3576 彎曲件的沖壓成形工藝及模具設(shè)計
3576 彎曲件的沖壓成形工藝及模具設(shè)計,彎曲,曲折,沖壓,成形,工藝,模具設(shè)計
河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書11 緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比距離相當(dāng)大。1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具設(shè)計與制造水平有了較大提高，大型、精密、復(fù)雜高效和長壽命模具的需求量大幅度增加，模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具交貨期較前縮短，模具 CAD/CAM 技術(shù)也得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。在眾多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱?！叭Y”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書2第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.1.2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1 模具日趨大型化；2 在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)；3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；4 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；5 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；6 模具的精度將越來越高；7 模具研磨拋光將自動化、智能化；8 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書39 開發(fā)新的成形工藝和模具。1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為 600～650 億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具工藝設(shè)計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國才達(dá)到 45％。2 彎曲件工藝性分析及方案的確定2.1 彎曲件工藝性分析此工件為典型彎曲件。材料為 08 鋼，具有良好的彎曲性能適合彎曲成型加工。工件結(jié)構(gòu)簡單，除了裝配尺寸 ， 公差等級 IT14 級有嚴(yán)格要求外其余尺寸均74.05?052.?為自由公差，工件整體上看，尺寸精度較低，普通彎曲成型完全能滿足要求。2.2 彎曲工藝方案的確定河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書4該工件彎曲成型，可以一次彎曲成型，也可以二次彎曲成型如今有以下三種方案供選擇：方案一：采用一次彎曲成型，單工序生產(chǎn)。如下圖所示：圖 1方案二：采用兩次彎曲成型，先彎 U 型再彎成型件，采用兩套單工序模生產(chǎn)。具體如下圖所示：圖 a 為首次彎曲模具結(jié)構(gòu)圖；圖 b 為第二次彎曲模具結(jié)構(gòu)圖。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書5a)首次彎曲 b)二次彎曲圖 2方案三：采用在一套模具上成型，復(fù)合模生產(chǎn)。具體如下圖所示：圖 32.3 彎曲件工藝方案分析方案一、模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造成本低，但工件尺寸精度低，尤其是四個直角的精度難以得到保證。另外，在彎曲過程中，由于凸模肩部妨礙了坯料的轉(zhuǎn)動，加大了坯料通過凹模圓角的摩擦力，使彎曲件側(cè)壁容易擦傷和變薄，成型后彎曲件兩肩部河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書6與底面不平行。方案二、模具結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)成本較高，由于采用兩副模具進(jìn)行彎曲成形，從而可以避免了方案一中的缺陷，提高了彎曲件的質(zhì)量，但由于采用兩副模具進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較低，另外，凹模的強(qiáng)度不易保證。方案三、模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)制造成本與方案二差不多，但是工件尺寸精度，位置精度容易保證，生產(chǎn)效率也高。綜上所述，經(jīng)過對三種方案的比較分析可見，該工件的彎曲成型生產(chǎn)采用方案三比較合理。