1833_中頁板零件沖壓工藝及模具設(shè)計

1833_中頁板零件沖壓工藝及模具設(shè)計,中頁板,零件,沖壓,工藝,模具設(shè)計 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文1目 錄1 引 言 ...........................................................21.1概 述 ..........................................................21.2模具的發(fā)展趨勢分： ...............................................41.3我國沖壓技術(shù)現(xiàn)狀 .................................................52中頁板沖零件沖壓工藝于模具設(shè)計 ................................82.1中頁板零件沖壓工藝分析 ...........................................82.1.1零件分析 .......................................................82.1.2材料分析 .......................................................82.2確定工藝方案 .....................................................92.2.1沖壓工藝的初步選擇 .............................................92.2.3壓力機(jī)的初步選定 ..............................................112.3沖壓模具設(shè)計 ....................................................162.3.1模具結(jié)構(gòu)形式的確定 ............................................162.3.2沖裁模具的簡單介紹 ............................................162.3.2卷圓模具的具體設(shè)計 ............................................172.3.3模具零件設(shè)計及材料的選用 ......................................18（1）滑塊的設(shè)計 ....................................................18（2）斜鍥 ..........................................................19（3）下模塊 ........................................................20（4）上?？?........................................................21（5）壓料塊 ........................................................22（6）模座 ..........................................................23（7）模柄的選用 ....................................................24（8）導(dǎo)柱，導(dǎo)套的選用 ..............................................262.3.4模具的基本校核 ................................................28（1）計算模具壓力中心，確定壓力中心的位置 ..........................28（2）壓力機(jī)校核 ....................................................283 結(jié) 論 .............................................................294 參考文獻(xiàn) ..........................................................305 致 謝 .............................................................31南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文21 引 言1.1概 述所謂模具，就是在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力機(jī)和裝在壓力機(jī)上的專用工具，通過壓力把金屬或非金屬材料制出所需形狀的零件或制品的專用工具的統(tǒng)稱。近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在 30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到 70%-80%相比，仍有很大差距。由于歷史原因形成的封閉式、 “大而全”的企業(yè)特征，我國大部分企業(yè)均設(shè)有模具車間，處于本廠的配套地位，自 70年代末才有了模具工業(yè)化和生產(chǎn)專業(yè)化這個概念。模具工業(yè)主要生產(chǎn)能力分散在各部門主要產(chǎn)品廠內(nèi)的工模具車間，所生產(chǎn)的模具基本自產(chǎn)自用。據(jù)粗略估計，產(chǎn)品廠的模具生產(chǎn)能力占全國模具生產(chǎn)能力的75％，他們的裝備水平較好，技術(shù)力量較強(qiáng)，生產(chǎn)潛力較大，但主要為本廠產(chǎn)品服務(wù)，與市場聯(lián)系較少，經(jīng)營機(jī)制不靈活，不能發(fā)揮人力物力的潛力。模具專業(yè)廠全國只有二百家左右，商品模具只占總數(shù)的 20％左右，模具標(biāo)準(zhǔn)件的商品率也不到20％。