落料沖孔工藝論文

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1、落料沖孔工藝論文落料沖孔工藝論文10畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 落料沖孔工藝分析與模具設(shè)計(jì)目錄前言6 1設(shè)計(jì)任務(wù)8 1.1零件工藝分析9 1.2確定工藝方案3 2沖裁排樣設(shè)計(jì)9 2.1排樣方 案的確定4 2.2搭邊的選取4 3模具結(jié)構(gòu)計(jì)算5 3.1沖壓力及 壓力中心的計(jì)算5 3.2計(jì)算沖壓力6 3.3確定模具壓力中心7 3.4沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算7 3.4.1沖孔部分7 3.4.2落料部分8 3.5確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸9 3.5.1凹模外形尺寸的確定9 3.5.2凸模長(zhǎng)度的確定 9 3.6本章小結(jié)10 4沖壓 設(shè)備的選擇11 4.1沖壓設(shè)備的選擇11 4.2本章小結(jié)11 5設(shè) 計(jì)并繪制總圖選

2、取標(biāo)準(zhǔn)件12 5.1總裝配圖12 5.2部分零件尺寸13 5.3本章小結(jié)13 6繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖14 6.1凸模14 6.2凸凹模14 6.3凹模15 6.4凸模固定板15 6.5本章小結(jié) 16結(jié)論17致謝19參考文獻(xiàn)20前言模具CAD/CAM 技 術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)運(yùn)用模具 CAD/CAM 技術(shù)，模具設(shè)計(jì)品質(zhì) 得以提高，模具設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)一步縮短，推動(dòng)了模具結(jié)構(gòu)的優(yōu) 化，促進(jìn)形成規(guī)范化、典型化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的體系。模具制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化，通過(guò)對(duì)數(shù)控銃床、數(shù)控加工 中心、數(shù)控低速走絲線切割機(jī)、數(shù)控電火花加工機(jī)、數(shù)控平 面磨床、數(shù)控內(nèi)外圓磨床、數(shù)控坐標(biāo)磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨 床等精密數(shù)控設(shè)備的靈活運(yùn)用

3、，構(gòu)建形成了加工精密多任務(wù) 位級(jí)進(jìn)模零件的主要手段和技術(shù)，這不僅保證了模具制造精度和品質(zhì)，同時(shí)也縮短了模具制造周期。模具制造周期逐步縮短，現(xiàn)代模具制造技術(shù)的深入推廣與 應(yīng)用，促成了模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的日漸提升，模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率已接近50% o模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具制造技術(shù)數(shù)控化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的廣泛采 用，有效縮短了模具制造周期，并同時(shí)提高了模具品質(zhì)、降 低了模具制造成本。制造周期已與國(guó)際同類模具水平相當(dāng)。模具作為 工業(yè)之母”，目前，電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電、通訊和軍工等產(chǎn)品中，60%80%的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表現(xiàn)由來(lái)的高精度、高復(fù)雜性、高一 致性、高生產(chǎn)率和低消

4、耗，是其他加工制造方法所無(wú)法比擬。我國(guó)模具行業(yè)將向大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命和多功能方向發(fā)展。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力。沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成其加工過(guò)程，生產(chǎn)率高，操 作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，可以獲得其他加工方法 所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。沖壓產(chǎn)品一般不需要再經(jīng)過(guò)機(jī)械加工便可使用，沖壓加工 過(guò)程一般也無(wú)需加熱毛坯。所以，沖壓生產(chǎn)不但節(jié)約金屬材料，而且節(jié)約能源，沖壓產(chǎn)品一般還具有重量輕和剛性好的特點(diǎn)。沖壓模具設(shè)計(jì)是沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)，是沖壓生產(chǎn)必 不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓設(shè)計(jì)水平標(biāo)志著沖壓生產(chǎn)工藝的先進(jìn)性、合理性以及 生產(chǎn)成本的

5、經(jīng)濟(jì)性，它在很大程度上反映了生產(chǎn)技術(shù)水平。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與沖壓模具設(shè) 計(jì)和制造有直接關(guān)系。改革開放以來(lái)，特別是近幾年我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng) 勁，汽車產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的地位越來(lái)越突生。以汽車制造業(yè)為主的交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)已取代電子信 息通信業(yè)，成為名副其實(shí)的領(lǐng)頭羊。汽車制造業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動(dòng)了汽車零部件制造業(yè)，需要材 料利用率高，互換性好，強(qiáng)度高和剛性好，生產(chǎn)率高和自動(dòng) 化程度高的汽車起動(dòng)電機(jī)軸承蓋墊圈產(chǎn)品。目前中國(guó)模具的總產(chǎn)值已躍居世界第三，僅次于日本和美 國(guó)。由于近年市場(chǎng)需求的強(qiáng)大拉動(dòng)，中國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展， 沖壓模具設(shè)計(jì)市場(chǎng)廣闊。在金屬和非金屬材料塑性加工工程

