某款鎖扣板沖裁彎曲復(fù)合模具設(shè)計【2套】【說明書+CAD】
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本科畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書某款鎖扣板沖裁彎曲復(fù)合模具設(shè)計學(xué) 院 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號 指導(dǎo)教師 提交日期 年 月 日 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名: 日期: 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華南理工大學(xué)廣州學(xué)院可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 保密,在 年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于 不保密。(請在以上方框內(nèi)打“”)學(xué)位論文作者簽名: 日期: 年 月 日指導(dǎo)教師簽名: 日期: 年 月 日畢 業(yè) 設(shè) 計 (論文) 任 務(wù) 書茲發(fā)給 機械工程及自動化 專 班學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書,內(nèi)容如下: 1.畢業(yè)設(shè)計(論文)題目: 某款鎖扣板沖裁彎曲復(fù)合模具設(shè)計 2.應(yīng)完成的項目(論文提綱): (1)查找、閱讀有關(guān)沖壓工藝方面的書籍、論文資料4篇以上(要求外文資料閱讀量不少于3萬印刷字符),撰寫一份不少于3000字的開題報告。 (2)根據(jù)提供的某款鎖扣板零件,分析零件的沖壓工藝性,確定模具總體方案;設(shè)計計算毛坯排樣尺寸;設(shè)計模具零件及裝配結(jié)構(gòu);利用平面CAD軟件繪制模具總裝圖和零件圖。要求總圖量不少于3張A0圖紙。 (3)撰寫成一份1萬漢字以上的畢業(yè)設(shè)計說明書; (4)翻譯一份與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的外文文獻資料,字數(shù)要求3000漢字左右(或1.2萬印刷字符)。 3.參考資料以及說明: 1 王孝培. 沖壓手冊(第2版)M. 北京:機械工業(yè)出版社,2004. 2 夏琴香. 沖壓成形工藝及模具設(shè)計M. 廣州:華南理工大學(xué)出版社,2005. 3 王新華. 沖模設(shè)計與制造實用計算手冊M. 北京:機械工業(yè)出版社,2003. 4 王芳. 冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)M. 北京:機械工業(yè)出版社,2005. 5 薛啟翔. 沖壓模具設(shè)計結(jié)構(gòu)圖冊M. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005. 6 陳錦昌. 計算機工程制圖(第3版)M. 廣州:華南理工大學(xué)出版社,2003. 4.本畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書于 2012 年 12 月 20 日發(fā)出,應(yīng)于 2013 年 5 月 18 日前完成,然后提交畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會進行答辯。 專業(yè)教研組(系)負責(zé)人 審核 年 月 日 指導(dǎo)教師(導(dǎo)師組負責(zé)人) 簽發(fā) 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(論文)評語: 畢業(yè)設(shè)計(論文)總評成績: 畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯小組負責(zé)人簽字: 年 月 日摘 要排樣是沖壓模具設(shè)計中的一個重要工藝。材料成本是板料沖壓中最重要的成本之一,因此最大限度減小廢料是節(jié)省材料的本質(zhì)所在,這不僅僅體現(xiàn)在板料沖壓過程中,而且在整個生產(chǎn)過程中也應(yīng)該注意。本文主要是討論用AutoCAD的ObjectARX開發(fā)工具為沖壓模具開發(fā)一個切實可行的排樣優(yōu)化系統(tǒng)。這個排樣優(yōu)化系統(tǒng)的基本原理還是首次被描述,并且也提出了這個系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)。