3 主要設(shè)計計算3.1 沖裁件主要設(shè)計計算3.1.1 排樣方式的確定及其計算河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書7設(shè)計模具時，首先要設(shè)計條料的排樣圖，該零件具有 T 形的特點，可采用直對排的排樣方法。參考《沖壓工藝與模具設(shè)計》表 2-8 確定其排樣方式。其排樣圖如圖所示： 1.21.51.2排 樣 圖查最小搭邊值表可知：最小工藝搭邊值 a(沿邊)=1.5mm a 1(工件間)=1.2mm。計算條料的寬度：B=62+2×1.5=65（mm）步距：S=62+1.2=63.2(mm)材料利用率的計算：根據(jù)一般市場的供應(yīng)情況，原材料選用 350mm×70mm×1mm 的 08 鋼板。計算沖壓件毛坯的面積：A=62×11+23×10=912(mm) 2一個步距的材料利用率：η= = ≈65﹪%10?BLnA106539?3.1.2 計算凸、凹模刃口尺寸 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》書中表 2.4 得間隙值 Zmin=0.100mm，Z max=0.140mm。由于外形形狀簡單，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計算如下：查《沖壓工藝與模具設(shè)計》書中表 2.5 得凸、凹模制作公差河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書8δ T =0.020mm δ A =0.030mm校核：Z max-Zmin =0.140-0.246=0.100mm而 δ T+δ A =0.050mm滿足 Z max-Zmin≥δ T+δ A的條件查《沖壓工藝與模具設(shè)計》書中表 2.6 得：IT14 級時磨損系數(shù) X=1,按式（2.5） d T= = mm?????mind02.56?dA= = mmiZ凸 3.09?3.1.3 沖壓力的計算落料力 F 落 = Ltτ b=（912×1×382）N=348.384KN落料時的卸料力 F 卸 =K 卸 F 落查《沖壓工藝與模具設(shè)計》書中表 2.7 取 K 卸 =0.03故 F 卸 =K 卸 F 落 =0.03×348.384=10.45KN總沖壓力為：F 總 =F 落 + F 卸 =（348.384+10.45）KN=358.834KN為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機(jī)噸位應(yīng)比計算的沖壓力大 30﹪左右，即F 總′ =1.3×F 總 =1.3×358.384=466KN3.1.4 壓力中心的計算用解析法求模具的壓力中心的坐標(biāo)，建立如下圖所示的坐標(biāo)系 XOY.由圖可知工件左右對稱，將工件 沖裁周邊的對稱部分分成 L1、L2、L3、L4、L5 基本線段，求出各段長度的重心位置：L1=11mm L2=19.5mm L3=10mmL4=11.5mm L5=31mm各段長度的重心坐標(biāo) L1 為（31,5.5）L2為（21.25，11）L3 為（14，16）L4 為（11.5，21） L5 為（15.5，0）將以上數(shù)據(jù)分別代入壓力中心坐標(biāo)公式 X=(L1 X1 +L2 X2+…+ Ln Xn )/ L1+ L2+…+ LnY=(L1 Y1 +L2 Y2+…+ Ln Yn )/ L1+ L2+…+ Ln將以上個數(shù)據(jù)帶入此公式得：X=0Y=(11×5.5+19.5×11+10×16+11.5×21) ×2/ (11+19.5+10+11.5+31) ×2XYL12345O河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書9=676.5/83=8.15mm3.2 彎曲件毛坯坯料尺寸的計算L= L??直 彎式中: L—彎曲件毛坯長度（mm） ；—彎曲件各直線段長度之和（mm） ；直—彎曲件各部分（圓弧部分）應(yīng)變中性層展開長度之和（mm） ；彎圖 43.3 彎曲應(yīng)力的計算該模具工件屬于自由彎曲成型，所以 U 形件彎曲力：= 自FtrKBb??27.0式中： — 自由彎曲在沖壓行程結(jié)束時的彎曲力(N)；自B — 彎曲件的寬度,B=35mm；河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書10t — 彎曲材料的厚度(mm)；r — 彎曲件的內(nèi)彎曲半徑(mm)； — 材料的抗拉強(qiáng)度(MPa)；b?K — 安全系數(shù),一般取 K=1.3；=F2138*5.70?＝4055.575 N3.4 壓料力的計算根據(jù)《沖壓模具設(shè)計與制造》公式(3.14),如果彎曲模設(shè)有頂出裝置或壓料裝置時,其頂出力 可以近似取自由彎曲力的 30%～80%即:yF=(0.3～0.8)y自F在此取: =0.6 自=0.6×4055.575=2433.345 N3.5 壓力機(jī)公稱壓力的確定根據(jù)《沖壓模具設(shè)計與制造》公式(3.15)即:(1.2 ～ 1.3)×( + )YJF?自Fy考慮到彎曲工件板料較厚,而且板寬也較大,壓力機(jī)公稱壓力應(yīng)取值偏大為宜。