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無凸緣圓筒形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)
緒 論
沖壓使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的加工方法。沖壓利用沖壓模具對板料進(jìn)行加工。常溫下進(jìn)行的板料沖壓加工成為冷加工。冷沖壓除部分冷擠和冷鍛等體積沖壓工序外,主要原料材料是板料(金屬和非金屬),因此,有“板料沖壓”之稱。
在沖壓加工中,將材料(金屬或非金屬)加工成零件(或半成品)的一種特殊工藝裝備,成為沖壓模具。沖模在實(shí)現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝設(shè)備,與沖壓件是“一模一樣”的關(guān)系,若沒有符合要求的沖模,已不能生產(chǎn)出合格的沖壓件;沒有先進(jìn)的沖模,先進(jìn)的沖壓成型工藝就無法實(shí)現(xiàn)。在沖壓零件的生產(chǎn)中,合理的沖壓成型工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。
根據(jù)冷沖壓材料變形的基本方式不同,冷沖壓可分為沖裁、彎曲、引伸、冷擠、成型等幾種基本工序。用于上述各工序的冷從模,分別稱為沖裁模、彎曲模、引申模、冷擠模、成形模等。分析這些工序的特征,解決相應(yīng)的特征,解決相應(yīng)工序模具的設(shè)計(jì)問題,便是本課程的基本任務(wù)。對冷沖壓的新工藝、模具的性技術(shù)及其新材料、模具壽命問題和自動送進(jìn)能夠料裝置等,亦將作適當(dāng)?shù)姆治觥?
沖壓加工與其他加工方法相比,無論在技術(shù)方面,還是在經(jīng)濟(jì)方面,都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)的質(zhì)檢所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比擬的。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,而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。但需要指出的是,由于進(jìn)行沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具,而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品,其制造屬但見小批量生產(chǎn),具有難加工、精度要求高、生產(chǎn)成本高的特點(diǎn)。所以,只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大的情況下,沖壓成形加工的情況下,沖壓成形加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn),從而獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。
由于沖壓加工具有上述突出的優(yōu)點(diǎn),因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位。板料沖壓加工在國民經(jīng)濟(jì)制造行業(yè)中占有十分重要的地位,在機(jī)械、電子、汽車、航空、輕工業(yè)(如自行車、照相機(jī)、五金、日用器皿等生產(chǎn))等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。由于沖壓加工具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、操作簡單、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),在我國現(xiàn)代化建設(shè)中有著廣闊的發(fā)展前景,因而需要大量的工程技術(shù)人員,國外發(fā)達(dá)國家對沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用、研究和開發(fā)都比較重視。我國也非常重視沖壓技術(shù)人才的培養(yǎng),全國除了有幾十所設(shè)有金屬塑性加工專業(yè)外,還有為數(shù)眾多的專科學(xué)校、職業(yè)技術(shù)學(xué)校培養(yǎng)沖壓工藝與模具的各級各類技術(shù)人才。并且沖壓是國防工業(yè)及民用工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工方法。模具使大批量生產(chǎn)同行產(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)。
冷沖壓的推廣和發(fā)展少、無且屑加工是提高機(jī)械加工、提高生產(chǎn)率的技術(shù)發(fā)展方向。介于模具是實(shí)現(xiàn)少、無切屑加工的重要工藝裝備之一,因此,隨著生產(chǎn)的高速度發(fā)展個(gè)冷沖壓、精沖壓、冷擠壓、溫(熱)擠壓、半液態(tài)擠壓、旋壓、爆炸成型等少、無且屑加工新工藝的推廣使用,對模具的產(chǎn)量和質(zhì)量提高到了很高的要求,許多企業(yè)因?yàn)槟>哂绊憗硇鹿に嚨膽?yīng)用,設(shè)置影響到產(chǎn)品試制或生產(chǎn),以模具技術(shù)水平的先進(jìn)與落后(主要表現(xiàn)在模具制造周期、使用壽命、模具制造精度及成本等四個(gè)方面)是能否多快、好、省的發(fā)展機(jī)電工業(yè)產(chǎn)品的關(guān)鍵,也是衡量工業(yè)發(fā)展程度的重要標(biāo)志之一。“產(chǎn)品要發(fā)展,模具是關(guān)鍵”這一點(diǎn),應(yīng)該引起我們的足夠重視。