這個系統(tǒng)不僅僅是一個排樣算法的計算問題而且還要考慮到工業(yè)實際要求和用戶操作的問題。在最后,以一個毛坯形狀補償法去解決補償曲面的自交問題,并且這種方法是對傳統(tǒng)的“一步轉(zhuǎn)換”法的一種改良,它可以消除排樣過程中高效性和精確性之間的沖突。關(guān)鍵詞:排樣;優(yōu)化;沖壓模具AbstractBlank layout is one of the most important processes in stamping die design. As the major cost in sheet metal stamping is the material cost, any efforts to minimise the scrap may result in substantial savings not only in strip material, but also in overall production. This paper is mainly targeted at establishing a practical blank layout optimisation system for stamping die by using AutoCADs ObjectARX toolkit. The basic principles of blank layout optimisation are first described, and then the general structure of the system is proposed. Not only a suitable algorithm for layout calculation, but also the manufacturing requirements and user operation are fully considered in this system. Finally, an algorithm for blank shape offsetting is proposed to solve the problem of selfintersection in offset curves, and the traditional 1-step translation algorithm for the calculation of layout parameters is improved to eliminate the conflict between precision and efficiency in the layout optimisation.Keywords: Blank layout; Optimization; Stamping die目 錄摘 要IAbstractII第一章 緒論11.1 冷沖壓與模具技術(shù)現(xiàn)狀11.2畢業(yè)設(shè)計的意義與目的21.3 本章小結(jié)3第二章 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定42.1 材料分析42.2 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性42.3 展開尺寸的計算42.4 沖裁件尺寸精度和表面粗糙度要求52.5沖裁方案的確定52.6 本章小結(jié)6第三章 排樣圖的設(shè)計及材料利用率的計算73.1 排樣的設(shè)計73.2 搭邊的選取83.3 材料利用率的計算93.4 本章小結(jié)9第四章 沖裁工藝力的計算104.1 沖裁力的計算104.1.1沖裁力的計算公式104.2 卸料力、推件力、和頂件力的計算114.3 彎曲力的計算124.4 沖壓壓力中心計算124.5 本章小結(jié)14第五章 沖壓設(shè)備的選擇155.1 沖壓設(shè)備類型的選擇155.3 本章小結(jié)15第六章 沖裁模工作部分設(shè)計計算166.1 沖裁間隙166.2 模具刃口尺寸的計算166.2.1落料部分刃口設(shè)計計算186.2.2沖孔部分刃口設(shè)計計算196.2.3 彎曲凸模,凹模設(shè)計計算196.3 本章小結(jié)21第七章 模具總體設(shè)計227.1模具類型的選擇227.2確定送料方式227.3定位方式的選擇227.4卸料、出件方式的選擇227.5 本章小結(jié)23第八章 卸料零件計算238.1 卸料樹脂的選擇23第九章 主要零部件設(shè)計249.1模具材料的選擇249.1.1模具材料的性能與熱處理249.2落料凹模設(shè)計249.2.1落料凹模外形和尺寸的確定249.2.2落料凹模的結(jié)構(gòu)形式259.3凸凹模設(shè)計259.3.1模具的結(jié)構(gòu)形式和固定方法259.3.2凸凹模長度的確定259.3.3凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計269.4沖孔凸模269.4.1沖孔凸模的固定形式269.4.2凸模強度校核269.4.3 