由于受舊管理體制的影響較深，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和組織協(xié)調(diào)，存在著“中而全” ，“小而全”的結(jié)構(gòu)缺陷，生產(chǎn)效率不高，經(jīng)濟(jì)效益較差。 模具行業(yè)的生產(chǎn)小而散亂，跨行業(yè)、投資密集，專業(yè)化、商品化和技術(shù)管理水平都比較低?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求各行各業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代快，對模具的需求量加大。一般模具國內(nèi)可以自行制造，但很多大型復(fù)雜、精密和長壽命的多工位級進(jìn)模大型精密塑料模復(fù)雜壓鑄模和汽車覆蓋件模等仍需依靠進(jìn)口，近年來模具進(jìn)口量已超過國內(nèi)生產(chǎn)的商品模具的總銷售量。為了推進(jìn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)，適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進(jìn)一步技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整和加速國產(chǎn)化的繁重任務(wù)。我國沖壓模大多為簡單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級進(jìn)模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足 100萬次，模具最高壽命達(dá)到 1億次以上，精度達(dá)到 3～5um，有 50個以上的級進(jìn)工位，與國際上最高模具壽命 6億次，平均模具壽命 5000萬次相比，處于 80年代中期國際先進(jìn)水平。 在采用 CAD/CAM/CAE/CAPP等技術(shù)設(shè)計與制造模具方面，無論是應(yīng)用的廣泛性，南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3還是技術(shù)水平上都存在很大的差距。在應(yīng)用 CAD技術(shù)設(shè)計模具方面，僅有約 10%的模具在設(shè)計中采用了 CAD，距拋開繪圖板還有漫長的一段路要走；在應(yīng)用 CAE進(jìn)行模具方案設(shè)計和分析計算方面，也才剛剛起步，大多還處于試用和動畫游戲階段；在應(yīng)用 CAM技術(shù)制造模具方面，一是缺乏先進(jìn)適用的制造裝備，二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備（包括近 10多年來引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備）或因計算機(jī)制式（IBM 微機(jī)及其兼容機(jī)、HP工作站等）不同，或因字節(jié)差異、運(yùn)算速度差異、抗電磁干擾能力差異等，聯(lián)網(wǎng)率較低，只有 5%左右的模具制造設(shè)備近年來才開展這項工作；在應(yīng)用 CAPP技術(shù)進(jìn)行工藝規(guī)劃方面，基本上處于空白狀態(tài)，需要進(jìn)行大量的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)工作；在模具共性工藝技術(shù)，如模具快速成型技術(shù)、拋光技術(shù)、電鑄成型技術(shù)、表面處理技術(shù)等方面的 CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用在我國才剛起步。計算機(jī)輔助技術(shù)的軟件開發(fā)，尚處于較低水平，需要知識和經(jīng)驗(yàn)的積累。我國大部分模具廠、車間的模具加工設(shè)備陳舊，在役期長、精度差、效率低，至今仍在使用普通的鍛、車、銑、刨、鉆、磨設(shè)備加工模具，熱處理加工仍在使用鹽浴、箱式爐，操作憑工人的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備簡陋，能耗高。設(shè)備更新速度緩慢，技術(shù)改造，技術(shù)進(jìn)步力度不大。雖然近年來也引進(jìn)了不少先進(jìn)的模具加工設(shè)備，但過于分散，或不配套，利用率一般僅有 25%左右，設(shè)備的一些先進(jìn)功能也未能得到充分發(fā)揮。 缺乏技術(shù)素質(zhì)較高的模具設(shè)計、制造工藝技術(shù)人員和技術(shù)工人，尤其缺乏知識面寬、知識結(jié)構(gòu)層次高的復(fù)合型人才。中國模具行業(yè)中的技術(shù)人員，只占從業(yè)人員的 8%~12%左右，且技術(shù)人員和技術(shù)工人的總體技術(shù)水平也較低。1980 年以前從業(yè)的技術(shù)人員和技術(shù)工人知識老化，知識結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)現(xiàn)在的需要；而 80年代以后從業(yè)的人員，專業(yè)知識、經(jīng)驗(yàn)匱乏，動手能力差，不安心，不愿學(xué)技術(shù)。近年來人才外流不僅造成人才數(shù)量與素質(zhì)水平下降，而且人才結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了新的斷層，青黃不接，使得模具設(shè)計、制造的技術(shù)水平難以提高。模具適宜于中小型企業(yè)組織生產(chǎn)，而我國技術(shù)改造投資向大中型企業(yè)傾斜時，中小型模具企業(yè)的投資得不到保證。包括產(chǎn)品廠的模具車間、分廠在內(nèi)，技術(shù)改造后不能很快收回其投資，甚至負(fù)債累累，影響發(fā)展。 雖然大多數(shù)產(chǎn)品廠的模具車間、分廠技術(shù)力量強(qiáng)，設(shè)備條件較好，生產(chǎn)的模具水平也較高，但設(shè)備利用率低。 我國模具價格長期以來同其價值不協(xié)調(diào)，造成模具行業(yè)“自身經(jīng)濟(jì)效益小，社會效益大”的現(xiàn)象。 “干模具的不如干模具標(biāo)準(zhǔn)件的，干標(biāo)準(zhǔn)件的不如干模具帶件生產(chǎn)的。干帶件生產(chǎn)的不如用模具加工產(chǎn)品的”之類不正?，F(xiàn)象存在，極大地挫傷了南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文4模具企業(yè)（包括模具車間和分廠）職工的積極性。這也是模具行業(yè)留不住人才，青年技術(shù)人員和青年工人不愿學(xué)技術(shù)的原因之一。1.2模具的發(fā)展趨勢分：（一） 、模具 CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 1. 模具軟件功能集成化2.模具設(shè)計、分析及制造的三維化3.模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化趨勢（二） 、模具檢測、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 1.模具檢測設(shè)備的日益精密、高效2.數(shù)控電火花加工機(jī)床3.高速銑削機(jī)床(HSM)（三） 、快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)1.快速原型制造技術(shù)(RPM)。它包括激光立體光刻技術(shù)(SLA) ；疊層輪廓制造技術(shù)(LOM) ；激光粉末選區(qū)燒結(jié)成形技術(shù)(SLS) ；熔融沉積成形技術(shù) (FDM) 和三維印刷成形技術(shù)(3D-P)等。 2.表面成形制模技術(shù)。它是指利用噴涂、電鑄和化學(xué)腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及精細(xì)花紋的一種工藝技術(shù)。 3.澆鑄成形制模技術(shù)。主要有鉍錫合金制模技術(shù)、鋅基合金制模技術(shù)、樹脂復(fù)合成形模具技術(shù)及硅橡膠制模技術(shù)等。 4.冷擠壓及超塑成形制模技術(shù)。 5.無模多點(diǎn)成形技術(shù)。 6.KEVRON鋼帶沖裁落料制模技術(shù)。 7.模具毛坯快速制造技術(shù)。主要有干砂實(shí)型鑄造、負(fù)壓實(shí)型鑄造、樹脂砂實(shí)型鑄造及失蠟精鑄等技術(shù)。 8.其他方面技術(shù)。如采用氮?dú)鈴椈蓧哼?、卸料、快速換模技術(shù)、沖壓單元組合技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)及實(shí)型鑄造沖模刃口鑲塊技術(shù)等。 模具工業(yè)要上水平，材料應(yīng)用是關(guān)鍵。因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模具的 45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具鋼有CrWMn、Cr12、Cr12MoV 和 W6Mo5Cr4V2，火焰淬火鋼(如日本的AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等；常用新型熱作模具鋼有美國 H13、瑞典南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文5QRO80M、QRO90SUPREME 等；常用塑料模具用鋼有預(yù)硬鋼(如美國 P20)、時效硬化型鋼(如美國 P21、日本 NAK55等)、熱處理硬化型鋼(如美國 D2，日本PD613、PD555、瑞典一勝白 136等)、粉末模具鋼(如日本 KAD18和 KAS440)等；覆蓋件拉延模常用 HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V 鑄鐵等，大型模架用 HT250。多工位精密沖模常采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金 YG20等。在模具表面處理方面，其主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲(如 TD法)發(fā)展；由一般擴(kuò)散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C 等，同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強(qiáng)化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍(刷鍍)防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視。進(jìn)入 21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，我國裝備制造業(yè)在加入 WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。1.3我國沖壓技術(shù)現(xiàn)狀一．技術(shù)落后、經(jīng)濟(jì)效益低。主要原因：①沖壓基礎(chǔ)理論與成形工藝落后；②模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低；③模具設(shè)計方法和手段、模具制造工藝及設(shè)備落后；④模具專業(yè)化水平低。所以，結(jié)果導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。2.沖壓技術(shù)發(fā)展方向產(chǎn)品市場變化：多品種、少批量，更新?lián)Q代速度快技術(shù)發(fā)展：計算機(jī)技術(shù)、制造新技術(shù)1) 沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)正由手工設(shè)計、依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向以計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD） 、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機(jī)輔助設(shè)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文6計與制造（CAD/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。