近年來,我國模具行業(yè)的廣大工人、干部和技術(shù)人員,以實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化為奮斗目標(biāo),在模具結(jié)構(gòu)、加工工藝新材料應(yīng)用和模具使用等方面取得來可喜的成績,為機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)和發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
當(dāng)前各種模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展主要趨勢是:
(1) 模具的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)綱要與成型工藝的高速自動精密化相適應(yīng),即發(fā)展高效率、高壽命、高精度的模具;
(2) 積極開展標(biāo)準(zhǔn)化工作,擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)件范圍,推行模具典型組合結(jié)構(gòu),最大限度地縮減模具臨時(shí)的設(shè)計(jì)和制造工作量。
(3) 采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短設(shè)計(jì)周期。
(4) 減少模具制造中的手工操作比例,采用計(jì)算機(jī)輔助制造模具,提高加工自動化程度,發(fā)展電工技術(shù),發(fā)展反饋控制自動仿行機(jī)床,擴(kuò)大數(shù)控銑床的應(yīng)用。
(5) 發(fā)展各類建議模具及建議模具的各類材料,以適應(yīng)小批和試制的生產(chǎn)需要;
(6) 發(fā)展高強(qiáng)度、高壽命及特殊性能的模具鋼材;
(7) 發(fā)展模具表面處理工藝,提高壽命。
總的來說我國模具工業(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,相信在政府的大力支持下,通過本行業(yè)和相關(guān)行業(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)做出更大的貢獻(xiàn)。
沖壓模具設(shè)計(jì)與制造課程設(shè)計(jì)
1零件及其沖壓工藝分析
圖 1-1
該零件為空心圓筒形件的拉深,形狀簡單對稱,所有尺寸均為自由公差,對零件的厚度變化也沒有要求。在滿足工藝性要求時(shí),進(jìn)行大批量生產(chǎn),一般采用拉深成形。圓筒形件的毛坯為圓形板料,可以通過落料獲得。因此,該零件在滿足沖壓工藝性要求的前提下,采用的沖壓工
序是落料、拉深,可在最后再安排一道修邊工序達(dá)到要求。
該零件的外徑為φ20,精度等級為IT14級,拉深工藝容易保證。
該零件的圓角半徑R2能滿足拉深工藝對該處圓角的要求。[R≧(2—3)t]
上所述,該零件的精度及結(jié)構(gòu)尺寸都能滿足沖壓工藝要求。在大批量生產(chǎn)時(shí),可用沖壓加工。沖壓的基本工序是落料拉深。
1.1 工藝計(jì)算
由圖可知,因?yàn)椴牧系暮穸仁?.5㎜,所以:
零件的直徑為 d﹦20-﹦ ㎜
零件的高度為 h﹦10-= ㎜
圓角的半徑為 r﹦2 ㎜
料的厚度為 ?。舂?.5 ㎜
圖1-2
1.2 毛坯尺寸的計(jì)算
由于板料的厚度是0.5㎜,故可直接但工件的尺寸計(jì)算,不必按中心線尺寸計(jì)算。因此:
﹦
查《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊》表4-4[10]。可查得:修邊余量δ﹦1 ㎜則
H﹦h+δ﹦+1﹦ ㎜
依據(jù)圓筒形件拉深時(shí)的毛坯尺寸計(jì)算公式(式4—1)[10]為:
將㎜,㎜,㎜代入上式中,即得毛坯的直徑為:
㎜
1.3 拉深次數(shù)的確定
1.3.1 確定是否用壓邊圈
因
由《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表4.4.4[3]可查得:可以不用壓邊圈,但是為了保險(xiǎn)起見,首次拉深仍采用壓料圈。采用壓料圈后,首次拉深可以選擇較小的拉深系數(shù),有利于減少拉深次數(shù)。
查表4.4.3[5]可得極限拉深系數(shù):
﹦0.50~0.53 取 ﹦0.53
﹦0.75~0.76 取 ﹦0.76
零件所需的拉深系數(shù):
﹦
所以該零件能一次拉深成形。
2 工藝方案的確定
根據(jù)以上分析,沖壓該零件可能有以下三種方案:
方案一:先落料,后拉深。采用單工序模生產(chǎn)。
單工序模易于制造和維修,模具在沖床上安裝時(shí),調(diào)整間隙的均勻度困難,凸模與凹模的相對正確位置只能靠沖床導(dǎo)軌與滑塊的配合精度來保證,因此模具的導(dǎo)向精度低,使用安全性差,不是與薄板料的沖裁。雖然模具結(jié)構(gòu)簡單,但需兩道工序兩副模具,生產(chǎn)效率低,難以滿足該工件大批量生產(chǎn)的要求