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)269.5 彎曲凸模設(shè)計269.5.1模具的結(jié)構(gòu)形式和固定方法269.5.2凸模強度的較核279.6 彎曲凹模設(shè)計279.6.1模具的結(jié)構(gòu)形式和固定方法279.6.2凹模強度的較核279.7 本章小結(jié)27第十章 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇2810.1模架及模柄的選擇2810.2凸模固定板及墊板的選擇2810.3模具閉合高度的校核2810.4卸料螺釘2910.5螺釘及銷釘?shù)倪x擇2910.6 本章小結(jié)29第十一章 模具裝配3011.1模具的總裝配(以彎曲模為例)30參考文獻33致 謝34附錄35 III 第一章 緒論第一章 緒論1.1 冷沖壓與模具技術(shù)現(xiàn)狀 我國考古發(fā)現(xiàn),早在2000多年前,我國已有沖壓模具被用于制造銅器,證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。1953年,長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間,該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了漫長的發(fā)展道路之后,目前我國已形成了300多億元(未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數(shù)字,下同。)各類沖壓模具生產(chǎn)能力。改革開放以來,隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,市場對模具的需求量不斷增長。近年來,模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化,除了國有專業(yè)模具廠外,集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”;廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。近年來,我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達到12m,壽命2億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達到Ra1.5m的精沖模,大尺寸(300mm)精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當(dāng)高的水平。沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?,F(xiàn)代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進程中,沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件,所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬板料,而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時,板料在模具的作用下,于其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力。當(dāng)內(nèi)力的作用達到一定程度時,板料毛坯或毛坯的某個部位便會產(chǎn)生與內(nèi)力的作用性質(zhì)相對應(yīng)的變形,從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 沖壓生產(chǎn)靠模具與設(shè)備完成加工過程,所以它的生產(chǎn)率高,而且由于操作簡便,也便于實現(xiàn)機械化和自動化。 利用模具加工,可以獲得其它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)品的尺寸精度是由模具保證的,所以質(zhì)量穩(wěn)定,一般不需要再經(jīng)過機械加工便可以使用。 沖壓加工一般不需要加熱毛坯,也不像切削加工那樣大量的切削材料,所以它不但節(jié)能,而且節(jié)約材料。沖壓產(chǎn)品的表面質(zhì)量較好,使用的原材料是冶金工廠大量生產(chǎn)的軋制板料或帶料,在沖壓過程中材料表面不受破壞。 因此,沖壓工藝是一種產(chǎn)品質(zhì)量好而且成本低的加工工藝。