2) 滿足產(chǎn)品開發(fā)在 T(Time)、Q(Quality)、 C(Cost)、S(Service)、E(Environment)的要求(1)沖壓成形理論及沖壓工藝加強(qiáng)理論研究，開展 CAE技術(shù)應(yīng)用。開發(fā)和應(yīng)用沖壓新工藝。(2)模具先進(jìn)制造工藝及設(shè)備1) 數(shù)控化、高速化、復(fù)合化加工技術(shù)2) 先進(jìn)特種加工技術(shù)3) 精密磨削、微細(xì)加工技術(shù)4) 先進(jìn)工藝裝備技術(shù)5) 數(shù)控測量6) 效率和質(zhì)量是制造業(yè)的永恒主題(3)模具新材料及熱、表處理提高使用性能,改善加工性能 ，提高壽命。(4)模具 CAD/CAM技術(shù)二、三維相結(jié)合的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)與數(shù)字化制造技術(shù)。模具行業(yè)是最早應(yīng)用 CAD/CAM技術(shù)的行業(yè)之一。(5)快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)加快模具的制造速度，降低模具生產(chǎn)成本。適應(yīng)小批 量試制(6)先進(jìn)生產(chǎn)管理模式并行工程思想、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化生產(chǎn)模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是高技術(shù)行業(yè)。模具設(shè)計與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一。模具在日本被譽(yù)為“進(jìn)入富裕社會的原動力” 、在德國被稱為“金屬加工業(yè)中的帝王” 。模具設(shè)計與制造專業(yè)人才是制造業(yè)緊缺人才。我國模具工業(yè)發(fā)展十分迅速，1996~2002 年間，模具產(chǎn)值年平均增速在 14%左右。由上可見，模具技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要代表，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文7一個重要組成部分，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。 尺寸精度 零件圖上形狀尺寸均屬于 IT14級精度，沖壓加工可以實(shí)現(xiàn)?？仔木嗟墓顬椤?.15，屬于 IT11級精度，可以通過模具結(jié)構(gòu)的正確設(shè)計來實(shí)現(xiàn)。Φ孔公差為 0.1屬于 IT12級精度，因此，零件的精度要求能夠滿足在沖裁加工中0.14?的到保證。工藝方案和理的沖裁工藝方案應(yīng)當(dāng)滿足生產(chǎn)批量，制造精度要求，模具壽命要求，操作方便且安裝方便等要求。該零件包括落料，沖孔兩個基本工序，采用復(fù)合沖裁方法最為理想，由工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，符號要求。所謂復(fù)合模生產(chǎn)，是同一副模具完成兩道不同的工序，大大減少了模具規(guī)模，降低了模具成本，提高生產(chǎn)效率，也能提高壓力機(jī)等設(shè)備的使用效率；操作簡單，方便，適合大批量生產(chǎn)；能可靠保證孔心距尺寸精度。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文82中頁板沖零件沖壓工藝于模具設(shè)計2.1中頁板零件沖壓工藝分析2.1.1零件分析圖 1 所示是某汽車上中頁板零件，在通風(fēng)蓋板上起鉸鏈作用材料為 08 鋼 ，料厚 l mm,是一典型的鉸鏈卷圓成形零件。該零件卷圓尼寸為 4.5mm，長 39.5mm， 所有尺寸均無公差要求，故其公差按 IT14級處理。零件材料屬于軟剛，沖壓性能較好，適合沖裁、彎曲等，工件結(jié)構(gòu)較簡單，普通的沖裁.彎曲完全能夠滿足要求。圖 1 中頁板2.1.2材料分析材料名稱：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號：08標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 699-1988●特性及適用范圍：為極軟的碳素鋼，強(qiáng)度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時效敏感性，淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強(qiáng)度低的深沖壓或深拉延的覆蓋零件和焊接構(gòu)件。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文9●化學(xué)成份：碳 C ：0.05～0.12 硅 Si：0.17～0.37 錳 Mn：0.35～0.65硫 S ：≤0.035 磷 P ：≤0.035 鉻 Cr：≤0.10鎳 Ni：≤0.25 銅 Cu：≤0.25●力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)：275～410 屈服強(qiáng)度 σs (MPa)：196抗剪強(qiáng)度：216～304Mpa伸長率 δ5 (％)：≥33 斷面收縮率 ψ (％)：≥60硬度 ：未熱處理,≤131HB2.2確定工藝方案2.2.1沖壓工藝的初步選擇鉸鏈卷圓成形工藝分析對于此類鉸鏈卷圓成形零件，其卷圓成形工藝主要有 以下幾種： ( 1 )按卷圓過程中是否采用芯棒可分為有芯棒卷圓和無芯棒卷圓兩種。有芯棒卷圓適用于 r／t≥4 或?qū)韴A有較嚴(yán)格要求的場合，其卷圓質(zhì)量好，但操作麻煩。 ( 2 )按卷圓過程中卷圓凹模動作的方向不同可分為豎推卷圓成形和橫推卷圓成形，如圖 2所示。