油位傳感器殼體模具設(shè)計(jì)與動(dòng)畫(huà)演示【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS+仿真】
油位傳感器殼體模具設(shè)計(jì)與動(dòng)畫(huà)演示【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS+仿真】,說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS+仿真,油位傳感器殼體模具設(shè)計(jì)與動(dòng)畫(huà)演示【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS+仿真】,傳感器,殼體,模具設(shè)計(jì),動(dòng)畫(huà),演示,說(shuō)明書(shū),仿單,cad,solidworks
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū)
題目名稱(chēng) 油位傳感器殼體模具設(shè)計(jì)與動(dòng)畫(huà)演示
學(xué)生姓名
車(chē)展展
所學(xué)專(zhuān)業(yè)
機(jī)電技術(shù)教育
班級(jí)
機(jī)教024班
指導(dǎo)教師姓名
李保國(guó)
王保國(guó)
所學(xué)專(zhuān)業(yè)
機(jī)電一體化
機(jī)械設(shè)計(jì)制造
職稱(chēng)
教 授
工程師
完成期限
2007年1月20日 至 2007年5月20日
一、 論文(設(shè)計(jì))主要內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)
1.主要內(nèi)容
(1)沖壓工藝性分析及工藝方案確定;
(2)毛坯展開(kāi)及毛坯排樣;
(3)工藝力和壓力中心計(jì)算;
(4)模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
(5)主要工作件的設(shè)計(jì);
(6)利用Solidworks進(jìn)行三維建模和動(dòng)畫(huà)演示。
2.技術(shù)指標(biāo)
(1)模具應(yīng)具有很高的精度,強(qiáng)度和穩(wěn)定性;
(2)模具設(shè)計(jì)必須考慮安全因素;
(3)模具設(shè)計(jì)應(yīng)獲得更好的沖壓工藝性;
(4)模具設(shè)計(jì)應(yīng)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度。
二、 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的基本要求
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)一份:有400字左右的中英文摘要,正文后有15篇左右的參考文獻(xiàn),正文中要引用5篇以上文獻(xiàn),并注明文獻(xiàn)出處。論文字?jǐn)?shù)在6000字以上;
2.有不少于2000漢字的與本課題有關(guān)的外文翻譯資料;
3.畢業(yè)設(shè)計(jì)總字?jǐn)?shù)在10000字以上。
三、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度安排
1.2007年1月8日-1月20日,下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū),寒假期間完成外文資料翻譯和開(kāi)題報(bào)告。
2. 2007年3月5-11日(第1周),指導(dǎo)教師審核開(kāi)題報(bào)告和設(shè)計(jì)方案。
3. 2007年3月12日-4月15日(第2-6周),工藝設(shè)計(jì)和沖壓力部分設(shè)計(jì)。
4. 2007年4月16-22日(第7周),畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查。
5. 2007年4月16-5月13日(第7-10周),工藝分析、沖壓力計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三維建模設(shè)計(jì)、演示,整理、撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)。
6. 2007年5月14-20日(第11周)上交畢業(yè)論文,指導(dǎo)、評(píng)閱教師審查評(píng)閱論文,畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯資格審查,學(xué)生修改整理論文,畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯。
河南科技學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題審核表
院(系)名稱(chēng)
機(jī)電學(xué)院
專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)
機(jī)電技術(shù)教育
指導(dǎo)教師
姓名及職稱(chēng)
李保國(guó) 王保國(guó) 教 授 工程師
課題名稱(chēng)
油位傳感器殼體模具設(shè)計(jì)及動(dòng)畫(huà)演示
課題來(lái)源
新鄉(xiāng)三利
立題理由
和所具備
的條件
在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中,沖壓模具約占50%,塑料模具約占33%,壓鑄模具約占6%,其他各類(lèi)模具約占11%。由于沖壓生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高,而且加工出的零件具有成本低、重量輕、剛度好、尺寸穩(wěn)定、互換性好等優(yōu)點(diǎn),因此,沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝設(shè)備。