方案二:落料—拉深復(fù)合模。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
調(diào)料在復(fù)合模中進(jìn)行沖裁時(shí),一次定位就可以完成沖裁件的內(nèi)外形尺寸,故制件的內(nèi)外形的位置尺寸精度高,生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)效率高,適合位置精度高、生產(chǎn)批量大的制件選用。但這種模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造困難、周期長,當(dāng)制件內(nèi)外形尺寸像差較小時(shí)也不宜選用復(fù)合模。
復(fù)合模結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是具有既是落料凸模又是沖孔凹模的所謂凸凹模。利用復(fù)合模能夠在模具的同一部位上同時(shí)完成制件的落料和沖孔工序,從未而保證沖裁件的內(nèi)孔與外援的相對位置精度和平整性、生產(chǎn)效率高;而且條料的定位精度比連續(xù)模低,模具輪廓尺寸也比連續(xù)模小。但是,模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不易制造,成本高,適合于大批量的生產(chǎn)。而且只需一副模具,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簡單對稱,模具制造并不困難
方案三:拉深級進(jìn)沖壓。采用級進(jìn)模生產(chǎn)。
壓力機(jī)一次沖程中,在模具不同部位上同時(shí)完成數(shù)道沖裁工序的模具,稱為連續(xù)模。使用連續(xù)模可以減少模具和設(shè)備數(shù)量,提高生產(chǎn)效率,而且容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化。但連續(xù)模比簡單模制造復(fù)雜,成本也高。雖然只需一副模具,生產(chǎn)效率高,但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,送進(jìn)操作不方便。
通過對上述方案的分析比較,該件若能一次拉深,則其沖壓采用方案二為佳[9]。
3 主要工藝參數(shù)的計(jì)算
3.1 毛坯尺寸的計(jì)算
根據(jù)表面積相等原則,有解析法求該零件的毛坯直徑D。已求得
D﹦ ㎜
3.2 排樣及相關(guān)尺寸的計(jì)算
根據(jù)零件的工藝性的要求,采用有廢料直排的排樣方式,排樣圖3-3所示如下:
3.2.1 沖裁件面積的計(jì)算
㎜
3.2.2 板料厚度是t﹦0.5 ㎜,則表2.5.2可查得
工件間的搭邊值: ﹦1.2 ㎜
側(cè)面間的搭邊值: ﹦1.5 ㎜
條料與導(dǎo)料板的間隙: ﹦0.5 ㎜
因此條料寬度的值如下:
㎜
3.2.3 步距[3]
㎜
3.2.4 一個(gè)步距內(nèi)材料的利用率[3]
η﹦
3.2.5 成形次數(shù)的確定
由前所述,零件可一次拉深成形,所以采用落料—拉深復(fù)合模。
3.3 沖壓工序壓力的計(jì)算
3.3.1 計(jì)算壓邊力
由表4.24[3]確定壓邊力的計(jì)算:
式中, ㎜, ㎜,由表4.25查得:。
把各已知數(shù)據(jù)代入上式,得壓力為:
3.3.2 計(jì)算壓邊力
查表4.17[3]計(jì)算拉深力
已知,由表4.18查得,。代入上式得 N
3.3.3 計(jì)算沖裁力
[3]
已知㎜,, ㎜,代入上式為
3.3.4 綜合以上計(jì)算可得總的沖壓力
N
故 ?。剑?N
因該副模具采用的是正裝的復(fù)合模,固定卸料與推件。
3.3.5 選用沖壓設(shè)備
設(shè)備類型選擇的主要依據(jù)是所完成的從壓工序性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸及精度要求、現(xiàn)有設(shè)備條件等。
中小型沖壓件主要選用開式單柱(或雙柱)的機(jī)械壓力機(jī);大、中型沖壓件多選用雙柱閉式的機(jī)械壓力機(jī)。根據(jù)沖壓工序可分別選用通用壓力機(jī)、專用壓力機(jī)(擠壓壓力機(jī)、精壓力、雙動拉伸壓力機(jī)等);大批量生產(chǎn)時(shí),可選用高速壓力機(jī)或多工位自動壓力機(jī);小批量生產(chǎn),尤其大型后半零件的成行時(shí),可采用液壓機(jī)。
壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)選擇主要依據(jù)是沖壓件尺寸、變形力大小及模具尺寸,并進(jìn)行必要效核。
壓力機(jī)的行程,必須保證成型備料能夠放入、成型零件能夠取出。
壓力機(jī)的裝??臻g必須與沖模總體結(jié)構(gòu)尺寸相適應(yīng)。壓力機(jī)工作臺面的尺寸應(yīng)大于模具的總體平面尺寸,并留有安裝固定的余地。壓力機(jī)的裝模高度貨幣和高度應(yīng)與模具的閉合(封閉)高度相適應(yīng)。模具與壓力機(jī)相關(guān)的尺寸以在以上算出來。
沖模的閉合高度是指指模具工作形成終了時(shí),上模座的上平面只小木做得下平面之間的距離。而壓力機(jī)裝模高度是指壓力機(jī)滑塊在下止點(diǎn)時(shí),滑塊下平面之墊板上平面之間的距離。封閉高度和裝模高度相差一個(gè)墊板厚度。沒有墊板的壓力機(jī),其封閉高度與裝模高度相等。
沖模的封閉高度必須在壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間。一般?。?