豎推卷圓成形模具結(jié)構(gòu)簡單，但零件直邊部分易變型，影響零件質(zhì)量。另外直邊部分的長度將直接影響模具的閉合高度和定位可靠性。而橫推卷圓成形一般需由斜楔、滑塊機(jī)構(gòu)將沖床滑塊的豎直運(yùn)動轉(zhuǎn)化為模具滑塊的橫向運(yùn)動，完成橫推卷圓成形。其模具結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜，但零件定位穩(wěn)定可靠，壓料方便，故零件的質(zhì)量較好。( 3 ) 鉸鏈卷圓成形工藝中， 由于卷圓過程中頭部較難成形，故一般均安排有一道預(yù)彎工序。按預(yù)彎成形的結(jié)構(gòu)不同可分為一處預(yù)彎和兩處預(yù)彎( 圖 3所示) 加卷圓成形。圖 3a為一處預(yù)彎成形，其卷圓動作可采用橫推或豎推卷圓成形，而圖 3 b 是兩處預(yù)彎成形，其卷圓動作一般以豎推為宜南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文10該零件成形的典型工藝為：落料一預(yù)彎一卷圓。零件形狀簡單，沒有懸臂，沒有轉(zhuǎn)角，不需要沖孔。零件第一道工序在剪床下料中完成，由于零件的尺寸較小，下料時操作尤其不便，而且還影響卷圓的質(zhì)量。經(jīng)考慮決定，工藝方案改為：下條料—沖裁預(yù)彎—卷圓成型。2.2.2各道工序工藝尺寸的確定下料分析因?yàn)槁淞系南碌氖菞l料，所以這理不做詳細(xì)的尺寸分析。對于條料寬度尺寸要求是寬為 39.5mm。沖裁預(yù)彎分析材料預(yù)彎前的零件的毛坯尺寸 ????340~5212.05137.2~.801808Llrx m??????????????上式中的 x可查《模具設(shè)計手冊》可得 0.5，可知零件展開的長度范圍為37.32mm～37.80mm，當(dāng)超過或小于這個范圍將會影響零件卷圓的質(zhì)量。零件預(yù)彎后的形狀如圖所示，圖中的 L為滑塊推進(jìn)的長度 3 x (π×5.5)／4=12.95mm。選取板料尺寸規(guī)格為 1500×1000×1（mm），經(jīng)理論優(yōu)化得出當(dāng) L截取的長度南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11為 37.5mm時，一塊板料可以做出零件為 1000個。板料的利用率為 160.31864.5jPN???2.2.3壓力機(jī)的初步選定下料不做分析校正彎曲時的彎曲力計算查書《沖壓模具設(shè)計手冊》得 q=40～60 MPa 取 q=60 MPaA≤2.75×39.5=108.63（彎曲件被校正部分的投影面積）F6018.3657.qAN???校沖裁壓力計算P=KLt.94=10.?其中 P——沖裁壓力（N）L——沖裁周邊長度（mm）t——材料厚度（mm） Mpa?材 料 抗 剪 強(qiáng) 度 （ ）K——一般取 1.3因此選用的壓力機(jī)為 J23-16卷圓成型壓力機(jī)的選定根據(jù)墓《模具設(shè)計手冊》彎曲力的計算為 220.6Bt0.6139.5410P=386.- NmMpaK-.3br????????b其 中 材 料 在 沖 壓 行 程 結(jié) 束 時 的 自 由 彎 曲 力 （ ） 彎 曲 件 的 寬 度 （ ）t彎 曲 件 的 料 厚 （ ） 材 料 的 抗 拉 強(qiáng) 度 （ ）r彎 曲 件 的 內(nèi) 彎 曲 半 徑 （ ） 安 全 系 數(shù) 一 般 取 1校正彎曲力查書《沖壓模具設(shè)計手冊》得 q=40～60 MPa 取 q=60 MPa南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文124.5396015-NFmqjP???j 2其 中 校 正 彎 曲 力 （ ）工 件 校 正 部 分 的 投 影 面 積 （ ） 單 位 校 正 力 （ ） ， 查 表 可 得 。壓料力 ????0.380.386.1.04319.QPN????:::彎曲時壓力機(jī)的選定 +=6.19.4=.25jN?總總所以壓力機(jī)選為 J23-162.2.4編寫沖壓工藝卡南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文13沖壓工藝過程卡 1產(chǎn)品型號 零（部）件名稱 中頁板 共 3 頁南昌航空大學(xué)科技學(xué)院沖壓工藝過程卡 產(chǎn)品名稱 中頁板 零（部）件型號 第 1 頁08 鋼 1500×1000×1 1500×39.5×1 25毛坯重量輔助材料工序號 工序名 稱 工 序 內(nèi) 容 加 工 簡 圖工序號工序名稱 工 序 內(nèi) 容 加 工 簡 圖設(shè) 備工藝裝備備注1 下料剪床上裁條料1500×39.5剪床編制(日期)審核(日期)會簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更該文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更該文件號 簽字 日期南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文14沖壓工藝過程卡 2產(chǎn)品型號 零（部）件名稱 中頁板 共 3 頁南昌航空大學(xué)科技學(xué)院沖壓工藝過程卡 產(chǎn)品名稱 中頁板 零（部）件型號 第 2 頁材料牌號及規(guī)格 材料技術(shù) 要求 毛 坯 尺 寸每個毛坯可制件數(shù)毛坯重量 輔助材料08 鋼 1500×39.5×1 37.4×39.5×1 40工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 加 工 簡 圖 設(shè) 備 工藝裝備 備注1 沖裁預(yù)彎沖裁出零件毛坯件并在卷圓前預(yù)彎一段圓弧J23-16壓力機(jī)沖裁預(yù)彎模具編制(日期)審核(日期)會簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更該文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更該文件號簽字日期南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文15沖壓工藝過程卡 3產(chǎn)品型號 