用它生產(chǎn)的產(chǎn)品一般還具有重量輕且剛性好的特點。沖壓加工在汽車、拖拉機、電機、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?,F(xiàn)代各種先進工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進程中,沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。 當(dāng)今,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展,這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)工藝分析計算方法的現(xiàn)代化(2)模具設(shè)計及制造技術(shù)的現(xiàn)代化(3)沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化(4)新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn)(5)不斷改進板料的性能,以提高其成型能力和使用效果。1.2畢業(yè)設(shè)計的意義與目的畢業(yè)設(shè)計是一種綜合性的訓(xùn)練,也是一個重要的專業(yè)實訓(xùn)環(huán)節(jié),它綜合性強,應(yīng)用知識面寬。隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展,工業(yè)產(chǎn)品增多,產(chǎn)品更新?lián)Q代加快,市場競爭激烈。模具作為一種工具已廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國民經(jīng)濟的各個工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進行生產(chǎn)加工。模具已成為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。模具已成為當(dāng)代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一?,F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高,在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術(shù)經(jīng)濟水平。為了更進一步加強我們的設(shè)計能力,鞏固所學(xué)的專業(yè)知識,在畢業(yè)之際,特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)計也是我們專業(yè)在學(xué)完基礎(chǔ)理論課,技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上,所設(shè)置的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次設(shè)計的目的:一、綜合運用本專業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實際知識,進行一次沖壓模設(shè)計的實際訓(xùn)練,從而提高我們獨立工作能力。二、鞏固復(fù)習(xí)三年以來所學(xué)的各門學(xué)科的知識,以致能融貫通,進一步了解從模具設(shè)計到模具制造整個工藝流程。三、掌握模具設(shè)計的基本技能,如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊,熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。由于本人設(shè)計水平有限,經(jīng)驗不足,錯誤難免,敬請老師批評、指導(dǎo),不勝感激。1.3 本章小結(jié)本章從國內(nèi)外當(dāng)今模具的發(fā)展?fàn)顩r這個角度介紹了課題的研究意義,在此基礎(chǔ)上提出課題設(shè)計的任務(wù)。并分析了產(chǎn)品工藝,進行了比較,選擇最佳方案。5第二章 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定第二章 沖壓件工藝性分析及沖裁方案的確定2.1 材料分析沖裁材料為Q235,查文獻屬于普通碳素鋼,屈服點s=240MPa,抗拉強度440-470 MPa,延伸率不小于21-25,抗剪強度310-380 MPa塑性好,焊接性好,適合沖裁。