強(qiáng)了對(duì)工作流的控制，縮短了模具開(kāi)發(fā)周期，保證了質(zhì)量；在專業(yè)化生產(chǎn)方面，發(fā)達(dá)國(guó)家更加普遍。專業(yè)化分工是提高生產(chǎn)效率，縮短模具設(shè)計(jì)制造周期和保證產(chǎn)品質(zhì)量的必然發(fā)展趨勢(shì)，它有利于突出自己的核心業(yè)務(wù)，南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文4有利于積累產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)管理及服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)，以在短期內(nèi)提供高質(zhì)量、低成本模具；在高新技術(shù)的應(yīng)用方面，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)各種高新技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，更加深入，水平也較高，包括數(shù)字化模具技術(shù)（三維設(shè)計(jì)、可制造性設(shè)計(jì)（DFM） 、CAPP、CAM、CAT……） 、成形過(guò)程模擬（CAE）技術(shù)、高速加工技術(shù)、自動(dòng)化加工技術(shù)、新材料成形技術(shù)、表面處理技術(shù)、新型（多功能復(fù)合）模具技術(shù)、信息化管理技術(shù)等等。高新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)和廣泛應(yīng)用使得模具的設(shè)計(jì)制造水平達(dá)到空前的高度。在新技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新方面，包括成形方法的創(chuàng)新，成形品質(zhì)改善的創(chuàng)新，新材料成形技術(shù)的創(chuàng)新等，我國(guó)還沒(méi)有掌握主動(dòng)權(quán)，基本上是在跟蹤發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程。總體上，我們與發(fā)達(dá)國(guó)家還有 10～15 年的差距，我們?nèi)砸l(fā)奮圖強(qiáng)，加油追趕，以實(shí)現(xiàn)模具強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)想。1.4 沖壓的基本工序及模具由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來(lái)，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來(lái)沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合-級(jí)進(jìn)和復(fù)合-級(jí)進(jìn)三種組合方式。復(fù)合沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。級(jí)進(jìn)沖壓——在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復(fù)合-級(jí)進(jìn)——在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文5模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過(guò)定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時(shí)，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來(lái)，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。1.5 吊耳加強(qiáng)板零件的簡(jiǎn)單介紹圖１所示為某車型上的吊耳加強(qiáng)板零件，材料為３５鋼，料厚２ｍｍ。該零件為一淺的無(wú)凸緣拉伸件。其拉伸高度僅５ｍｍ，基本與Ｒ２ｍｍ圓弧重合，其拉伸高度無(wú)特別要求。零件中間有一個(gè) ｍｍ的圓孔，其精度要求不48?.0?算高，直接沖壓即能夠滿足要求。該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)不多，決定用通用的曲柄壓力機(jī)加工，其沖壓工藝為：落料、沖孔→拉伸成形。設(shè)計(jì)要求:設(shè)計(jì)該零件的沖裁模 沖壓件圖如下圖所示（a） （b） 圖1 吊耳加強(qiáng)板零件圖沖壓技術(shù)要求:1. 