零（部）件名稱 中頁板 共 3 頁南昌航空大學(xué)科技學(xué)院沖壓工藝過程卡 產(chǎn)品名稱 中頁板 零（部）件型號 第 3 頁材料牌號及規(guī)格 材料技術(shù) 要求 毛 坯 尺 寸 每個毛坯可制件 數(shù) 毛坯重量輔助材料08 鋼 37.4×39.5×1（已預(yù)彎） 37.4×39.5×1 1工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 加 工 簡 圖 設(shè) 備 工藝裝備1 卷圓成型把預(yù)彎了的毛坯件進(jìn)行卷圓成型，并符合零件要求J23-16壓力機(jī)鉸鏈卷圓模2 檢驗(yàn) 按產(chǎn)品零件 圖檢驗(yàn)編制(日期)審核(日期)會簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更該文件號簽字日期 標(biāo)記處數(shù)更該文件號簽字日期南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文162.3沖壓模具設(shè)計2.3.1模具結(jié)構(gòu)形式的確定該零件的成型沖壓過程為鉸鏈卷圓。該沖壓過程和分為三部分分別是：下料——預(yù)彎——卷圓成型。由于該零件的尺寸較小固把工藝改為：下條料——預(yù)彎沖裁——卷圓成型。沖壓工藝成型過程及使用到的設(shè)備如沖壓工藝卡上所示，其中剪床介紹略去。2.3.2沖裁模具的簡單介紹沖裁預(yù)彎工序的模具結(jié)構(gòu)如圖 5所示，由于該模具有沖裁工序， 故采用了滑動導(dǎo)向模架 ( 導(dǎo)向裝置圖中未畫出) 。 此模具結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)注意圓弧預(yù)彎凹模的圓弧段必須低于切斷凹模 1O的切斷刃口，保證切斷與預(yù)彎兩工步的獨(dú)立進(jìn)行。頂料塊 1 1 設(shè)計時，其未切斷狀態(tài)時上平面略高于切斷凹模刃口 0.5mm，即先壓料再切斷。而凸模下行到預(yù)彎成形， 頂料塊下平面應(yīng)與下模板 2剛性接觸，且上平面與成形凹模 3平齊 ，以免在坯料上留下明顯壓痕。切斷凹模為直刃口、斜楔式壓緊的鑲拼結(jié)構(gòu)，切斷凹模 1 0 是斷面為矩形的柱體，加工、刃磨方便。壓緊楔塊 9上開有略大于料寬的導(dǎo)向槽，便于送料時條料導(dǎo)向。該模具的工作過程為：首先將條料推至成形凹模的預(yù)彎豎邊定位后，沖床滑塊帶動上模下行，凸模 4 先與頂料塊一起壓住條料。然后繼續(xù)下行切斷條料，進(jìn)一步下行預(yù)彎成 形， 完成沖壓動作。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文172.3.2卷圓模具的具體設(shè)計本模具為卷圓工序模，模架為后側(cè)導(dǎo)柱模架。關(guān)于豎、橫推的選擇，考慮到零件直邊部分在后道點(diǎn)焊工序中希望平整， 決定采用橫推卷圓成形的方法。卷圓成形模設(shè)計卷圓成形是該零件成形的關(guān)鍵，其模具裝配結(jié)構(gòu) ( 如圖 6 所示)采斜楔、滑塊橫推成形。此成型方式可以保證零件在卷圓過程中，直邊部分的平整。零件推進(jìn)卷圓行程為 12.95 mm，滑塊 17較長必須大于 12.95 mm，壓料塊 4的壓縮距離應(yīng)與其對應(yīng)，因此斜楔較長，呈懸臂粱的形式，為此設(shè)置了靠背擋塊 13，抵消了斜楔受到的彎矩，改善了斜楔的受力條件?；瑝K 17安放在下模塊矩形導(dǎo)槽中，導(dǎo)槽內(nèi)側(cè)起導(dǎo)向作用，復(fù)位彈簧 11安裝在下模塊中，為使得預(yù)壓縮量可調(diào)，彈簧更換方便，結(jié)構(gòu)緊湊可靠，固設(shè)置了調(diào)整螺釘 10。在下模板 9中滑塊移動部位，鑲有一塊淬硬的耐磨板 12 。零件定位平面低于下模塊 18上平面約 3mm，并采用外框式定位，卷圓成形后用鑷子插入圓孔中即可取出零件。限位圈 8的設(shè)置能方便模具閉合高度的調(diào)整,同時對滑塊及下模塊起保護(hù)作用，使得他們不會碰撞到一塊。該模具外觀整齊，使用安全可靠。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文18圖 6卷圓模具裝配圖2.3.3模具零件設(shè)計及材料的選用（1）滑塊的設(shè)計零件生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)因此在滑塊材料選擇 T8A或 T10A,熱處理為淬火處理，硬度為 60～62HRC。因?yàn)橹许摪辶慵挾葹?39.5mm，滑塊寬度必須比 39.5長。滑塊的高比長的比例必須在 0.67～0.5 之間。所以滑塊的基本尺寸為 77×60×50mm，其中放置復(fù)位彈簧孔尺寸為 20×54。與斜鍥接觸部分為 30×45°?；瑝K零件基本形?狀如圖 7所示，加工工藝過程如表 2-1所示。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文19圖 7滑塊表 2-1 滑塊加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備1 備料 將毛坯鍛成 80mmX65mmX50mm2 熱處理 退火3 銑 銑六面,厚度留單邊磨量 0.2~0.3mm，及 30×45°斜面 銑床4 平磨 磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直 平面磨床5 鉗工 劃刃口輪廓尺寸及孔位置尺寸6 鉗工 鉆 φ20 鉆床7 線切割 按圖切割圓弧外形,留 0.005~0.01單邊研量 線切割機(jī) 床8 熱處理 淬火,回火,保證 HRC60~649 鉗工 磨各配合面達(dá)要求10 檢驗(yàn)（2）斜鍥斜鍥材料選擇 T8A或 T10A,熱處理為淬火處理，硬度為 60～62HRC。如圖 8所示。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文20圖 8斜鍥表 2-2 斜鍥加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備1 備料 將毛坯鍛成 100mmX40mmX80mm2 熱處理 退火3 銑 銑六面,厚度留單邊磨量 0.2~0.3mm，及 45°斜面 銑床4 平磨 磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直 平面磨床5 鉗工 劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線6 鉗工 鉆鉸 2Xφ8 ,鉆沉孔及 M10螺紋孔015.? 