式中:—— 壓力機(jī)最大封閉高度(㎜);
—— 壓力機(jī)最小封閉高度(㎜);
—— 沖模的封閉高度(㎜);
—— 墊板高度(㎜)。
根據(jù)沖壓工藝力計(jì)算結(jié)果并結(jié)合工件高度,初選開式雙柱可傾壓力機(jī)。
其參數(shù)如下:
公稱壓力: 25 噸
滑塊行程: 65 ㎜
行程次數(shù): 120次
最大閉合高度: 220毫米
連桿的調(diào)節(jié)長度: 45毫米
工作臺前后×左右: 300×450毫米
電動機(jī)的功率: 1.5千瓦
4 模具工作部分尺寸的計(jì)算
4.1 拉深模的間隙
由表查得拉深模的單邊間隙為
㎜
則拉深模的間隙 ㎜
4.2 拉深模的圓角半徑
凹模的圓角半徑按表選取, ㎜。
4.3 凸凹模工作部分的尺寸和公差
由于共建要求內(nèi)形尺寸,則以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。土木尺寸的計(jì)算見表。
將模具公差按級選取,則 ㎜。
把 ㎜, ㎜, ㎜代入上式,則凹模尺寸為
㎜
間隙取在凸模上,則凸模的尺寸按表計(jì)算,即
把 ㎜, ㎜, ㎜, ㎜代入上式,則凸模尺寸為
= ㎜
4.4 確定凸模的通氣孔
由表4.32[3]查得,凸模的通氣孔直徑為5㎜。
5 計(jì)算成型部件的尺寸
5.1 沖裁凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算
由圖可知,該零件屬于無特殊要求的一般落料件。外形尺寸φ34㎜根據(jù)表查得其公差為, ㎜。
由表查的:
Zmax﹦0.03㎜ Zmin﹦0.02㎜
Zmax-Zmin﹦0.03-0.02﹦0.01㎜
由標(biāo)準(zhǔn)公差表查得:
工件尺寸φ34㎜,公差等級為IT14級。由此可得到:取x﹦0.5㎜。
設(shè)凸、凹模按IT6和IT7級加工制造, 則
查表2.4. 1[4]可得::﹦0.03,﹦0.02。
﹦=( ㎜= ㎜
﹦= ㎜= ㎜
校核 0.016+0.025﹦0.041㎜>0.01㎜。(不能滿足間隙公差條件)
因此,只有縮小 、,提高制造精度,才能保證間隙在合理范圍內(nèi)。
由此可取:
≤0.4(Zmax-Zmax) ﹦0.4×0.01﹦0.004㎜
≤0.6(Zmax-Zmax) ﹦0.6×0.01﹦0.006㎜
﹦φ ㎜
﹦φ ㎜
6 模具的總體設(shè)計(jì)
6.1 模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知,為提高生產(chǎn)率,降低模具的制造難度,減少制造成本,常用落料拉深復(fù)合模,但要求落料凸模(兼拉深凹模)的壁厚不能過薄,否則強(qiáng)度不夠,此設(shè)計(jì)中凸凹模的壁厚為:
由板料厚度t=0.5,可查的凹模的最小壁厚a=1.6,最小直徑D=15㎜。因此能保證其足夠的強(qiáng)度,采用復(fù)合模是合理的。
6.2 定位方式的選擇
為了保證模具正常工作并沖出合格的制件,要求在送進(jìn)的平面內(nèi),毛坯(塊料、條料)相對于模具的工作零件處于正確的位置。毛坯在模具中的定位有兩方面內(nèi)容:一是在與送料方向垂直方向上的定位,通常稱為送進(jìn)導(dǎo)向;二是在送料方向上的定位,用來控制送料的進(jìn)距,通常稱為擋料。
因?yàn)樵撃>呤褂玫氖菞l料,所以導(dǎo)料采用導(dǎo)料板。送進(jìn)步距的控制采用擋料銷。
6.3 卸料、出件方式