6、中，模具是一種必不 可少的工藝裝備。模具的使用性能特別是使用壽命反映著一個(gè)國(guó)家的工業(yè) 水平，化學(xué)氣相沉積是一種利用氣相物質(zhì)中的莫些化學(xué)過(guò)程，將高熔點(diǎn)、高硬度金屬及其碳化物、氮化物等性能特殊 的穩(wěn)定化合物涂覆在模具工作零件表面上，形成與基體材料 結(jié)合力很強(qiáng)的硬質(zhì)涂層，從而使模具表面獲得優(yōu)異機(jī)械性能 的技術(shù)。其中氣相沉積TiN技術(shù)就是一種使用而有效的模具表面強(qiáng) 化新技術(shù)、新工藝。熱作模具鋼，作為模具鋼的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工 業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。因此研究熱作模具鋼在化學(xué)氣相沉積TiN后的組織和性能，對(duì)提高模具的表面高硬度、耐磨性、耐蝕、耐熱性，提 高模具的壽命具有重要的意義。給由生產(chǎn)墊圈的沖裁級(jí)

7、進(jìn)模的步驟；通過(guò)沖壓件工藝分 析，確定模具設(shè)計(jì)計(jì)算方案，包括排樣、計(jì)算條料寬度、確 定布距、沖壓力以及各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸等選擇標(biāo)準(zhǔn)零件； 并按照已確定的模具形狀及參數(shù)設(shè)計(jì)并繪制總裝圖。確定工序過(guò)程安排、排料方案的確定和最佳模具結(jié)構(gòu)的工藝方案。進(jìn)行毛坯尺寸、沖裁壓力、卸料力、材料利用率、模具壓 力中心、彈性裝置的選用與計(jì)算、凸凹模刃口工作尺寸及公 差的確定。1設(shè)計(jì)任務(wù)零件名稱：墊片，材料08F,厚度1.6mm,大批量生產(chǎn)1.1 零件工藝分析。該零件為形狀簡(jiǎn)單，規(guī)則，需經(jīng)過(guò)落料、沖孔兩道工序。該零件形狀簡(jiǎn)單，精度要求不高，沖壓工藝性良好。1.2 確定工藝方案。該工件包括沖孔、落料兩個(gè)基本工序，可以

8、有以下三種：方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)；方案二：落料一沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)；方案三：沖孔一落料連續(xù)沖裁，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。三種方案比較見表1.1模具種類 比較項(xiàng)目 單工序模 復(fù) 合模級(jí)進(jìn)模沖件精度較低高一般生產(chǎn)效率較低較 高高生產(chǎn)批量適合大、中、小批量 適合大批量適合大 批量模具復(fù)雜程度較易較復(fù)雜復(fù)雜模具成本較低較 高高模具制作精度 較低較高高模具制造周期 較快 較長(zhǎng)長(zhǎng)模具外形尺寸較小中等較大沖壓設(shè)備能力較 小中等較大工作條件一般較好好方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，但需要兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿足該 零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需一套模具，沖壓件的形位精度容易保證，且生

9、 產(chǎn)率也高。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簡(jiǎn) 單，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但零件的沖壓精 度較差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo) 正，故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜，且成本高。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方 案二為佳。2沖裁排樣設(shè)計(jì) 2.1排樣方案的確定 排樣是指沖裁零 件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn) 率的條件下，得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生 產(chǎn)重要的技術(shù)指標(biāo)之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn)

10、 中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬(wàn)件，甚至數(shù)百萬(wàn)件，材料合理 利用的經(jīng)濟(jì)效益更為突生。保證在最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下得 到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情況，以 選擇較為合理的排樣方案。根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下 三種:（一）有廢料排樣：沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺 寸完全由沖模來(lái)保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料 利用率低。（二）少?gòu)U料排樣：只在沖件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪 裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時(shí)邊緣 毛刺被凹模帶入間隙也

11、影響模具壽命，但材料利用率高，沖 模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（三）無(wú)廢料排樣：沖件與沖件之間或沖件與條料之間均無(wú)搭邊，沿直線或曲線 切斷條料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁 力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤 差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于模具單邊受力，不但會(huì)加劇模具磨損，降低模 具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。綜上分析，并考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取 有廢料排樣。2.2搭邊的選取 排樣時(shí)，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以

12、保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會(huì)引起搭邊斷裂或翹曲， 可能啃刃”現(xiàn)象或沖裁時(shí)會(huì)被拉斷，有時(shí)還會(huì)拉入模具間隙 中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。搭邊值的大小與下列因素有關(guān)：材料的力學(xué)性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。 工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀時(shí)，搭邊要取得大值。材料厚度。薄材料的搭邊值應(yīng)取的大一些。送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些。材料厚度t圓形件或圓角r2t矩形件或邊長(zhǎng) L50或r 3模具結(jié)構(gòu)計(jì)算 3.1計(jì)算沖壓力 3.11沖裁力 沖裁力公式 為 式中一沖裁力； 一沖孔沖裁力；一落料沖裁力。3.12沖孔沖裁力

13、式中K 一系數(shù)（取K=1.3）;一孔的個(gè) 數(shù)，n=1。一沖孔周長(zhǎng)，mm 材料厚度， 一材料抗剪強(qiáng)度，08F, 屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼，查冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 附表1可知抗 剪強(qiáng)度 r =260MPa =67956.9=68.0KN 3.13 落料沖裁力mm所以3.14卸料力式中 一卸料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1知0.05,取。所以KN 3.15推料力 式中 一推料系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1 取。一同時(shí)卡在凹模洞孔內(nèi)的件數(shù)，。所以KN 3.16頂件力 式中 一頂件系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1 取。所以KN 3.17總沖壓力 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的壓力值必須大 于或等于沖裁各工藝力的總和，即大于總的沖壓力。總的沖壓力根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同計(jì)算公式不同，當(dāng)采用彈壓 卸料裝置和下由件的模具時(shí)，總的沖壓力為KN