在此取: 1.3( + )YJ自 y=1.3×(4055.575 +2433.345)=8435.596N河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書11根據(jù)計算結(jié)果,查《模具實用技術(shù)手冊》表 2-3 初選壓力機(jī)為：J11—5。3.6 彎曲模工作部分尺寸的設(shè)計 由方案三可知,所設(shè)計的復(fù)合模整個工作原理可分為兩部分: U 型彎曲和在 U 型彎曲基礎(chǔ)上的成型彎曲。歸根到底,其設(shè)計為 U 型彎曲種類,所以其設(shè)計可按 U 型件設(shè)計方法設(shè)計。3.6.1 凸模圓角半徑的設(shè)計 tr因為 =0.5, 值較小,所以 取 =r=0.5 mmtrttrt3.6.2 凹模圓角半徑 Ar根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗可知: 當(dāng) t = 1 mm 時, =(2 ～ 3) tAr從保證制件精度要求考慮,特別是所設(shè)計的彎曲復(fù)合模 值不宜取大值。在此Ar?。?＝2 tAr＝2 ×1＝2 mm 3.6.3 凹模深度 0l河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書12L0圖 5凹模深度 過小,則坯料兩端受壓部分太多,工件回彈大,而且不平直,影響工件質(zhì)0l量。如果過大,則浪費模具鋼材,且需沖床有較大的工作行程。由前面計算可知彎曲件邊長 L= + +1直L2直 1彎=27+11+13=51 mm據(jù)邊長 L=51 mm 查《中國模具設(shè)計大典 3》表 19.3-18 得:= 20 mm 0l3.6.4 凹凸模間隙計算查《沖壓模具設(shè)計與制造》的 U 型件彎曲的凸凹模單邊間隙可按下式計算:河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書13C = +xt=t+ +xt maxt?式中: C—彎曲凹、凸模單邊間隙(mm)；t—工件材料厚度(基本尺寸)(mm)；—工件材料厚度的正偏差 (mm)；?X—間隙系數(shù),查《中國模具設(shè)計大典 3》表 19.3-19 得 X=0.1；所以: C = 1+0.006+0.1×1=1.006mm3.6.5 U 形彎曲凸凹模橫向尺寸的設(shè)計 LAZ/2LT圖 6由工件圖上可知:工件是內(nèi)形標(biāo)注的彎曲件,設(shè)計時應(yīng)該以凸模為基準(zhǔn)先確定凹模尺寸。再利用凸凹間隙求出凹模的尺寸。根據(jù)《沖壓模具設(shè)計與制造》教程公式(3.21)與(3.22)得:凹模尺寸為: max0(.75)AAL?????式中: —凹模橫向尺寸(mm)；AZ—凹凸模雙面間隙 (mm)；河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書14—凹模的制造公差,取 IT8 級得；A?—彎曲橫向尺寸公差，對稱偏差時 =2 ；??'=(29-0.75*0.025 =28.80ALA??0)A??0凸模尺寸為: 0(TTZ???式中: —凸模橫向尺寸(mm)；TL—彎曲件橫向的最小極限尺寸 (mm)；min—彎曲件的尺寸公差 (mm)；?—凸模的制造公差,采用 IT7 級；t?所以: =(28.80-0.02TL0)t??=28.78 0t??查《公差與配合手冊》表 1-6 標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值 IT7 級得:= mmTL0.287?查《公差與配合手冊》表 1-6 標(biāo)準(zhǔn)公差值 IT 8 級得:= mmAL0.258?3.6.6 彈簧的設(shè)計1)根據(jù)模具安裝位置,選定 4 個彈簧,每個彈簧的彈頂力為:河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書15/N0F?X式中: —彈簧復(fù)位的彈頂力(N),在此 =22354.3 N ；X XF—彈簧的預(yù)頂力(N)；0FN—彈簧數(shù)量；/N0?X= 22354.3/4= 5588.58N2)查《中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編彈簧卷》GB/T2089-94 表有關(guān)彈簧規(guī)格,初選規(guī)格為25mm×3.5mm×80mm,具體參數(shù)是 D=25mm,d=3.5mm,t=7.0mm , =80mm，1390FN?0H=80.2H?3)計算彈簧預(yù)壓縮量 0H?= 02F式中: —彈簧預(yù)壓縮量(mm)；0?—彈簧最大允許負(fù)荷(N)；2F所以: = ×800H?58.34=20.0mm4) 彈簧較核彈簧實際工作總壓縮量: = +H?01河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書16式中: —彈簧工作行程(mm)；1H?= +12式中: —凸模進(jìn)入凹模深度 11mm；1—擺塊進(jìn)行二次彎曲工作時,凸模下滑行程 25 mm 。2H所以: =11+25=36mm1?= +01=20+36=56mm顯然, + aT1直L1彎由前面彎曲件坯料尺寸計算可知, =27 mm , = 1 mm 1直 彎L所以: >27 +1aT=28 mm綜合考慮模具剛度和生產(chǎn)成本,在此取 = 30 mm 。