另外,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,運(yùn)用Solidworks2007進(jìn)行三維建模,可以有效的解決模具設(shè)計(jì)、分析和產(chǎn)品制作的運(yùn)動(dòng)模擬等諸多問(wèn)題,利用動(dòng)畫(huà)演示可以真實(shí)的模擬有關(guān)機(jī)構(gòu)或機(jī)器的工作情況。因此,利用Solidworks進(jìn)行三維建模和動(dòng)畫(huà)演示,不僅對(duì)于工科院校提高教學(xué)質(zhì)量具有一定的積極意義,而且對(duì)于企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)具有一定的實(shí)際意義。
教研室
審批意見(jiàn)
教研室主任簽字: 年 月 日
畢業(yè)論文(設(shè)
計(jì))工作領(lǐng)導(dǎo)
小組審批意見(jiàn)
組長(zhǎng)簽字:: 年 月 日
注:本表經(jīng)教務(wù)處復(fù)審后存院(系)備查。
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
題目名稱(chēng): 油位傳感器殼體模具設(shè)計(jì)與動(dòng)畫(huà)演示
學(xué)生姓名
車(chē)展展
專(zhuān)業(yè)
機(jī)電技術(shù)教育
班級(jí)
機(jī)教024
一、選題的目的意義
根據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè),21世紀(jì)制造業(yè)中粗加工零件的70%、精加工的50%都要
通過(guò)模具來(lái)完成。許多工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高,很大程度上取決于模具的發(fā)展水平。
模具的類(lèi)型較多,按照成形件材料的不同可分為沖壓模具、塑料模具、鍛造模具、壓鑄模具、橡膠模具、粉末冶金模具、玻璃模具和陶瓷模具。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中,沖壓模具約占50%,塑料模具約占33%,壓鑄模具約占6%,其他各類(lèi)模具約占11%。由于沖壓生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高,而且加工出的零件具有成本低、重量輕、剛度好、尺寸穩(wěn)定、互換性好等優(yōu)點(diǎn),因此,沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝設(shè)備。隨著沖壓技術(shù)的發(fā)展,沖壓模具的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜,精度要求也越來(lái)越高,其設(shè)計(jì)和制造的難度也將越來(lái)越大。另外,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,運(yùn)用Solidworks2007進(jìn)行三維建模,可以有效的解決模具設(shè)計(jì)、分析和產(chǎn)品制作的運(yùn)動(dòng)模擬等諸多問(wèn)題,利用動(dòng)畫(huà)演示可以真實(shí)的模擬有關(guān)機(jī)構(gòu)或機(jī)器的工作情況。因此,利用Solidworks進(jìn)行三維建模和動(dòng)畫(huà)演示,不僅對(duì)于工科院校提高教學(xué)質(zhì)量具有一定的積極意義,而且對(duì)于企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)具有一定的實(shí)際意義。
本課題旨在通過(guò)對(duì)傳感器殼體的模具設(shè)計(jì)與動(dòng)畫(huà)演示的研究,以便于更好的提高傳感器的生產(chǎn)效率和質(zhì)量,以便于更好的展示傳感器制作的過(guò)程,從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品的研發(fā)與宣傳。
二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
模具技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng):
(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步,普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟,各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度;進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,使CAD/CAM/CAE技術(shù)在跨企業(yè)、跨院所、跨地區(qū)等整個(gè)行業(yè)中的推廣成為可能,實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合,使虛擬制造成為可能。
(2)高速銑削加工
國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工,大幅度提高了加工效率,并可獲得極高的表面光潔度。另外,還可加工高硬度模塊,還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展,對(duì)汽車(chē)、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。