材料:35 號(hào)鋼南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文62. 材料厚度:2mm3. 生產(chǎn)批量:中批量4. 未注公差:按 IT14 級(jí)確定.2 吊耳加強(qiáng)板沖壓工藝性分析2.1 沖壓工藝分析該零件材料為 35 號(hào)鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形狀對(duì)稱,沖孔的孔尺寸為已知沖孔時(shí),因受凸模強(qiáng)度的限制,孔的尺寸不應(yīng)太小.沖孔的最小尺寸取48?0?決于材料性能,凸模的強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)等.很明顯，此孔尺寸不小，滿足工藝性能要求。 由于該零件的拉伸高度較小，因此，只需一次拉伸即可成形。為保證拉伸件直壁部分與孔的相對(duì)位置關(guān)系，拉伸工藝中將以中間的 ｍｍ的孔定位，配48?.0?以外形上８４ｍｍ的直邊的角向定位進(jìn)行拉伸。同時(shí)，中間 ｍｍ4.孔的精度要求并不太高，且拉伸件的直壁部分較短，拉伸成形時(shí)直壁部分的變形不會(huì)對(duì)中間孔的尺寸產(chǎn)生任何影響。故在落料、沖孔工序可直接將孔沖到尺寸且后續(xù)也不需增加孔的修正工序。2.2 沖裁件的精度與粗糙度沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí)不高于 IT14 級(jí),一般落料公差等級(jí)最好低于 IT10 級(jí),沖孔件公差等級(jí)最好低于 IT9 級(jí),由表 3-5 可得落料公差,沖孔公差分別為 0.40,0.08.而沖件落料公差,最高精度沖孔公差分別為 0.5,0.15 而沖件孔中心距最高精度公差為0.4,因此可用于一般精度的沖裁,普通沖裁可以達(dá)到要求.由于沖裁件沒(méi)有斷面粗糙度的要求,不必考慮.2.3 沖裁件的材料45 號(hào)鋼,抗剪強(qiáng)度 τ=400～520ＭPａ,斷后伸長(zhǎng)率 16%,此材料具有良好的塑性,沖裁性較好,可以沖裁加工.2.4 確定工藝方案零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下：南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文7方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(chǎn)。方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀較簡(jiǎn)單，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，模具制造、裝配較復(fù)合模略復(fù)雜。所以，比較三個(gè)方案欲采用方案二生產(chǎn)?，F(xiàn)對(duì)復(fù)合模中凸凹模壁厚進(jìn)行校核，當(dāng)材料厚度為 2mm 時(shí)，可查得凸凹模最小壁厚為 4.9mm，現(xiàn)零件上的孔邊距為19.94mm，滿足沖裁件最小孔邊距 ≥ 要求，所以可以采用復(fù)合模生產(chǎn)，minl35.1?t即采用方案二。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文83.沖裁模的設(shè)計(jì)3.1 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1 模具類型根據(jù)零件的沖裁工藝方案,采用落料沖孔復(fù)合沖裁模.3.1.2 操作與定位方式零件中批量生產(chǎn),安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn),且能降低模具成本,因此采用手工送料方式.零件尺寸較大，保證孔的精度及較好的定位，為了提高材料利用率采用固定擋料銷。3.1.3 卸料與出件方式考慮零件尺寸較大，厚度不大，采用彈性卸料方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。3.1.4 模架類型及精度由于零件材料不厚，尺寸較大，沖裁間隙較小，采用對(duì)角導(dǎo)柱模架，方便橫向縱向送料，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙較小，因此采用Ⅰ級(jí)模架精度。3.2零件工藝計(jì)算對(duì)于非圓形的拉伸件，其坯料展開(kāi)的計(jì)算一般分兩部分處理。直線部分按彎曲成形處理，R10ｍｍ的圓弧部分按筒形拉伸件處理，交接過(guò)渡部分采取均勻過(guò)渡的原則。