aT所以: L = 28.80 + 2 x 30= 88.8 mm 在此取 L = 90 mm 。高度方向: = + 1h1yh式中: —首次彎曲凸模進(jìn)入凹模的深度 = 11 mm ；1 1h—壓板高度（mm） ， = 13 mm 。yhyh河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書23所以： =11 +13 =24 mm1h凹模其余尺寸的設(shè)計和凹模結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計可參見后面的凹模結(jié)構(gòu)零件圖所示。5.3 擺塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.3.1 擺塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示 RLBr圖 105.3.2 擺塊的主要尺寸的設(shè)計圓角半徑 R：R = / 2Bt式中： —— 擺塊的厚度（mm） ，根據(jù)擺塊的工作受力情況和生產(chǎn)成Bt本考慮在此選 = 8mm Bt所以：R = 8/ 2=4 mm河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書24擺塊寬度 B：B = =35mm L式中： —— 彎曲坯料的板寬 35mm。L擺塊的工作原理圖如下所示：圖 11由上面擺塊工作原理得 L 的計算公式如下：L = + + atBt式中： —— 模側(cè)壁的厚度， =3.5 mm；at at—— 坯料厚度， = 1 mm；tt—— 擺塊厚度， = 8 mm。Bt Bt河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書25L =3.5 +1 + 8 / 2=8.5mm擺塊的其余尺寸設(shè)計與及具體結(jié)構(gòu)可參見后面擺塊零件圖所示。5.4 定位零件的設(shè)計坯料的定位采用限位釘前方定位和定位塊左右定位，限位釘與凸模頂孔采用 H7 / n6 配合固定,定位塊采用銷釘定位,螺桿固定在下模座上。5.4.1 限位釘?shù)脑O(shè)計限位釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)草圖如下所示: hd圖 12由于限位釘只起限位作用,基本上不受過大的力作用,所以限位釘尺寸設(shè)計如下即可滿足使用要求:= 5 mm1d河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書26D = 8 mmh = 5 mm其余尺寸設(shè)計見后面限位釘零件圖所示。5.4.2 定位塊的設(shè)計定位塊的結(jié)構(gòu)草圖如下所示: H圖 13定位塊主要工作尺寸 H 可按以下公式計算:H = + t + t 0h式中: H —— 定位塊主要工作尺寸(mm);—— 凹模高度, = 24 mm ;t tHt —— 坯料厚度, t = 1 mm ;——為定位可靠,設(shè)定的自由高度,在此選定 = 5 mm。0h 0h所以: H = 24 + 1 + 5河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書27=30 mm定位塊的其余尺寸設(shè)計及具體結(jié)構(gòu)可參見后面定位塊零件圖所示。5.5 彈頂部件的設(shè)計由于工件彎曲受力較大，在此采用彈簧作彈性元件。彈簧具有彈壓力大，彈頂靈河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書28活等優(yōu)點。該模具采用 4 根彈簧，上下墊板和 4 螺桿組成彈頂部件由模具結(jié)構(gòu)所限，上下墊板均是圓形結(jié)構(gòu)，主要設(shè)計如下：上墊板： 直徑 58 mm ,厚度 6 mm ；下墊板： 直徑 58 mm ,厚度 6 mm ；上下墊板均采用 45 鋼制造，淬火硬度 40 ～ 45 HRC 。其具體結(jié)構(gòu)見后面墊板零件圖所示。5.6 導(dǎo)板的設(shè)計導(dǎo)板主要起導(dǎo)向定位作用，選用材料 T8A，淬火硬度 40 ～ 58 HRC。制造尺寸：71 mm×58 mm×4 mm 。其具體結(jié)構(gòu)以及尺寸設(shè)計見后面導(dǎo)板零件圖所示。 5836+0.7-27+0.19 3 350-.14×M62×?849 710.80.800.0.80.86 壓力機(jī)的參數(shù)與校核河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書29由前面壓力機(jī)公稱壓力計算初選的壓力機(jī)型號：J23-6.3 ，查《模具實用技術(shù)手冊》表 2-3 得壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：公稱壓力：63 KN ；滑塊行程：20 mm ；最大閉合高度：100mm ；最大裝模高度：110 mm ；連桿調(diào)節(jié)長度：35 mm ；工作臺尺寸（前后 x 左右）：200 mm x 310 mm ；墊板尺寸（厚度）：30mm ；模柄孔尺寸： 30 mm x 50 mm ；?