(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng),提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪P退璧闹T多功能,大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng),可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上,實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù),用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車(chē)、摩托車(chē)、家電等行業(yè)得
到成功應(yīng)用,相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。
(4)電火花銑削加工
電火花銑削加工技術(shù)也稱(chēng)為電火花創(chuàng)成加工技術(shù),這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù),它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣),因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極,這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。
(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度
我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高,估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右。
(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)
選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理,模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。
(7)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化
模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響,研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作,以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)。
(8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展
這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤(pán);有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù);有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng);有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比,在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上,仍存在一定差距。
三、主要研究?jī)?nèi)容
1. 沖壓工藝性分析及工藝方案確定
2. 毛坯展開(kāi)及毛坯排樣
3. 工藝力和壓力中心計(jì)算
4. 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5. 主要工作件的設(shè)計(jì)
6.利用Solidworks進(jìn)行三維建模和動(dòng)畫(huà)演示
四、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的研究方法或技術(shù)路線(xiàn)
畢業(yè)設(shè)計(jì)采取的研究方法:
1.實(shí)地參觀學(xué)習(xí)法
2.教師指導(dǎo)法
3.上網(wǎng)收集資料法
4.查閱借鑒圖書(shū)資料法
五、 主要參考文獻(xiàn)與資料
[1]李建軍,李德群.模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及模具CAD[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005
[2]江洪,于忠海,張培耘.Solidworks建模及實(shí)例分析[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,
2006
[3]鄭長(zhǎng)松郭軍.Solidworks2006中文版機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006
[4]東方人華,徐東升.Solidworks2005中文版[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005
[5]陳晗.用Solidworks制作零件和裝配體動(dòng)畫(huà)[J].學(xué)術(shù)縱橫,2005,15(7):18~26
[6]賈愛(ài)蓮,張世紅.基于Solidworks軟件的減速器三維設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真[J].農(nóng)機(jī)推廣
與安全,2006,24(10):26~30
[7]朱培原.在SolidWorks中如何完成零件裝配[J].機(jī)械工人,2005,34(6):236~240