由于拉深深度不能太大,材料較薄,因此可采用落料正裝式,拉深倒裝式,模座下安裝鉸沖器,兼作壓力與沖件裝置,另設(shè)有彈性卸料和剛性推件裝置模具采用固定卸料,剛性打件,并利用裝在壓力機(jī)工作臺下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。
6.4 連接與固定零件的選擇
沖模的連接與固定零件大都以標(biāo)準(zhǔn)化了,設(shè)計(jì)時(shí)查閱模具零件手冊選用[7]。
6.4.4 模柄
模柄又稱為模把。通過它將上模與沖床的滑塊連在一起。模柄的結(jié)構(gòu)形式有:通用模柄;壓入式模柄,與上模板壓入時(shí)H7/h6配合,模柄裝入后要與上模板一起平頂面,并與模柄軸線有良好的垂直度;螺旋式模柄,它具有拆卸方便,又不降低上模板強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn),但這種模柄軸線與上模板垂直度較差;根據(jù)以上模柄的特點(diǎn),應(yīng)選擇壓入式模柄。
6.4.2 墊板
墊板的作用是直接承受和擴(kuò)散凸模傳來的壓力,以減少上模板所承受的單位壓力,保護(hù)凸模頂端面的上模板面不被凸模頂端壓陷,沖模是否加墊板,要根據(jù)上模板單位承壓力的大小確定。
6.5導(dǎo)向方式的選擇
該副模具可以選用的導(dǎo)柱有后側(cè)的導(dǎo)柱和中間導(dǎo)柱,后側(cè)導(dǎo)柱一般應(yīng)用于公差等級要求不高的情況下。但是由于導(dǎo)柱在一側(cè),沖壓時(shí)容易產(chǎn)生偏心力矩,使模具偏斜,影響模具壽命和工件的質(zhì)量。而中間導(dǎo)柱應(yīng)用于公差等級要求高的場合。因?yàn)楣ぜ墓畹燃壱笠话?,且工件較小,對工件的質(zhì)量無特殊要求。所以考慮到裝模力使模具采用后側(cè)布置導(dǎo)柱導(dǎo)套模架。
7 主要零部件設(shè)計(jì)
7.1 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為了實(shí)現(xiàn)先落料后拉深,模具裝配后,使拉深凸模的端面比落料凹模端面低。圖7-1所示為拉深凸模,其長度可按下式計(jì)算:
式中:——凸模固定板的厚度,;
——凹模固定板的厚度,;
——裝配后,拉深凸模的端面低于落料凹模端面的高度,根據(jù)板厚大 小,決定;
凸凹模因?yàn)樾涂纵^多,為了防止淬火變形,除了采用工作部分局部淬火(硬度58~62HRC)外,材料也用淬火變形小的模具鋼。
7.2 其他零部件的設(shè)計(jì)與選用
7.2.1 彈性元件的設(shè)計(jì)
頂件板在成形過程中一方面起壓邊作用,另一方面還可以將成形后在拉深凸模上的工件卸下,其壓力由標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供。
7.3.2 模架及其他零部件的選用
模具選用中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架,可承受較大的沖壓力。
導(dǎo)柱,導(dǎo)套分別為206532。
上模座厚度取25, 即 =25;
上模墊板厚度取10, 即 =10;
彈性卸料板厚度取10,即 =10;
下固定板厚度取10, 即 =10;
下模墊板厚度取10, 即 =10;
下模座板厚度取30, 即 =10;
模具閉合高度:
= ++++++
= (2.5+10+36+20+10+10+3015)=126;
式中:—— 凸、凹模的高度,=36;