2.2 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱、避免復(fù)雜形狀的曲線,在許可的情況下,把沖裁件設(shè)計成少、無廢料排樣的形狀,以減少廢料,矩形孔兩端宜用圓弧連接,以利于模具加工。沖裁件凸出或凹進的部分不能太窄,盡可能避免過長的懸臂和窄槽,如圖2-2所示。最小寬度b一般不小于1.5t,若沖裁材料為高碳鋼,b2t, ,當(dāng)材料厚度t0.10.50.52.52.56.5 6.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.060.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03鋁 鋁合金紫銅 黃銅0.0250.080.020.060.030.070.030.09 注:表4-1引自文獻2。卸料力系數(shù)K卸在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜時取上限值。 沖裁時,所需沖壓力為沖裁力、卸料力和推件力之和,這些力在選擇壓力機時是否要考慮進去,應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)區(qū)別對待。采用剛性卸料裝置和下出料的沖裁模的總壓力為 (4-4)采用彈性卸料裝置和下出料的總壓力為 (4-5)采用彈性卸料裝置和上出料方式的的總壓力為 (4-6)式(4-5)、(4-6)、(4-7)引自文獻2P52。因為工件厚1.5mm,相對較薄,卸料力也比較小,故采用彈性卸料裝置上出料方式,總沖壓力F總:F總=F沖+F卸+F頂=162.27+8.11+8.92=179.3KN4.3 彎曲力的計算本產(chǎn)品屬于V形彎曲,由于彎曲雖然是一副模具,但需要彎曲兩次,定位做成可調(diào)接的,所以在計算彎曲力時,需要計算兩次,V形彎曲的計算公式如下第一次彎曲,彎曲力計算F=0.6KBtt/(R+t) (4-7) F=0.61.3141.01.0470/(1.0+1.0)=2566.2N =8.69KN第一次彎曲,彎曲力計算F=0.6KBtt/(R+t) (4-8) F=0.61.3281.01.0470/(1.0+1.0)=5132.4N 式中 F彎曲力(N);B產(chǎn)品的彎曲的寬度(mm);材料抗拉強度(MPa);(440-470 MPa)t材料厚度;(mm)K系數(shù),通常K=1.3;彎曲力用理論計算很復(fù)雜,一般采用經(jīng)驗計算方法, K值的大小取決于彎曲件的形狀及變形方式。其數(shù)值由實驗確定。 由于彎曲時兩邊對稱彎曲,所以計算彎曲力時,兩側(cè)彎曲力等同。由于本設(shè)計中,上模和下模剛性碰撞,成型。所以總的彎曲力F總=F=2.565.13=7.69KN 4.4 沖壓壓力中心計算沖裁時的合力作用或多工序模各工序沖壓力的合力作用點,稱為模具壓力中心。如果模具壓力中心與滑塊的壓力中心不一致,沖壓時會產(chǎn)生偏載,導(dǎo)致模具以及滑塊與導(dǎo)軌的急劇磨損,降低模具壽命和壓力機的使用壽命。計算壓力中心時,如圖4-2所示。為了減少計算,坐標(biāo)設(shè)在和上,此時=0,=0,可少算兩個數(shù)。將xoy坐標(biāo)系建立在圖示的對稱中心上,將沖裁輪廓線按集合圖形分解為10段基本線段。若選用J23-40T沖床,模柄孔40,壓力中心點仍在壓力機模柄孔投影面積范圍內(nèi),滿足要求。有關(guān)計算如表4-1。落料沖孔模如下:F1沖6孔力 F1=3801.33.1461.0=9.31KN,得F1=9.31KNF2沖6孔力 F2=3801.33.1461.0=9.31KN,得F2=9.31KNF3沖方孔力 F3=3801.395.31.0=47.08KN,得F3=47.08KNF4落料力 F4=3801.3195.51.0=96577KN, 得F4=96.57KNY1F1到X軸的力臂 Y1=-5.1X1F1到Y(jié)軸的力臂 X1=-23.5Y2F2到X軸的力臂 Y2=-5.1X2F2到Y(jié)軸的力臂 X2=23.5Y3F3到X軸的力臂 Y3=0X3F3到Y(jié)軸的力臂 X3=-4.1Y4F4到X軸的力臂 Y4=0X4F4到Y(jié)軸的力臂 X4=0根據(jù)合力距定理:YG = (Y1F1+Y2F2+Y3F3)/(F1+ F2+ F3)YGF沖壓力到X軸的力臂;YG =-5.85XG = (X1F1+X2F2+X3F3)/(F1+ F2+ F3)XGF沖壓力到Y(jié)軸的力臂;XG =-1.19彎曲模計算公式如上,式中 x1、x2xn各圖形沖裁力的x軸坐標(biāo)(mm); y1、y2yn各圖形沖裁力的y軸坐標(biāo)(mm); 、各圖形沖裁周邊長度(mm)。由于本設(shè)計中產(chǎn)品對稱,所以模具的壓力中心為零,即在產(chǎn)品中心。4.5 本章小結(jié)本章分析了加工該零件沖壓工序的安排,計算沖壓力,為選擇合理的模具結(jié)構(gòu)和壓力機打下基礎(chǔ)。