[8]黨興武,靳嵐.基于SolidWorks2004的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)模擬[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2005,55(4):85~90
[9]賈玉.碟形托板拉深沖孔復(fù)合模具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械,2006,24(30):320~328
[10]張峰.對(duì)板料沖壓工藝的設(shè)計(jì)研究[J].工業(yè)技術(shù),2006,6(20):86~93
[11]代勇.殼體落料拉深整形沖孔復(fù)合模[J].模具技術(shù),2001,30(3):56~63
[12]于秀媛.盤(pán)形件的拉深翻邊復(fù)合模具設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工人.2006,36(23):210~215
[13]鐘翔山.罩圈落料-拉伸-沖孔-翻邊復(fù)合模設(shè)計(jì)[J].模具制造,2006,22(39):71~76
[14]向陽(yáng),孫培雷,陳閔葉.除塵密封裝置三維動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)電,2006,44(34):56~60
[15]段路茜.基于SolidWorks的基本機(jī)構(gòu)空間運(yùn)動(dòng)仿真研究[J].裝甲兵工程學(xué)院院報(bào)
2006,10(8):14~16
六、 指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)
年 月 日
1緒論
1.1 研究課題的意義
模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝設(shè)備,隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域都越來(lái)越多的依靠模具來(lái)進(jìn)行加工。采用模具成形加工零件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝,可以提高生產(chǎn)效率,保證零件質(zhì)量,節(jié)約原材料,降低生產(chǎn)成本,從而獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì),70%以上的汽車(chē)、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表等零件,都是采用沖壓模具成形的方法來(lái)生產(chǎn)。因此,利用模具生產(chǎn)零件已經(jīng)成為工業(yè)上進(jìn)行成批生產(chǎn)或大量生產(chǎn)的主要技術(shù)手段,它對(duì)保證制品的質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代等都具有重要意義[1]。
隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度加快,產(chǎn)品的數(shù)量迅速增加。這使模具的需求量相應(yīng)增加,質(zhì)量要求也越來(lái)越高,從而使模具技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用日趨重要。顯然,模具技術(shù)落后,制造周期長(zhǎng),產(chǎn)品質(zhì)量低劣,必然影響生產(chǎn)發(fā)展和產(chǎn)品的更新?lián)Q代,使產(chǎn)品喪失競(jìng)爭(zhēng)力。近年來(lái),日本的機(jī)車(chē)、手表、家用電器等產(chǎn)品的銷(xiāo)量猛增,品種繁多,并在國(guó)際市場(chǎng)占有優(yōu)勢(shì)地位,其重要原因之一就是模具技術(shù)的高度發(fā)展,可見(jiàn),研究和發(fā)展模具技術(shù),對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有特別重要的意義。
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
縱觀模具制造業(yè)近十余年來(lái)的發(fā)展道路,其主要的發(fā)展方向可以歸納為以下幾個(gè)方面。
(1)模具的專(zhuān)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高
實(shí)現(xiàn)模具的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn),前提是模具的標(biāo)準(zhǔn)化,這樣可使專(zhuān)業(yè)模具的生產(chǎn)廠(chǎng)減少30~50%的制造工作量,降低成本50%左右。有了模具的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),才能采用專(zhuān)用的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù),建立專(zhuān)門(mén)的機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn),才可能采用高精度的,專(zhuān)用的質(zhì)量檢測(cè)手段,從而實(shí)現(xiàn)提高模具質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期、降低制造成本的目標(biāo)。
(2)模具粗加工技術(shù)向高速加工方向發(fā)展
以高速銑削為代表的高速切削加工技術(shù)代表了模具零件外型表面粗加工的方向。高速銑削可以大大改善模具表面質(zhì)量狀況,并大大提高加工效率和降低加工成本。
(3)成形表面的加工向精密、自動(dòng)化方向發(fā)展