—— 凹模的厚度,=20;
—— 凸、凹模進(jìn)入落料凹模的深度,=15;
可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)的最大裝模高度(170),可以使用。
8 模具總裝圖
由以上設(shè)計(jì),畫出模具總裝圖(如圖8-1所示),為了實(shí)現(xiàn)落料,后拉深,應(yīng)保證模具裝配后拉深凸模的端面比落料凹模端面低3。
模具工作過程:將條料送入彈性卸料板12下長條形槽中,平放在凹模面上,并靠著槽的一側(cè),壓力機(jī)滑塊帶著上模下行,凸凹模9下表面首先接觸條料,并與壓邊圈14一起壓住條料,先落料,后拉深。當(dāng)拉深結(jié)束后,上?;爻蹋淞虾蟮臈l料彈性卸料板12從凸凹模上卸下,拉深成形的工件由壓力機(jī)上活動橫梁通過推件塊5從凸凹模中剛性打下,用手工將工件取走后,將條料往前送進(jìn)一個(gè)步驟,進(jìn)行下一個(gè)工件的生產(chǎn)。
9 工作零件的加工工藝
本副模具工作零件都是旋轉(zhuǎn)體,形狀比較簡單,加工主要采用車削。
9.1 凸模加工工藝過程
圓形凸模加工比較簡單,熱處理前毛坯經(jīng)車削加工,配合面留有適當(dāng)磨削余量;熱處理后,經(jīng)外圓磨削即可達(dá)到技術(shù)要求。
9.1.1 凹模加工工藝過程
熱處理前可采用鉆、鉸(鏜)等方法進(jìn)行粗加工和半精加工。熱處理后型孔可通過研磨或內(nèi)圓磨削精加工。
9.1.2 凸凹模工作型面的機(jī)械加工方法
凸凹模零件一般由兩部分組成,即工作部分(用于沖壓工件)和非工作部分(用于裝配和連接等),非工作部分可采用普通機(jī)械加工方法,如車、銑、刨、磨、鉗 等。工作部分由于形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜,經(jīng)熱處理后硬度高等原因,熱處理之前采用車、銑、刨、磨等進(jìn)行粗加工或半精加工,熱處理之后再進(jìn)行精加工[9]。
10 模具的裝配
本模具的裝配選擇凸、凹模為基準(zhǔn)件,先裝上模,再裝下模。具體裝配過程如下:
10.1裝配下模部分
10.1.1 在已裝配凹模的固定板上面安裝定位板
將已經(jīng)裝好凹模、定位板的固定板置于下模座上,找正中心位置,用平行夾頭夾緊,依靠固定板的螺釘孔在鉆床上對下模座預(yù)鉆螺紋孔錐窩。拆開固定。按已經(jīng)預(yù)鉆的錐窩鉆螺紋底孔并攻螺紋,再將凹模固定板重新置于下模座上找正位置,用螺釘緊固,鉆、鉸定位銷孔,裝入定位銷[8]。
10.2裝配上模部分
(1)將卸料板套裝在凸凹模上,兩者之間墊入適當(dāng)高度的等高墊鐵,用平行夾頭夾緊。以卸料板上的螺孔定位,在上墊板上鉆出錐窩。
(2)將已裝入卸料板的凸凹模插入凹??字?,在凹模和卸料板之間放等高墊鐵,并將墊板置于固定板上,再裝上上模座。用平行夾頭夾緊上模座和卸料板,以卸料板上的孔定位,在上模座上鉆錐窩。然后拆開以錐窩定位鉆孔后,用螺釘將上模座、墊板、卸料板連接并稍加緊固。
(3)調(diào)整凸、凹模的間隙
將已裝好的上模部分套裝在導(dǎo)柱上,調(diào)整位置使凸凹模插入凹??字?,根據(jù)配合間隙采用前述調(diào)整配合間隙的適當(dāng)方法,對凸、凹莫間隙調(diào)整均勻。并以紙片作材料進(jìn)行試沖。如果紙樣輪廓整齊、無毛刺或周邊毛刺均勻,說明配合間隙均勻。如果只有局部有毛刺,說明配合間隙不均勻,需重新調(diào)整均勻?yàn)橹埂?