故坯料展開(kāi)計(jì)算的方法如下：首先，對(duì)５個(gè)圓弧部分的處理。將其按高為５ｍｍ，內(nèi)徑為 Ф２０ｍｍ，筒底圓角半徑Ｒ2ｍｍ的筒形拉伸處理，如圖２a 所示。其展開(kāi)后毛坯的直徑Ｄ為:Ｄ＝ （d +4d h+6.28rd +8r ）1212＝ （16 +4×22×1+6.28×3×16+8×3 ）=26.785mm南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文9（a） （b）圖２ 坯料展開(kāi)工藝計(jì)算圖式中各符號(hào)的意義見(jiàn)圖２ａ。圓弧部分展開(kāi)后的半徑差Ｌ 為：1Ｌ ＝ = =5.393mm12dD?16785.其次，對(duì)５段直壁部分進(jìn)行計(jì)算。將其按90°彎曲處理，如圖２ｂ所示。其計(jì)算過(guò)程為：中形層半徑ρ的計(jì)算：ρ＝ｒ＋Ｋｔ＝2+0.41×2＝2.82ｍｍ其中，ｒ?yàn)閺澢?nèi)圓弧半徑，Ｋ為中性層系數(shù)，按ｒ／ｔ＝１查表可知ｋ＝０．４１。所以，圓弧部分的展開(kāi)長(zhǎng)度Ｌ 為：2圖２a。圓弧部分展開(kāi)后的半徑差Ｌ 為：1L ＝I ＋I(xiàn) = +1= +1=5.427mm2RZ42??48.3?式中，l 為1／4 圓弧的展開(kāi)長(zhǎng)度，lz 為彎曲邊的直壁部分的長(zhǎng)度，如圖２ｂ所示。本例中，由于拉伸高度較短，使得圓弧展開(kāi)和直角彎曲處展開(kāi)輪廓非常接近（圖２中的Ｌ ≈Ｌ ），差值僅為0.034ｍｍ（Ｌ －Ｌ ）。故在輪廓展開(kāi)時(shí)可1221忽略這個(gè)差值，均按圖１所示的零件的外輪廓均勻的向外偏移1.427ｍｍ（圖２b中可看到這個(gè)值）。具體展開(kāi)時(shí)，可利用AutoCAD 的“偏移”功能完成。展開(kāi)的毛坯圖如圖３中的實(shí)線所示。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文10圖３ 毛坯展開(kāi)圖Ｌ——零件外輪廓，Ｌ ——內(nèi)孔輪廓，Ｌ ——外輪廓nk ukＡ點(diǎn)——毛坯內(nèi)、外廓的質(zhì)心，Ｂ點(diǎn)——零件外輪廓質(zhì)心3.3沖裁力與沖裁壓力中心的計(jì)算。3.3.1毛坯展開(kāi)圖的確定毛坯展開(kāi)圖確定以后，即可計(jì)算沖裁力。沖裁力的計(jì)算公式為：Ｆ ＝１.３ＬｔτＮ沖其中，ｔ為板料厚度（mm）；τ為沖件材料的抗剪強(qiáng)度（MPa），本例中τ＝400～520ＭPａ；Ｌ為沖裁件的輪廓長(zhǎng)度（mm）。因本例為落料、沖孔復(fù)合，故輪廓長(zhǎng)度為內(nèi)孔與外廓周長(zhǎng)之和。由于該沖件的外輪廓不規(guī)則，若按常規(guī)的手工計(jì)算較復(fù)雜。這里采用了AutoCAD提供的“查詢”功能可方便的計(jì)算出輪廓長(zhǎng)度。具體方法為，首先將外廓與內(nèi)孔之間的區(qū)域構(gòu)造成一個(gè)“面域”。在構(gòu)造面域之前，最好將面域的邊界輪廓線轉(zhuǎn)化為“多義線”，以方便操作。面域的構(gòu)造可從AutoCAD的“繪圖→邊界或面域”菜單進(jìn)入，按其提示構(gòu)造兩個(gè)regions（圖３中的外輪廓內(nèi)部的區(qū)域和內(nèi)孔內(nèi)部的區(qū)域）。在構(gòu)造面域之前，最好將面域的邊界輪廓線轉(zhuǎn)化為“多義線”，以便于操作。然后對(duì)這兩個(gè)面域進(jìn)行布爾“差”運(yùn)算，可從菜單“修改”→實(shí)體編輯→差集”操作進(jìn)行，差運(yùn)算后即可得到內(nèi)、外輪廓間的“面域”；然后，再單擊“工具→查詢→質(zhì)量特性”菜單，用鼠標(biāo)選取面域，按回車，會(huì)彈出一個(gè)對(duì)應(yīng)面域?qū)ο蟮摹癆utoCAD文本窗口”，顯示出要查詢項(xiàng)目的相關(guān)信息。如“面南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11積”、“周長(zhǎng)”和“質(zhì)心”等。有關(guān)autocad2000操作可參閱資料2。圖３中查詢的總周長(zhǎng)（內(nèi)、外廓周長(zhǎng)之和）為458.462ｍｍ。3.2.2.沖壓力計(jì)算已知沖裁力基本計(jì)算公式為已知沖裁力基本計(jì)算公式為 ?KLTF?此例中零件的周長(zhǎng)為 458.462mm，材料厚度 2mm，35 鋼的抗剪強(qiáng)度取400~520MPa，則沖裁該零件所需沖裁力為 kN)619~47(61980.2~470.N)52~40(458.623.1 ????模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，所以所需卸料力 和推件力 為XFTk)5.38.