成形表面的加工向計(jì)算機(jī)控制和高精度加工方向發(fā)展。數(shù)控加工中心、電火花成形加工設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床和配有CNC修正設(shè)備與精密測(cè)量裝置的成形磨銷(xiāo)加工設(shè)備等的推廣使用,使提高模具制造技術(shù)水平的關(guān)鍵。
(4)光整加工向自動(dòng)化方向發(fā)展
當(dāng)前模具成形表面的研磨、拋光等光整加工仍然以手工作業(yè)為主,不僅花費(fèi)工時(shí)多,而且勞動(dòng)強(qiáng)度大、表面質(zhì)量低。工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家正在研制由計(jì)算機(jī)控制、帶有磨料磨損自動(dòng)補(bǔ)償裝置的光整加工設(shè)備,可以對(duì)復(fù)雜型面的三維曲面進(jìn)行光整加工設(shè)備,可以對(duì)復(fù)雜型面的三維曲面進(jìn)行光整加工,并開(kāi)始在模具加工上使用,大大提高了光整加工的質(zhì)量和效率。
(5)反向制造工程制模技術(shù)的發(fā)展
以坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和快速成型制造技術(shù)為代表的反向制造工程制模技術(shù)是一種以復(fù)制為原理的制造技術(shù)。它是模具制造技術(shù)上的又一重大發(fā)展,對(duì)模具制造具有重要影響。這種技術(shù)特別適用于多品種、少批量、形狀復(fù)雜的模具制造,對(duì)縮短模具制造周期,進(jìn)而提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有重要意義。
(6)研制和發(fā)展模具用材料
模具材料是影響模具壽命、質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本的重要方面。沒(méi)有充足的、高質(zhì)量的、品種系列齊全的模具用材料,模具工業(yè)要趕上世界先進(jìn)水平就只能是紙上談兵。
(7)模具CAD/CAM技術(shù)將有更快的發(fā)展
模具CAD/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)和制造上的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯,它是模具技術(shù)上的又一革命,普及和提高CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)勢(shì)在必行。
2 沖模設(shè)計(jì)概述
沖壓模具是金屬加工的基本方法之一,它是通過(guò)沖壓機(jī)床安裝在其上的模具施加壓力于板料或帶料毛坯上,使毛坯全體或局部發(fā)生塑性變形,從而獲得所需的零件形狀。目前,沖壓加工主要用于制造金屬薄板零件,包括黑色金屬和有色金屬板零件,有時(shí)也用于加工部分非金屬板零件。
2.1沖模設(shè)計(jì)原始資料
在設(shè)計(jì)沖模設(shè)計(jì)之前,需要掌握一下原始資料:
(1)沖壓件圖樣及技術(shù)要求
零件為380傳感器殼體。鋼號(hào):08、表面質(zhì)量級(jí)別Ⅱ級(jí)拉伸延展級(jí)別:S、抗拉強(qiáng)度:275~410MPa、伸長(zhǎng)率:δ10%≥30;
(2)零件的批量大小 5000個(gè);
(3)產(chǎn)品工藝卡;
(4)模具制造車(chē)間的設(shè)備加工能力 零件精度、大小要求完全滿(mǎn)足;
(5)沖壓生產(chǎn)車(chē)間的沖壓設(shè)備資料;
(6)標(biāo)準(zhǔn)采用GB708-88/GB710-88。
2. 2 沖模設(shè)計(jì)步驟
在進(jìn)行沖模設(shè)計(jì)時(shí),為設(shè)計(jì)出合理的沖壓成形工藝和模具結(jié)構(gòu),應(yīng)遵循下述的設(shè)計(jì)步驟:
(1)根據(jù)沖壓件產(chǎn)品圖進(jìn)行沖壓件工藝性分析,確定該零件是否適宜采用沖壓方式進(jìn)行生產(chǎn),或者確定在不改變沖壓件功能的要求情況下,改變沖壓件的形狀能否獲得更好的沖壓工藝性。
(2)根據(jù)沖壓件的形狀特點(diǎn)、生產(chǎn)批量要求以及企業(yè)的模具制造能力,確定采用單工序模、復(fù)合模還是采用連續(xù)模加工該沖壓件。
(3)進(jìn)行零件展開(kāi)計(jì)算、毛坯排樣、工序設(shè)計(jì)、沖壓力及壓力中心計(jì)算等,并繪制工序方案圖或條料排樣圖。
(4)根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果選擇沖壓設(shè)備。所選沖壓設(shè)備的公稱(chēng)壓力應(yīng)大于所需的沖壓力,閉合高度與沖模的閉合高度相適應(yīng),而且滑塊行程必須滿(mǎn)足工藝要求。
(5)根據(jù)沖壓工序的設(shè)計(jì)結(jié)果,確定模具的總體結(jié)構(gòu)、選擇模具、設(shè)計(jì)工作部件及輔助部件,必要時(shí),還應(yīng)進(jìn)行零部件的強(qiáng)度校核計(jì)算,以確保零件的強(qiáng)度要求。
(6)用Solidworks和CAD繪制模具總裝圖和零部件圖,進(jìn)行動(dòng)畫(huà)模擬。
3 沖壓工藝過(guò)程設(shè)計(jì)
3.1毛坯展開(kāi)計(jì)算
沖壓件由板料經(jīng)沖壓成形而獲得,因此,首先必須將沖壓件展平,獲得其毛坯形狀,才能確定選用合適的板料。由于沖壓成形過(guò)程中材料的塑性變形情況較復(fù)雜,且塑性變形的過(guò)程本身是不可逆的,很難找到精確的毛坯計(jì)算方法,通常都是采用經(jīng)驗(yàn)公式或經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行近似計(jì)算,然后通過(guò)試模確定精確的毛坯形狀。對(duì)形狀較復(fù)雜沖壓件的毛坯形狀則可采用有限元法計(jì)算獲得。