最大傾斜角度： 045由上述技術(shù)參數(shù)可知，所選壓力機(jī) J23-6.3 型號可用。7 模具零件的加工工藝河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書307.1 凸模的加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容1 備料 鋸床下料 40 mm x 65 mm ?2 煅造 煅成 47 mm x 29 mm x 60 mm3 熱處理 退火，硬度 229 HBS?4 刨 刨六面，互為直角 46 mm x 29 mm x 60 mm5 平磨 磨六方 45 mm x 23 mm x 56 mm 6 數(shù)控銑 銑出擺塊安裝槽7 熱處理 淬火硬度 58 60 HRC8 磨 磨外形至圖紙要求尺寸，42.56 mm x 15 mm x 57 mm 磨安裝槽至圖紙要求尺寸，35 mm x 15.28 mm x 27.28 mm 9 鉗 倒角去毛刺。畫線、鉆孔、攻螺紋、精修等。研磨銷孔。精修全部達(dá)設(shè)計要求。7.2 凹模的加工工藝過程工序號 工序名稱 工序內(nèi)容河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書311 下料 鋸床下料 42 mm x 60 mm ?2 鍛造 煅成 45 mm x 41 mm x 46 mm 3 熱處理 退火，硬度≤229 HBS4 刨 刨外形與凹模腔，留 2 mm 余量。5 磨 磨外形與凹模腔，留 0.5 mm 余量。6 銑 數(shù)控銑，銑 10 孔與 8 孔，留 0.5 余量。?7 熱處理 淬火硬度 58——60 HRC8 磨 磨至圖紙要求9 鉗 倒角、去毛刺、精修、研磨凹模腔， 8 孔。?8 模具的裝配模具的裝配全過程如下表格所示：河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書32序號 工序 工藝說明1 凸凹模預(yù)配 1.裝配前仔細(xì)檢查凸模形狀、尺寸以及凹模的形狀與尺寸，是否符合圖紙要求尺寸精度，形狀精度。2.將凸模與凹模相配，檢查加工是否均勻。不適合者，應(yīng)重新修磨或者更換。2 凸模裝配 以凸模為基準(zhǔn)，安裝好限位釘，擺塊。3 裝配下模 1.把導(dǎo)板與下模座安裝好。2.把彈頂部件安裝到下模座上。3.安裝凸模，由上端把已經(jīng)安裝好的凸模部件壓入導(dǎo)板孔至上墊板接觸，用螺釘把凸模與上墊板連接擰緊。4.安裝定位塊，把定位塊安裝到下模座上。4 上模安裝 把壓桿插入凹模后與壓板連接好，擰緊。5 安裝模具 分別把上模部分，下模部分安裝到壓力機(jī)工作臺上，并調(diào)出合理的間隙。6 試沖與調(diào)整 開機(jī)試沖并根據(jù)試沖的結(jié)果作出相應(yīng)的調(diào)整。9 模具試沖時常見的故障及原因和調(diào)整方法下表分別列出了模具在試沖時常見的故障，原因和調(diào)整方法：常見故障 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法彎曲角度不夠 1.凸凹模的回彈角制造過小 1.加大回彈角河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書332.凸模進(jìn)入凹模的深度太淺3.凸、凹模間隙過大4.試模材料不對5.彈頂器的彈力太小2.調(diào)整沖模閉合高度3.調(diào)整間隙值4.更換試沖材料5.加大彈頂器的彈頂力彎曲位置偏移 1.定位塊的位置不對2.凹模兩側(cè)進(jìn)口圓角大小不等，材料滑動不一致3.沒有壓料裝置或者壓料裝置的壓力不足和壓板位置過低4.凸模沒有對正凹模1.調(diào)整定位板位移2.修磨凹模圓角3.加大壓料力4.調(diào)整凸凹模位置沖件的尺寸過長或者不足1.凸凹模之間間隙過小，材料被拉長2.壓料裝置壓力過大，將材料拉長3.設(shè)計時計算錯誤或不正確1.調(diào)整凸凹模間隙2.減小壓料力3.改變坯料尺寸沖件外部有光亮的凹陷1.凹模的圓角半徑過小，沖件表面被劃痕2.凸、凹模之間的間隙不均勻3.凸、凹模表面粗糙度太大1.加大圓角半徑2.調(diào)整凸、凹模間隙3.拋光凸、凹模表面總 結(jié)本課程設(shè)計是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計與制造專業(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)系實踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書34通過這次畢業(yè)設(shè)計使我從新系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了所學(xué)專業(yè)知識同時也鞏固了先前學(xué)到了的知識，同時感觸最深刻的是：所學(xué)知識只有在應(yīng)用中才能在更深刻理解和長時間記憶。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用到實際的設(shè)計中。同時還使我更清楚了模具設(shè)計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材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。