(k)197(.XFK)1.02~476~4053T ???N則零件所需得沖壓力為 kN85.k)135.029.1(TX??F總初選設(shè)備為開(kāi)式壓力機(jī) J23—100?？紤]到卸料力等因素的影響，落料、沖孔工序選用1000ｋＮ（100ｔ）的沖床加工。3.2.3.壓力中心計(jì)算壓力中心是沖裁力合力的作用點(diǎn)，其與輪廓線的重心重合。故仍然可按以上查詢信息的方法查詢質(zhì)心坐標(biāo)，只是這時(shí)所構(gòu)造的面域不同。這是先將毛坯內(nèi)、外輪廓同時(shí)向內(nèi)、外偏移１ｍｍ（圖３中的雙點(diǎn)劃線）；然后，將這兩對(duì)偏移線中間的區(qū)域構(gòu)造成“面域”，在對(duì)這兩個(gè)面域查詢其質(zhì)心坐標(biāo)。具體步驟可參閱資料 。]3[圖３中的Ａ點(diǎn)便是內(nèi)、外廓的質(zhì)心，其坐標(biāo)值為 1.048ｍｍ。它就是內(nèi)、外廓復(fù)合沖裁的壓力中心。在質(zhì)心坐標(biāo)的查詢過(guò)程中，為讀數(shù)方便，應(yīng)先將用戶坐標(biāo)系（UCS）從原點(diǎn)移至沖件上的某個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，如圖３中的 Ф４８ｍｍ孔的中心拉伸工序壓力中心的計(jì)算，是假定拉伸模的凸、凹模間隙均勻，且拉伸件各處直壁高度相等為前提條件。這時(shí)，可認(rèn)為拉伸力沿整個(gè)輪廓線均勻分布。故仍按以上介紹的沖裁壓力中心的求解方法進(jìn)行，只是這時(shí)的面域?yàn)閳D１所示的零件外輪廓線內(nèi)、外偏移１ｍｍ后兩偏移線（圖中未示出）之間的區(qū)域。查詢后的拉伸壓力中心如圖３中的Ｂ點(diǎn)坐標(biāo)（其值為 1.576mm）南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文123.2.4 沖壓設(shè)備的選用根據(jù)沖壓力的大小，選取開(kāi)式可傾壓力機(jī) J23－100，其主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：1000kN滑塊行程：130mm最大閉合高度：400 mm閉合高度調(diào)節(jié)量：100 mm滑塊中心線到床身距離：300mm工作臺(tái)尺寸：580 mm×590 mm工作臺(tái)孔尺寸：200 mm×340 mm 直徑 250mm模柄孔尺寸： φ 60 mm×80 mm 墊板厚度：100 mm3.4 刃口尺寸計(jì)算由于零件尺寸沒(méi)有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) IT14 精度處理，沖模按 IT11 精度處理。根據(jù)零件形狀特點(diǎn)，刃口尺寸計(jì)算采用分開(kāi)制造法。（1）落料件尺寸的基本計(jì)算公式為 A0maxA)(????XΔD0min0inT TT ))( ?? ?ZZ尺寸 ，可查得凸、凹模最小間隙 Zmin=0.246mm，最大間隙m847.0?Zmax=0.360mm，凸凹模制造公差 。即 2.419867.5.62.02.0??????）（凹D3.4198.. ?）（凸（2）沖孔基本公式為 0minT)(???XΔdAAini ??ZT孔 ，查得其凸模制造公差 ，凹模制造公差 ，m48.0?R2. m03.A??凸、凹模最小間隙 Zmin=0.246mm，最大間隙 Zmax=0.360mm得7.48m).0754.8( 022. ??????凸d966.03??凹南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文133.5 模具零部件結(jié)構(gòu)的確定3.5.1.標(biāo)準(zhǔn)模架的選用標(biāo)準(zhǔn)模架的選用依據(jù)為凹模的外形尺寸，所以應(yīng)首先計(jì)算凹模周界的大小。由凹模高度和壁厚的計(jì)算公式得，凹模厚度 ，m2584.2.0???KbH凹模壁厚 。1)~5(C所以，凹模的總長(zhǎng)為 78m)4328.(??L凹模的寬度為 1)5.(??B模架及其它零部件設(shè)計(jì)以凹模周界尺寸為依據(jù)，選擇模架規(guī)格。模具采用對(duì)角導(dǎo)柱模架，凹模輪廓尺寸為 178mm×174mm×25mm，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可查得模架規(guī)格為上模座 200mm×200mm×45mm，下模座200mm×200mm×50mm，導(dǎo)柱 32mm×190mm，35mm×190mm 導(dǎo)套30mm×105mm×43mm。