11第五章 沖壓設(shè)備的選擇第五章 沖壓設(shè)備的選擇5.1 沖壓設(shè)備類型的選擇根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求來選定設(shè)備類型。開式曲柄壓力機雖然剛度差,降低了模具壽命。但是它成本低,且有三個方向可以操作的優(yōu)點廣泛適用于中小型沖裁件、彎曲件或拉深件的生產(chǎn)中。閉式曲柄壓力機剛度好、精度高,只能兩個方向操作,適用于大型復(fù)雜沖壓件的生產(chǎn)。雙動曲柄壓力機有兩個滑塊,壓邊可靠易調(diào),適用于較復(fù)雜的大中型拉深件的生產(chǎn)。高速壓力機或多工位自動壓力機適用于大批量生產(chǎn)。液壓機沒有固定的工作行程,不會因板厚超差而過載,全行程中壓力恒定,但是壓力機的速度低、生產(chǎn)效率低。適用于小批量,尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)。摩擦壓力機結(jié)構(gòu)簡單、造價低、不易發(fā)生超負荷損壞。在小批量生產(chǎn)中用來完成彎曲、成型等沖壓工作??紤]到以上的因素,選用開式壓力機比較合適。5.2 選擇壓力機考慮到制件的精度要求,參考文獻2P49初選J23-40壓力機,其主要技術(shù)參數(shù)如下: 公稱壓力:400KN 標(biāo)稱壓力行程:7mm 滑塊行程:100mm 最大封閉高度:300mm 封閉高度調(diào)節(jié)量:80mm 工作臺孔徑(前后左右):420mm630mm 模柄孔尺寸(直徑深度):50mm70mm5.3 本章小結(jié)本章分析了壓力機的選擇方法,根據(jù)零件的特點以及廠里的要求,選擇合理的沖床來調(diào)試模具。第六章 沖裁模工作部分設(shè)計計算第六章 沖裁模工作部分設(shè)計計算6.1 沖裁間隙沖裁間隙是沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙。沖裁間隙分為單邊間隙和雙邊間隙單邊間隙用C表示,雙邊間隙用Z表示。間隙值的大小對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力的影響很大,是沖裁工藝與模具設(shè)計中一個極其重要的工藝參數(shù)。確定合理間隙的方法主要有理論計算法和查表選取法兩種。一般直接采取查表的方法,直接明了。間隙的選取主要與材料的種類、厚度有關(guān),但由于各種沖壓件對其斷面質(zhì)量和尺寸精度的要求不同,以及生產(chǎn)條件的差異,在生產(chǎn)實踐中就很難有一種統(tǒng)一的間隙數(shù)值,各種資料中給的間隙值并不相同,有的相差較大,選用時應(yīng)按使用要求分別選取。對于斷面質(zhì)量和尺寸精度要求高的工件,應(yīng)選用小的間隙值,而對于精度要求不高的工件,則應(yīng)盡可能采用大間隙,以利于提高模具壽命、降低沖裁力。同時還必須結(jié)合生產(chǎn)條件,根據(jù)沖裁件尺寸和形狀、模具材料和加工方法、沖壓方法及生產(chǎn)率等,靈活掌握、斟情增減。本模具所沖裁的材料為Q235,材料厚度為1.0mm,查表得:=0.03mm,=0.05mm.6.2 模具刃口尺寸的計算沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度,合理的間隙的數(shù)值也必須依靠模具刃口尺寸來保證。因此,正確確定模具刃口尺寸及其公差是設(shè)計沖裁模的主要任務(wù)之一。(一)計算原則由于凸、凹模之間存在間隙,所以沖裁件斷面都是帶有錐度的,且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸,沖裁件的小端尺寸等于凸模尺寸。在測量與使用過程中,落料件是以大端尺寸為 基準(zhǔn),沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。沖裁過程中,凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦,凸模越磨越小,凹模越磨越大,結(jié)果使間隙越用越大。因此,在確定凸、凹模刃口尺寸時,必須遵循下述原則:(1)落料模先確定凹模尺寸,其標(biāo)稱尺寸應(yīng)取接近或者等于制件的最小極限尺寸,以保證凹模磨損到一定尺寸范圍內(nèi),也能沖出合格制件,凸模刃口的標(biāo)稱尺寸比凹模小一個最小合理間隙。(2)沖孔模先確定凸模刃口尺寸,其標(biāo)稱尺寸應(yīng)接近或者等于制件的最大極限尺寸,以保證凸模磨損到一定尺寸范圍內(nèi),也能沖出合格的孔。凹模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大一個最小合理間隙。(二)計算方法模具工作部分尺寸及公差的計算方法與加工方法有關(guān),基本上可分為兩類。