3.1.1 彎曲展開(kāi)計(jì)算
彎曲展開(kāi)就是將沖壓件的彎曲部分展平,同時(shí)將與彎曲部分相鄰的平直部分變換到相應(yīng)位置的過(guò)程,因此,彎曲展開(kāi)計(jì)算的關(guān)鍵就是計(jì)算彎曲部分的展開(kāi)長(zhǎng)度。由彎曲變形特點(diǎn)分析可知,彎曲展開(kāi)長(zhǎng)度與中性層的長(zhǎng)度相等。若以曲率半徑來(lái)表示中性層的位置,則其可按下式近似確定[2]:
(1)
式中: -彎曲內(nèi)側(cè)半徑;
-料厚;
-中性層位移參數(shù)。
知道中性層位置后,彎曲展開(kāi)長(zhǎng)度就可按下式進(jìn)行計(jì)算:
(2)
式中: -彎曲展開(kāi)長(zhǎng)度;
-彎曲角;
-彎曲中性層半徑。
3.1.2 拉深展開(kāi)計(jì)算
由于拉伸成形伴隨復(fù)雜的的金屬流動(dòng),因此,除一些規(guī)則的拉深工件可采用解析法計(jì)算其毛坯形狀外,其他不規(guī)則的拉深工件則只能憑經(jīng)驗(yàn)按材料的流動(dòng)特點(diǎn)分區(qū)計(jì)算,或者采用有限元法計(jì)算得出毛坯形狀。但不論何種方法,都難以獲得精確得毛坯形狀。通常是在已做好得拉深模中對(duì)計(jì)算出得毛坯進(jìn)行試壓、修改,直到工件合格后才能將最終得毛坯形狀確定下來(lái),然后再做落料模。
由于拉深成形過(guò)程中材料得體積不變,而且拉深出來(lái)得拉深件其壁厚也基本不變(變薄拉深除外),因此,拉深件得毛坯尺寸可按等面積法進(jìn)行計(jì)算。我們得這個(gè)工件是規(guī)則的,規(guī)則拉深件的毛坯尺寸就可按等面積法解析計(jì)算獲得。下面是計(jì)算過(guò)程:
(1) 修邊余量的確定
由于成形過(guò)程中的金屬流動(dòng)和材料的各相異性,導(dǎo)致毛坯拉深后工件的邊口不齊,如圖1所示。一般情況下,拉深后都要修邊,因此再計(jì)算毛坯尺寸前,應(yīng)首先確定修邊余量并計(jì)入工件的高度或凸緣直徑。修邊余量查相關(guān)文獻(xiàn)得[3]:
圖1 帶修邊的拉深成形圖
1.5mm
(2)毛坯尺寸得確定
圓筒形拉深件得橫截面為圓形,因此,其毛坯形狀亦為圓形。進(jìn)行毛坯計(jì)算時(shí),首先將工件分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單幾何體,分別求出各幾何體得表面積。對(duì)其求和獲得工件得表面積,然后根據(jù)等面積法,即可得圓形毛坯得直徑。
圖2 不帶修邊的拉深成形圖
如圖2所示對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)得工件,可將其分解為圖所示得三各簡(jiǎn)單幾何體,它們的表面積分別為:
圖3 成形圖上部分
(3)
圖4 底邊過(guò)渡部分
(4)
圖5 底邊
(5)
根據(jù)表面積法,可得圓形毛坯直徑為
圖6 毛坯圖
=136mm (6)
3.2毛坯排樣
毛坯排樣是指毛坯在條料上的布置方法,合理的排樣是降低沖壓件的制造成本,提供沖壓件質(zhì)量,保證模具壽命的有效措施。
3.2.1 排樣方式
按照排樣時(shí)工件之間,以及工件與條料側(cè)邊之間是否留有余料,排樣可分為有廢料排樣和少、無(wú)廢料排樣兩大類(lèi)。而按毛坯條料的布置形式,排樣又可分為直排、斜排、對(duì)排、多排和混合排等。
我們采用的是有廢料排樣和直排相結(jié)合。對(duì)于有廢料排樣,由于工件周邊都有余料(廢料),模具沿工件全部外形進(jìn)行沖裁,因此,這類(lèi)排樣才能保證沖裁件的質(zhì)量,沖模的壽命也長(zhǎng),但材料的利用率低。而對(duì)于少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣,工件的周邊的某些部分沒(méi)有余料,因此,這樣的排樣方式節(jié)省材料,并有利于一次沖裁多個(gè)工件,提高生產(chǎn)率。但采用少?gòu)U料和無(wú)廢料排樣時(shí),由于條料的寬度的公差以及條料導(dǎo)向與工件定位所產(chǎn)生的誤差,使工件的質(zhì)量和精度難以保證;而且,由于采用單邊沖裁,還會(huì)影響斷面質(zhì)量及模具壽命。在具體進(jìn)行毛坯排樣時(shí),選擇何種排樣方式除了考慮上述因素外,還必須考慮采用何種模具進(jìn)行加工。當(dāng)采用連續(xù)模時(shí),毛坯排樣方式還與連續(xù)成形的載體設(shè)計(jì)有密切關(guān)系。
3.2.2 搭邊
排樣時(shí)的工件之間、以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。搭邊除可補(bǔ)償條料的定位誤差、保證沖出合格工件以外,還能保持條料有一定的剛度。便于送料。搭邊是廢料,從節(jié)省材料的角度出發(fā),搭邊值應(yīng)該越小越好。但過(guò)小的搭邊容易被擠進(jìn)凹模,增加刃口磨損,降低模具壽命,并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。當(dāng)采用連續(xù)沖壓成形工藝時(shí),為了使條料送進(jìn)順利,特別是在采用側(cè)刃定距的情況下,搭邊應(yīng)該選擇大些。如圖7,我們根據(jù)上面的要求查文獻(xiàn)得出合適的搭邊值為1.5mm。
圖7 排樣搭邊圖
3.2.3 步距
所謂步距是條料在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中,每次送進(jìn)的距離。它是由毛坯形狀、排樣方式及搭邊大小確定的,并與采用何種模具類(lèi)型有密切關(guān)系。步距值應(yīng)盡量取的圓整,或者取小數(shù)點(diǎn)后1~2位,以便模具加工制造。所以我們?nèi)。?
S=D+a=136+1.5=137.5mm (7)
3.2.4 材料利用率