在設(shè)計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)用手冊等隊要設(shè)計的問題進(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，使設(shè)計更具合理性。也使我學(xué)會了設(shè)計過程中對資料的查詢和運用。通過這次設(shè)計，我更加深入地學(xué)習(xí)了冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計的內(nèi)容。冷沖壓技術(shù)工作設(shè)計的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設(shè)計、模具設(shè)計及沖模制造三方面內(nèi)容，盡管三者的工作內(nèi)容不同，但三者之間存在著相互滲透、相互補(bǔ)充、相互依存的關(guān)系。冷沖壓工藝設(shè)計是針對給定的產(chǎn)品圖樣，根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設(shè)備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計算，制定出合理的工藝方案，最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設(shè)計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定，工序順序的安排，工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。沖壓模具設(shè)計則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程，在認(rèn)真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后，設(shè)計計算并構(gòu)思出與沖壓設(shè)備相適應(yīng)的模具總體結(jié)構(gòu)，然后繪制出模具總裝圖和所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的整個設(shè)計繪圖過程。歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，在這次畢業(yè)設(shè)計中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教各位老師有關(guān)模具方面的問題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認(rèn)識有了一個質(zhì)的飛躍。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認(rèn)識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書35致 謝首先感謝本人的指導(dǎo)老師于智宏老師，她仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建議。感謝母?！幽蠙C(jī)電高等專科學(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同學(xué)王懷彪、楊瓊潔同學(xué)，和他們在一起討論、研究使我受益非淺。河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書36最后，我非常慶幸在三年的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！參考文獻(xiàn)[1] 劉建超，張寶忠主編.沖壓模具設(shè)計與制造[M].北京：高等出版社，2004.6[2] 李崇豪主編.實用模具設(shè)計與制造手冊[M].北京：機(jī)械出版社，2000.10[3] 中國機(jī)械工程學(xué)會，中國模具設(shè)計大典編委員會[M].中國模具設(shè)計大典 3.南昌：江西科學(xué)出版社，2003.1[4] 任嘉卉主編.公差與配合手冊[M]. 北京：機(jī)械出版社，2000.4[5] 馮炳光主編.模具設(shè)計與制造簡明手冊[J].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998.5河 南 機(jī) 電 高 等 專 科 學(xué) 校 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書37[6] 全國彈簧標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會編[M].中國機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編彈簧卷.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999
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