鉆床7 平磨 磨厚度及基面見光 平面磨床8 鉗工 研光各型孔達(dá)要求9 檢驗(yàn)斜楔較長，呈懸臂粱的形式，固鍥塊的定位用兩個銷釘定位，布置如圖 8所示，加工工藝過程如表 2-2所示。（3）下模塊零件生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)因此下模塊材料選擇 T8A或 T10A,熱處理為淬火處理，硬度為 60～62HRC。因?yàn)橹许摪辶慵挾葹?39.5mm，下模塊寬度必須比 39.5長。所南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文21以下模塊的基本尺寸為 70×60×43mm，其中放置復(fù)位彈簧孔尺寸為 20，調(diào)整螺釘?選擇 M24。用內(nèi)六角螺釘固定在下模板中，下模塊零件基本形狀如圖 9所示，加工工藝過程如表 2-3所示圖 9下模塊表 2-3 下模塊加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備1 備料 將毛坯鍛成 72mmX60mmX45mm2 熱處理 退火3 銑 銑六面,厚度留單邊磨量 0.2~0.3mm， 銑床4 平磨 磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直 平面磨床5 鉗工 劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線6 線切割 按圖切割各型孔,保證雙面間隙 0.5mm 線切割機(jī) 床7 鉗工 鉆鉸 2Xφ8 ,鉆沉孔015.? 鉆床8 平磨 磨厚度及基面見光 平面磨床9 鉗工 研光各型孔達(dá)要求10 檢驗(yàn)（4）上模快上?？觳牧蠟?A3、A5，不需要熱處理，呈懸臂粱的形式如圖 10所示。用兩個銷釘定位，固定螺釘用 M10內(nèi)六角螺釘。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文22圖 10 上?？欤?）壓料塊壓料塊用上?？旃潭ǎ驶顒訝顟B(tài)可上下自由活動，壓料塊內(nèi)放置壓料彈簧?；拘螤罴俺叽缛鐖D 11所示，加工工藝過程如表 2-4所示。圖 11壓料塊表 2-4 壓料塊加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備1 備料 將毛坯鍛成 62mmX32mmX50mm2 熱處理 退火3 銑 按圖紙銑六面,厚度留單邊磨量 0.2~0.3mm， 銑床南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文234 平磨 磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直 平面磨床5 鉗工 劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線6 線切割 按圖切割各型孔圓弧輪廓,保證間隙 0.5mm 線切割機(jī) 床7 鉗工 鉆鉸 2Xφ8 ,鉆沉孔及 M10螺紋孔015.? 鉆床8 平磨 磨厚度及基面見光 平面磨床9 鉗工 研光各型孔達(dá)要求10 檢驗(yàn)（6）模座上、下模座的材料為 HT20-40、HT25-47、ZG35、ZG45 等，基本規(guī)格為：下模板:200×120×50 mm （如圖 12） 上模板 200×120×40 mm（如圖 13）其中下模座銑出一條 200×60×10mm的矩形槽，矩形槽的平行度為 0.05，粗糙度為 0.8。其對滑塊起導(dǎo)向作用，同時也對后擋塊及下模塊起定位作用。下模座加工工藝過程如表 2-5所示，下模座加工工藝過程如表 2-6所示。表 2-5 下模座加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備1 備料 取標(biāo)準(zhǔn)下模座2 熱處理 退火3 銑 銑 200mm×60mm×10mm矩形鍵槽，雙邊磨量0.2~0.3mm 銑床4 平磨 平磨上下平面達(dá)要求 平面磨床5 鉗工 劃螺孔,銷孔位置劃模柄孔輪廓線6 鉗工 鉆鉸 2Xφ8 ,2Xφ6 及 6×M10螺紋孔015.?015.? 鉆床7 鉗工 研光各型孔達(dá)要求8 檢驗(yàn)表 2-6 上模座加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備1 備料 取標(biāo)準(zhǔn)上模座2 熱處理 退火4 平磨 平磨上下平面達(dá)要求 平面磨床5 鉗工 劃螺孔,銷孔位置劃模柄孔輪廓線6 線切割 按圖切割各型孔,保證配合尺寸 線切割機(jī) 床南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文247 鉗工 鉆鉸 4Xφ8 ,鉆攻 6XM12,配鉆模柄防轉(zhuǎn)015.?孔鉆床8 鉗工 研光各型孔達(dá)要求9 檢驗(yàn)（7）模柄的選用（1）基本要求：①與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠； ②與上模正確而可靠連接。（2）類型：1）壓入式模柄 2）旋入式模柄3）凸緣模柄 4）槽型模柄和通用模柄5）浮動模柄 6）推入式活動模柄材料：Q235、Q275 鋼 中小型模具都是通過模柄固定在壓力機(jī)滑快上的。對于大型模具則可用螺釘、壓板直接將上模座固定在滑快上。查《沖壓手冊》選擇模柄，這里選用的是旋入式模柄，規(guī)格為40×100×40mm。其中模柄的直徑選用得根據(jù)你選用的壓力機(jī)的數(shù)據(jù)來確定，我這里選用的壓力機(jī)為 J23-16B，查《沖壓手冊》可以知道壓力模柄直徑，及壓力機(jī)的參數(shù)。模柄伸入長度確定是根據(jù)上模快的厚度來確定的，這里選用上?？旌穸葹?0mm，所以模柄的伸入長度為 40，南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文25圖 12下模座圖 13上模座南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文26圖 14旋入式模柄模柄具體的尺寸可查《沖壓手冊》模柄選用相關(guān)的表，具體如圖 14所示。