所謂材料利用率是指在一段條料上能沖出的所有零件的總面積與這段條料的面積之比。排樣時(shí),在保證工件質(zhì)量的前提下,應(yīng)盡量考慮如何提高材料的利用率。但如果一種排樣較其他排樣的利用率提高不多,而又使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,那么這樣的排樣就不可取,一般應(yīng)根據(jù)工件的批量、材料的貴重程度、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等綜合考慮。如果采用連續(xù)沖壓成形,則應(yīng)主要考慮排樣對(duì)模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的影響,而不是材料利用率。材料利用率可按下式計(jì)算[4]:
78.4% (8)
式中: A—沖裁件的面積;
N—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的數(shù)目;
B—條料寬度;
h—進(jìn)距。
3.3 沖壓工藝方案設(shè)計(jì)
通常情況下,沖壓件都需要通過(guò)多道沖壓工序才能加工出來(lái)。所謂沖壓工藝方案設(shè)計(jì),就是確定那些沖壓工序以及他們的組合方式來(lái)完成沖壓件的加工。主要包括以下內(nèi)容:
(1)根據(jù)沖壓件的形狀特點(diǎn)、沖壓工序的成形特點(diǎn)、沖壓件的精度和生產(chǎn)批量要求及模具的復(fù)雜程度,確定采用單沖、復(fù)合還是連續(xù)沖壓成形工藝。
(2)劃分沖壓件的形狀,并劃分出各部分形狀可以通過(guò)相應(yīng)的沖壓工序加工出來(lái),如沖裁成形部分、彎曲成形部分、拉伸成形部分等。
(3)根據(jù)沖壓件的旋轉(zhuǎn)、材料性能及尺寸和精度要求等,確定所采用的沖壓工序次數(shù)及其工藝參數(shù)和相應(yīng)的輔助工序,并對(duì)這些工序進(jìn)行合理的組合與排列。
(4)繪制沖壓工藝方案圖。當(dāng)采用單沖、復(fù)合成形方案時(shí),其工藝方案圖為一組中間工序件圖;當(dāng)采用連續(xù)沖壓成形方案時(shí),其工藝方案圖為條料排樣圖。
沖壓工藝方案的好壞,直接決定了沖壓件制造技術(shù)的合理性、沖壓件質(zhì)量和成本。所以,正確合理地制定沖壓工藝方案是一項(xiàng)十分重要的工作[5]。
我們加工的工件:原來(lái)的沖壓工藝是:落料→拉深→切邊→沖孔共4 道工序,需4副以上模具。這樣落后的工藝,不僅產(chǎn)品質(zhì)量很不穩(wěn)定,而且生產(chǎn)效率低,安全風(fēng)險(xiǎn)大,成本高,非常不適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)。因此,需改善其工藝流程,以提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,降低安全風(fēng)險(xiǎn)和生產(chǎn)成本。要達(dá)到此目的,就必須減少模具數(shù)量,把分散的工序集中在盡量少的模具上完成。
3.3.1 工藝分析
集中沖壓工序減少模具數(shù)量,有2 條途徑:一是設(shè)計(jì)連續(xù)模,二是設(shè)計(jì)復(fù)合模。本零件的材料是08號(hào)鋼板料厚1.5mm,形狀是較復(fù)雜的圓柱體,外形尺寸φ136mm,需落料、拉深、切邊、沖孔工序。如果設(shè)計(jì)連續(xù)模,模具外形尺寸相當(dāng)大,該企業(yè)的設(shè)備不匹配。而復(fù)合模則可以完成落料、拉深、沖孔的復(fù)合工序,余下切邊工序另外進(jìn)行。都可以一次成形,而且與落料、拉深、沖孔及切邊這幾道分離工序是不同直徑的同心圓,所以可以設(shè)計(jì)復(fù)合模,在一次沖壓過(guò)程中順序完成。
基于前面的分析,把原來(lái)的沖壓工藝改為用一副復(fù)合模,經(jīng)一次沖壓完成落料、拉深和沖孔工序,其余的切邊工序單獨(dú)完成。實(shí)施這樣的工藝,關(guān)鍵是復(fù)合模的設(shè)計(jì)。
(1)沖裁工序設(shè)計(jì)
沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一。在沖壓加工中應(yīng)用極廣。它既可直接沖出成品零件也可以為彎曲、拉深和擠壓等其它工序準(zhǔn)備坯料,還可以在已成形的工件進(jìn)行再加工(切邊、切舌、沖孔等工序)。沖裁工序主要用于加工沖壓件上的孔和外形。當(dāng)采用單工序模加工時(shí),由于中間工序難以定位,同時(shí)也為了避免增加模具數(shù)量,一般不宜把孔和外形分割成一組簡(jiǎn)單的形狀來(lái)加工。因此,工件的外形就對(duì)應(yīng)落料工序,工件的每一個(gè)孔就對(duì)應(yīng)一個(gè)沖孔工序。而當(dāng)采用復(fù)合模加工時(shí),由于不存在中間工序件定位和增加模具數(shù)量的問(wèn)題,同時(shí)為了保證條料能順利的送進(jìn),如果孔和外形的形狀較復(fù)雜,一般需將其分隔成一組簡(jiǎn)單形狀的沖裁工序,以簡(jiǎn)化凸凹模制造。
(2)拉深工序設(shè)計(jì)計(jì)算
我們進(jìn)行拉深工序計(jì)算主要是為了校核工件能否能進(jìn)行一次拉深成功,或者需要幾次拉深能夠滿(mǎn)足要求。工件在拉深時(shí)不起皺、不破裂情況下的最小拉深系數(shù)—極限拉深系數(shù)。所以在確定一個(gè)零件是否能夠一次拉深成功時(shí),應(yīng)首先計(jì)算它的總拉深系數(shù),如果它小于極限拉深系數(shù),就必須進(jìn)行多次拉深。
總拉深系數(shù) M總 =d/D=80/136=0.59 (9)
由文獻(xiàn)查得
M極=0.63>0.59= M總
故一次拉深即可完成要求[5]。
(3)輔助工序設(shè)計(jì)