1.凸模與凹模分開加工 凸、凹模分開加工,是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸。此種方法適用于圓形或形狀簡單的工件,為了保證凸、凹模間隙小于最大合理間隙,不僅凸、凹模分別標(biāo)注公差(凸模,凹模),而且要求有較高的制造精度,以滿足如下條件 (6-2)或取 (6-3) 也就是說,新制造的模具應(yīng)該是,如圖6-5所示。否則制造的模具間隙已超過允許的變動范圍,影響模具的使用壽命。2.凸模與凹模配合加工 對于沖制件形狀復(fù)雜或薄板制件的模具,其凸、凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸模(或凹模)作為基準(zhǔn)件,然后根據(jù)此基準(zhǔn)件的實際尺寸,配作凹模(或凸模),使他們保持一定距離。因此,只需在基準(zhǔn)件上標(biāo)注尺寸及公差,另一件只標(biāo)注標(biāo)稱尺寸,并注明“尺寸按凸模(或凹模)配作,保證雙面間隙”。這樣??煞糯蠡鶞?zhǔn)件的制造公差。其公差不再受凸、凹模間隙大小的限制,制造容易,并容易保證凸、凹模間的間隙。由于復(fù)雜形狀工件各部分尺寸性質(zhì)不同,凸模和凹模磨損后,尺寸變化趨勢不同,所以基準(zhǔn)件的刃口尺寸計算方法也不相同。6.2.1落料部分刃口設(shè)計計算應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件,然后配做凸模。圖示為落料件,先做凹模,凹模磨損后,(圖6-6右圖的點畫線位置),刃口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況。因此凹模尺寸應(yīng)按不同情況分別計算。 凹模磨損后尺寸變大(圖中A類)。 計算這類尺寸,先把工件圖尺寸化為A0-,再按落料凹模公式計算: (6-4)上式引自文獻2P64式(2-11)。式中Ad凹模刃口尺寸(mm); A工件標(biāo)稱尺寸(mm);工件公差(mm);d 凹模制造偏差(mm);d=/4。落料凹模尺寸:Aj1=(Amax-X)+ =65-0.50.04=64.98+0.02; Aj2=(Amax-X)+ =36.2-0.50.04=36.18+0.02;Aj3=(Amax-X)+ =28-0.50.02=27.99+0.02;Aj4=(Amax-X)+ =26-0.50.02=25.99+0.02;Aj5=(Amax-X)+ =2-0.50.02=1.99+0.02;該零件落料時凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應(yīng)部分尺寸配制,保證雙面間隙值=0.040.08 mm。本設(shè)計中取0.06。落料凸模尺寸:Aj1=(Amax-2Z)+ =65-20.04=64.92+0.02; Aj2=(Amax-2Z)+ =36.2-20.04=36.12+0.02; Aj3=(Amax-2Z)+ =28-20.04=27.92+0.02; Aj4=(Amax-2Z)+ =26-20.04=25.92+0.02;Aj5=(Amax-Z)+ =2-0.04=1.96+0.02;6.2.2沖孔部分刃口設(shè)計計算 由于沖出的孔形狀簡單,所以凸模與凹模分開加工。由文獻2P58表2-5查得=0.03mm =0.05mm -=(0.05-0.03)mm=0.04 mm 由文獻2P58表2-10查得凸、凹模的制造公差: =0.02 mm, =0.02 mm/2=(0.0+0.02)/2mm=0.02 mm- 工件尺寸11mm未標(biāo)注尺寸公差,按照IT10級精度處理,x=0.5,,工件公差=0.04,沖孔凸模尺寸:Bj1=(Amin+X)+ /4 =6+0.50.02=6.01+0.02Bj2=(Amin+X)+ /4 =26+0.50.02=26.01+0.02Bj3=(Amin+X)+ /4 =18+0.50.02=18.01+0.02Bj4=(Amin+X)+ /4 =2+0.50.02=2.01+0.02沖孔凹模尺寸:Bh1=(Amin+2Z)- /4 =6+20.04=6.08-0.02Bh2=(Amin+2Z)- /4 =26+20.04=26.08-0.02 Bh3=(Amin+2Z)- /4 =18+20.04=18.08-0.02Bh4=(Amin+Z)- /4 =2+0.04=2.04-0.026.2.3 彎曲凸模,凹模設(shè)計計算毛坯經(jīng)凹模圓角進入凹模時,受彎曲和摩擦作用,若凹模圓角半徑過小,因徑向拉力增大,易使拉伸件表面劃傷或產(chǎn)生斷裂;若過大,則壓邊面積小,由于懸空增大,易起內(nèi)皺。因此,合理的選擇凹模圓角半徑很重要。具體數(shù)值查表可得。彎曲模間隙是單面間隙,即凹模和凸模直徑之差的一半。