（8）導(dǎo)柱，導(dǎo)套的選用導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與尺寸都可以直接由標(biāo)準(zhǔn)中選取。在選用時應(yīng)注意導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于 10~15 mm（考慮到模具修磨后其閉合高度將減?。?，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為 0.5~1 mm。導(dǎo)柱，導(dǎo)套， 規(guī)格為：導(dǎo)柱：B25h5×160 如圖 15導(dǎo)套：B38H6×95 如圖 16其選用的材料為 20、T10A，20 鋼滲炭淬硬。硬度導(dǎo)柱為 60～62HRC,導(dǎo)套硬度為57～60HRC南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文27圖 15導(dǎo)柱圖 16 導(dǎo)套南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文282.3.4模具的基本校核（1）計算模具壓力中心，確定壓力中心的位置本模具為卷圓模，壓力中心為卷圓部分的圓心。（2）壓力機(jī)校核模具各主要零件規(guī)格選定或確定下模板:200×120×50 mm 上模板 200×120×40 mm上模塊尺寸：100×100×30 mm 下模塊尺寸：70×60×43 mm滑塊尺寸：77×60×50 mm 導(dǎo)套：25×95×38 mm導(dǎo)柱：25×160 mm 旋入式模柄：40×100×40mm 模具的最大閉合高度為 205mm，最小閉合高度為 170mm壓力機(jī)的安裝尺寸校正壓力機(jī)初選為 J23-16,其最大閉合高度為 220mm，封閉高度可調(diào)節(jié)量為 45mm，墊板厚度為 40mm，滑塊行程為 70mm。由公式： maxmin510H???可知道 J23-16壓力機(jī)不符合設(shè)計要求。因此選用 J23-16B壓力機(jī)，其最大閉合高度為 220mm，封閉高度可調(diào)節(jié)量為 60mm，墊板厚度為 60mm。壓力機(jī)噸位校正一般情況下，設(shè)備的公稱壓力應(yīng)大于或等于成形工藝力和輔助工藝力總和的1.3倍。160.31864.5jPN???所以壓力機(jī) J23-16B符合噸位壓力要求。行程校正曲柄壓力機(jī)的行程大于模具的滑塊最大行程 19mm的 2倍。因此壓力機(jī)的行程沒問題。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文293 結(jié) 論設(shè)計是源頭，設(shè)計雖然只占模具成本的 10%左右，卻決定了整個模具成本的70%～80%。所以，在設(shè)計時詳盡地考慮了模具結(jié)構(gòu)，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。但是，又不能完全依賴于設(shè)計，在實(shí)際生產(chǎn)中要具體問題具體分析，根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行模具調(diào)整也是必需的。在生產(chǎn)中模具的維修、保養(yǎng)也是很重要的。在模具維修時，應(yīng)該多注意細(xì)節(jié)，找出根本原因，針對其維修。在拆裝模具時，要認(rèn)真仔細(xì)，以防損傷模具。定期的維護(hù)、保養(yǎng)也可以大大提高模具壽命。碰到的問題是卷圓模中滑塊上卷圓，圓弧按零件尺寸 R3.2 5mm加工后卷出的零件直徑偏小。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)是由于卷圓過程材料未能完全緊密貼合圓弧所至。修模的方案有兩種，一是修正預(yù)彎圓弧，保證其與卷圓圓弧一致，但此方案難度較大； 另一方案是修正卷圓圓弧，即實(shí)測試模后偏小的直徑，估計出修正放大的卷圓圓弧即可。修正的方法較多，筆者采用的是在工具磨床上將平形薄砂輪修出所需的圓弧半徑， 再磨削修出圓弧。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文304 參考文獻(xiàn)[1]、劉勝國，《我國沖壓模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展》，黃石理工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，黃石理工學(xué)院學(xué)報，2007 年 1期；[2]、朱偉成，《沖壓技術(shù)發(fā)展趨勢》，中國第一汽車集團(tuán)公司，汽車工藝與材料，2007年1期；[3]、《沖模設(shè)計手冊》編寫組.沖模設(shè)計手冊.北京：沖模設(shè)計手冊，1995[4]、陳為國. 鉸鏈卷圓成形工藝及模具設(shè)計.模具工業(yè)，1998.7 [5]、王新華，袁聯(lián)富編.沖模結(jié)構(gòu)圖冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [6]、羅益旋.沖壓新工藝新技術(shù)及模具設(shè)計實(shí)用手冊. 銀聲音像出版社，2004[7]、GB2851～2875《冷沖?！穱覙?biāo)準(zhǔn)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文315 致 謝時間飛逝，轉(zhuǎn)眼間我的畢業(yè)設(shè)計將要結(jié)束，仍清楚記得拿到畢業(yè)設(shè)計課題時，不知如何下手的尷尬場景。在此我要感謝指導(dǎo)老師陳為國在畢業(yè)設(shè)計選題以及研究方法上給予的悉心指導(dǎo)，老師的學(xué)識令我受益匪淺。還要感謝我的同學(xué)們，感謝他們給予我的大力支持與幫助。還要感謝學(xué)校對我四年大學(xué)的教導(dǎo)。最后再次感謝陳為國老師，以及在畢業(yè)設(shè)計過程中所以幫助過的同學(xué)們。