(4)配合間隙調(diào)整好,將凸凹模卸料板螺釘緊固。鉆鉸定位銷孔,賓桿狀定位銷定位[10]。
(5)在橡膠圈的作用下卸料板處于最低位置時(shí),凸凹模下端應(yīng)比卸料板下沿短0.5,并上下靈活運(yùn)動。
10.3 沖裁模具的試沖
模具裝配以后,必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖。通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)和制造的不足,并找出原因以利改正。并能夠?qū)δ>哌M(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理,直到模具正常工作沖出合格之間為止。
沖裁模具經(jīng)試沖合格后,應(yīng)在模具模座正面打刻編號、沖模圖號、制件號、使用壓力機(jī)型號、制造日期等。并涂油防銹后經(jīng)檢驗(yàn)合格入庫。
結(jié) 論
本課程設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)課程后進(jìn)行的,它是對我們?nèi)陙硭鶎W(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我再復(fù)習(xí)老知識的同時(shí)學(xué)到了許多新知識,對一些原來一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識。特別是原來所學(xué)的一些專業(yè)基礎(chǔ)課:如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解,使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過程中要考慮的問題,如怎樣使制造的模具既能滿足使用要求又不浪費(fèi)材料,保證工件的經(jīng)濟(jì)性,加工工藝的合理性。
在設(shè)計(jì)的過程中通過沖壓手冊、模具制造簡明手冊、模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊等隊(duì)要設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行查詢,我了解了通過更多的途徑去了解我要做的設(shè)計(jì),使設(shè)計(jì)更具合理性。也使我學(xué)會了設(shè)計(jì)過程中對資料的查詢和運(yùn)用。
通過對落料拉深模的設(shè)計(jì),使我對拉深模有了深刻的認(rèn)識,特別是這種帶有落料拉深復(fù)合模具的設(shè)計(jì)。在模具的設(shè)計(jì)過程中也遇到了一些難以處理的問題,雖然設(shè)計(jì)中對它們做出了解決 ,但還是感覺這些方案中還是不能盡如人意,如壓力計(jì)算時(shí)的公式的選用、凸凹模間隙的計(jì)算、卸件機(jī)構(gòu)選用等。
一個(gè)多月斷斷續(xù)續(xù)的設(shè)計(jì)與研究,修改再修改,終于可以暫時(shí)畫上個(gè)句號,但由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對一些零部件的設(shè)計(jì)以及相關(guān)尺寸的計(jì)算,壓力計(jì)的選用等方面還存在很多疑惑,難免有疏漏之處,懇請老師給予指正。
致 謝
本次設(shè)計(jì)是一次學(xué)期總結(jié),也是對所學(xué)專業(yè)的總結(jié)。收筆之余,首先感謝專業(yè)老師的指導(dǎo),特別是畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師原老師,在她的指點(diǎn)和教誨下,我順利完成了設(shè)計(jì)。
隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束,大學(xué)三年學(xué)習(xí)也將畫上句號,此時(shí)此刻心情復(fù)雜。三年來作為學(xué)生,當(dāng)然最重要的任務(wù)就是學(xué)習(xí),尤其要重視專業(yè)課的學(xué)習(xí),沒有過硬的知識在將來人才的競爭中就要成為弱者。通過這三年的學(xué)習(xí),我已經(jīng)徹底的適應(yīng)了大學(xué)這種“師傅領(lǐng)進(jìn)門,修行在個(gè)人”的教學(xué)方式。我覺得這種方式非常好,讓我們在得到老師正確指導(dǎo)的同時(shí),還可以自己安排時(shí)間進(jìn)行自學(xué),讓我們懂得應(yīng)該抓緊時(shí)間充實(shí)自己,盡量多學(xué)一些東西。給了我們充分的學(xué)習(xí)自由,在也不會機(jī)械的“填鴨”了,讓我們多了許多可以充實(shí)自己的時(shí)間。我認(rèn)為學(xué)問未必全在書本上,很多知識都需要自己的探索,在探索中掌握,所以我認(rèn)為別管做什么都要靠自己獨(dú)立完成,這樣才能好的鍛煉自己。
就本次設(shè)計(jì),基本上是自己獨(dú)立完成,在圖書館的來回奔波中,使我體會到時(shí)間的緊迫。通過自己的努力,畢業(yè)設(shè)計(jì)也圓滿結(jié)束,不管結(jié)果如何,拿著自己的勞動成果,心中有一種成就感,我知道這當(dāng)然離不開老師們的諄諄教導(dǎo)。這次設(shè)計(jì)不但是對所學(xué)知識的鞏固和演練,也為以后的事業(yè)打下一定基礎(chǔ),受益匪淺!
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