本次設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)比較簡單,在選擇間隙時可以直接查表,所以查表可知間隙為(1-1.1t),t為材料厚度。由于產(chǎn)品圓角較大,所以間隙不能大,否則產(chǎn)品有錐度,精度差,不符合要求,間隙太小,模具壽命短,所以取間隙為t。凸、凹模工作部分尺寸的確定,主要考慮模具的磨損和產(chǎn)品的回彈。1)、制件標(biāo)注外形尺寸 凹模尺寸為L d=(Lmax 0.75)凸模尺寸為L p=(Ld0.75Z)(2)、制件標(biāo)注內(nèi)尺寸凸模尺寸為L p=(Lmin +0.4) 凹模尺寸為L d=(Lp+0.4+Z) 其中 L產(chǎn)品件的外形或內(nèi)尺寸產(chǎn)品件的尺寸偏差L d產(chǎn)品凹模的基本尺寸L p產(chǎn)品凸模的基本尺寸Z凸凹模雙面間隙具體計算如下,制件標(biāo)注內(nèi)尺寸,按此公式計算彎曲凸模尺寸為L p1=(Lmin +0.4) =16L p1=(Lmin +0.4) =30凹模尺寸為L d1=(Lp1+0.4+Z) =17L d1=(Lp1+0.4-Z) =29凸、凹模工作表面粗造度要求:凹模工作表面和型腔表面粗造度應(yīng)達到0.8;圓角處的表面粗造度一般要求0.4;凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。6.3 本章小結(jié)本章的難點,設(shè)計計算并確定模具各零件尺寸,完成了模具總體設(shè)計,繪制出模具裝配圖。本章重點與難點是工藝方案,模具結(jié)構(gòu)的確定以及凸模,凹模尺寸的計算,因為它將直接影響零件的質(zhì)量和模具的合理性。第七章 模具總體設(shè)計第七章 模具總體設(shè)計7.1模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知,采用落料沖孔復(fù)合模,彎曲模沖壓,所以模具類型為復(fù)合模具。7.2確定送料方式 模具相對于模架是采用從前往后的縱向送料方式,還是采用從右往左的橫向送料方式,這主要取決于凹模的周界尺寸。如L(送料方向的凹模長度)B(垂直于送料方向的凹模寬度)時,采用縱向送料方式;LB時,則采用橫向送料方式;L=B時,縱向或橫向均可。就本模具而言,其送料方式應(yīng)采用縱向送料。7.3定位方式的選擇由于該模具采用的是條料,控制條料送進方向采用定位銷側(cè)向定位??刂茥l料送進步距采用擋料銷(也叫定位銷)。彎曲成型模采用外形定位。具體見CAD圖紙。7.4卸料、出件方式的選擇模具是采用彈壓卸料板,還是采用固定卸料板,取決于卸料力的大小,其中材料料厚是主要考慮因素。由于彈壓卸料模具操作時比固定卸料模具方便,操作者可以看見條料在模具中的送進動作,且彈壓卸料板卸料時對條料施加的是柔性力,不會損傷工件表面,因此實際設(shè)計中盡量采彈壓卸料板,而只有在彈壓卸料板卸料力不足時,才改用固定卸料板。隨著模具用彈性元件彈力的增強(如采用矩形彈簧),彈壓卸料板的卸料力大大增強。根據(jù)目前情況,當(dāng)材料料厚約在2mm以下時采用彈壓卸料板,大于2mm時采用固定卸料板較為貼近實際。本模具所沖材料的料厚為1.0mm,因此可采用彈壓卸料板。由于采用的是倒裝復(fù)合模具,所以采用下出件便于操作和提高生產(chǎn)效率。彎曲模采用彈簧頂料,上模采用打料裝置。7.5 本章小結(jié)本章分析了模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計,分析并確定模具的合理性。第八章 卸料零件計算第八章 卸料零件計算8.1 卸料樹脂的選擇因為工件料厚為1.0mm,相對較薄,卸料力也比較小,故落料沖孔模采用彈性卸料。根據(jù)卸料力8110N采用6個樹脂,此時每個彈簧擔(dān)負的卸料力為約1351N。沖裁時卸料板的工作行程h2= t+1=2.5mm ;考慮凸模的修模余量h3=3mm,樹脂的預(yù)壓量為h1;故樹脂總壓縮量為 H總=h1+h2+h3=6.0 mm考慮卸料的可靠性,取樹脂在預(yù)壓量為h1時就有應(yīng)力1351.1N的壓力。初選樹脂直徑d=20mm,工作極限負荷800N;自由高度h0=20 mm,工作極限載荷下彈簧的變形量hj=6.3 mm。第九章 主要零部件設(shè)計第九章 主要零部件設(shè)計9.1模具材料的選擇9.1.1模具材料的性能與熱處理Cr12MoV 鋼C含量0.9%1.05%,Mn含量0.8%1.1%,Si含量0.15%0.35%,Cr含量0.9%1.2%,淬火溫度820840,HRC不低于62,回火溫度140160,HRC6265文獻。具有高淬透性、高硬度和耐磨性,淬火尺寸穩(wěn)定性好,變形小,并有效好的韌性。由于鎢形成碳化物,這種鋼在淬火和低溫回火
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