35mm×105mm×43mm 凹模材料選擇 Cr12MoV上模座厚度 H 上模取 45mm，上模墊板厚度 H 墊取 10mm，固定板厚度 H 固取17.5mm，下模座厚度 H 下模取 50mm，那么，該模具的閉合高度：H 閉=H 上模＋ H 墊板＋L 凸模固定板＋ H 凹模 ＋ H 卸料板+H 卸料橡皮+凹模固定板+下模板－h(huán)2 =（45+10+17.5+25+10+40+17.5+50－2）mm=213mm式中 h2——凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度，h2=2mm。校核模具閉合高度 200-240，213 在范圍之內(nèi)，故可以選用。3.5.2.卸料裝置中彈性元件的計(jì)算模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計(jì)算如下：（1）確定橡膠的自由高度 0H工）（H4~5.30?m1)72()1(????th作作作由以上兩個(gè)公式，取橡膠自由高度 。40橡膠墊的高徑比在 0.51.5 之間，所以選用的橡膠墊規(guī)格合理。橡膠的裝模高度約為 0.85×40 mm =34mm。3.5.3.其他零部件結(jié)構(gòu)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文14（1）.凸凹模固定板凸凹模由凸凹模固定板固定，兩者采用過(guò)渡配合關(guān)系，凸凹模固定板的厚度：根據(jù) H 固=（0.6～0.8）H 凹，取 H 固=0.7 H 凹，得凸凹模固定板高度=0.7×25=17.5mm，取凸凹模固定板的尺寸與凹模長(zhǎng)度寬度相同為 178mm×174mm，凹凸模固定板要固定在下模板上，采用 4 個(gè)螺釘固定，鉆孔直徑為 5mm，固定板采用 45 號(hào)鋼制造,淬火硬度為 45HRC。（2）凸模固定板凸模固定板的外形尺寸與凹模的外形尺寸一致,厚度為凹模的 0.6~0.8h,h 為凹模的厚度,這里取 0.7h,即 0.7X25=17.5mm,根據(jù)核準(zhǔn)選取板的規(guī)格為178mm×174mm×17.5mm;凸模與凸模固定板的配合為 H7/n6,裝配可通過(guò)個(gè)銷釘定位,4 個(gè)螺釘與上模座連接固定,各形孔的位置尺寸與凹模的保持一致,頂部與凸模鉚接,因此必須倒角,（4）擋料銷彈性擋料銷 由表 3-32 知,擋料銷高度 h=8,直徑為 5 根據(jù)表 8-3,選取材料為 45鋼,數(shù)量為 3,查標(biāo)準(zhǔn) GB2866.11-81（5）模柄由壓力機(jī)的型號(hào) j23-100.可查得模柄孔的直徑為 60,深度為 80,由裝配要求,模柄與模柄孔配合為 H7/m6 并加銷釘防轉(zhuǎn),模柄長(zhǎng)度比模柄孔深度小 5~10mm,由于采用彈性卸料，上模座回程時(shí)受力較大，因此選用壓入式模柄較合理。（6）墊板 墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸模傳遞的壓力,以防止模座被擠壓損傷,因此在與模座接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板.墊板的外形尺寸與凸模固定板相同,厚度可取3~10mm,這里設(shè)計(jì)時(shí),由于壓力較大,根據(jù) GB2865.2-81 選取規(guī)格為厚度為178mm×174mm×10mm，材料選取 35 號(hào)鋼。3.5.4 選擇堅(jiān)固件及定位零件（1）螺釘規(guī)格的選用根據(jù)表 3-36,由凹模板的厚度可選用 M5,在根據(jù)實(shí)際要求,查標(biāo)準(zhǔn)選用 GB 70-85 M5X70,這里要 8 個(gè),凸凹模固定板的螺釘選用 GB 70-85 M5X20,這里要 1 個(gè).根據(jù)表8-3,選取材料為 45 鋼.（2）銷釘規(guī)格的選用 銷釘?shù)墓Q直徑可取與螺釘大徑相同或小一個(gè)規(guī)格,因此根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用 GB 119-南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文1585 , 根據(jù)表 8-3,選取材料為 45 鋼.根據(jù)定位方式及坯料的形狀與尺寸為 r2.5×8。3.6 壓力機(jī)的校核3.6.1 公稱壓力 根據(jù)公稱壓力的選取壓力機(jī)型號(hào)為 j23-100,它的壓力為 1000>752,所以壓力得以校核;3.6.2.滑塊行程 滑塊行程應(yīng)保證坯料能順利地放入模具和沖壓能順利地從模具中取出.這里只是材料的厚度 t=2,凸模沖入凹模的最大深度 2,即 S1=2+12+14=30
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