為改善沖壓成形條件,或便于工序件的定位,通常要增加一些輔助工序。如在帶料連續(xù)拉深成形時(shí),為便于拉深成形過(guò)程中材料的流動(dòng),通常都需要增加一個(gè)切口工序,對(duì)于幾何形狀不對(duì)稱(chēng)的零件,為便于沖壓成形和定位,有時(shí)采用成對(duì)沖壓的方法成形,以便改變沖壓成形的條件、避免成形過(guò)程中坯料的偏移,然后再通過(guò)剖切或切斷輔助工序?qū)⑵浣爻蓛蓚€(gè)零件,對(duì)于復(fù)雜彎曲、拉深成形的沖壓件,為便于定位,有時(shí)需要沖制工藝孔作為定位之用,該工序亦是輔助工序。
3.3.2 工序組合
所謂工序組合就是確定再一副模具上完成的工序。按照這些工序再模具上布置方式的不同,可分為單沖工序、復(fù)合工序和連續(xù)成形工序。它們分別與單沖模、復(fù)合模、連續(xù)模相對(duì)應(yīng)。在進(jìn)行工序組合時(shí),要著重考慮工序組合的必要性和可行性。組合的必要性取決于沖壓件的生成批量和制造精度。一般情況下,當(dāng)批量較大且精度要求較高時(shí),應(yīng)考慮采用復(fù)合工序或連續(xù)沖壓工序;當(dāng)批量小且精度要求不高時(shí),采用單工序分開(kāi)成形比較適宜。而組合的可行性則主要考慮一下幾個(gè)方面:
(1)工序的組合應(yīng)保證能加工出符合精度和質(zhì)量要求的沖壓件。
(2)對(duì)于組合在一起的工序,其成形動(dòng)作在模具結(jié)構(gòu)上時(shí)可實(shí)現(xiàn)的,且不至于給模具制造與維修帶來(lái)太多的困難,并保證模具又足夠的強(qiáng)度。當(dāng)采用復(fù)合成形方式組合工序時(shí),工序數(shù)一般不超過(guò)4個(gè)。另外,當(dāng)零件上的孔間距或孔邊距較小時(shí),不宜采用復(fù)合成形工序,否則其凸凹模的壁厚滿(mǎn)足不了強(qiáng)度的要求。
(3)將工序組合在一起后,應(yīng)使其與企業(yè)現(xiàn)有的沖壓設(shè)備相匹配。這是由于將工序組合到一起后,沖壓力及模具尺寸可能都會(huì)增大,應(yīng)保證其不超出企業(yè)現(xiàn)有沖壓設(shè)備所保證的范圍。
3.3.3 工序順序的安排
工序順序的安排主要取決于沖壓變形規(guī)律和沖壓件質(zhì)量的要求。當(dāng)沖壓工序的順序變更不影響零件的質(zhì)量時(shí),則應(yīng)當(dāng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、工序件定位和操作的方便性來(lái)考慮工序順序的安排。在進(jìn)行工序順序安排時(shí)應(yīng)注意遵循以下原則:
(1)尺寸精度要求較高的部分應(yīng)盡量放在較后的工序。
(2)所有的孔只要其形狀和位置不受后續(xù)工序的影響,應(yīng)盡量在平板毛坯狀態(tài)下沖制出來(lái),以便于定位和簡(jiǎn)化沖孔工序的模具結(jié)構(gòu)。
(3)當(dāng)某個(gè)成形工序?qū)е虏牧系牧鲃?dòng)影響到其他工序的形狀時(shí),應(yīng)盡量先完成該成形工序。另外,當(dāng)孔間距或孔邊距較小時(shí),應(yīng)先沖大孔和一般精度的孔,在沖小孔和精度高的孔,或先落料再?zèng)_孔,以將可能產(chǎn)生的畸變限制再最小的范圍內(nèi)。
3.3.4 沖壓力與壓力中心計(jì)算
在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中,沖壓力包括:使材料產(chǎn)生塑性變形獲得相應(yīng)工件形狀得各工序得沖壓力,以及卸料力、推件力和頂件力等。所有壓力的合力中心。計(jì)算沖壓力的目的,是為了選擇合適的沖壓設(shè)備或彈性元件。計(jì)算壓力中心的目的,則是為了使壓力中心位于沖壓設(shè)備允許的范圍內(nèi),以免偏心過(guò)大導(dǎo)致模具受力不均,影響模具壽命。因?yàn)槲覀兯庸さ墓ぜ且?guī)則零件所以其壓力中心就是工件的集合中心,以下是它們沖壓力的計(jì)算:
(1)沖裁工序沖壓成形力計(jì)算參考公式為:
83025N (10)
式中: L—沖裁輪廓總長(zhǎng);
t—材料厚度;
—材料的抗拉強(qiáng)度。
(2)拉深工序(不帶邊)沖壓成形力計(jì)算參考公式為:
40584N (11)
式中: D—坯料直徑;
d1—一次拉深后工件的直徑。
(3)卸料力、推件力、頂件力及壓料力計(jì)算:
卸料力、推件力、頂件力的計(jì)算方法都是一樣的,只是系數(shù)k的取值不一樣。當(dāng)為沖裁件時(shí),F(xiàn)為沖裁力;當(dāng)為拉深件時(shí),F(xiàn)為拉深力。
卸料力、推件力、頂件力計(jì)算公式:
5864N (12)
壓料力計(jì)算公式:
7835N (13)
式中: A—壓料板下的毛坯投影面積;
P—單位壓邊力。
(4)總壓力計(jì)算
由于在一副模具中各沖壓工序和輔助裝置不一定是同時(shí)工作的,因此,在計(jì)算總沖壓力時(shí),不能僅簡(jiǎn)單的將所有力疊加,而應(yīng)根據(jù)沖壓工序和輔助裝置的組合方式及作用方式,確定某一時(shí)刻的最大沖壓力做總沖壓力。我們采用落料拉深沖孔復(fù)合模時(shí),由于拉深是落料完成后才開(kāi)始進(jìn)行的,而落料力和壓料力是同時(shí)產(chǎn)生的。且落料力比拉深力大,則此時(shí)所需的最大沖壓力則是落料力和壓料力之和[5]。
F總=F落+f壓= 90860N (14)
4 沖模結(jié)構(gòu)及零部件設(shè)計(jì)
沖壓工藝方案設(shè)計(jì)完成后,沖模的類(lèi)型就已確定。沖??傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是根據(jù)所采用的模具類(lèi)型、制作的精度要求、形狀特點(diǎn)及沖壓工藝方案,確定模具的結(jié)構(gòu)形式、模具的總體尺寸及模架,以及設(shè)計(jì)各零件部件的具體結(jié)構(gòu)。
4.1 沖壓設(shè)備及選用
沖壓設(shè)備屬鍛壓機(jī)械。常見(jiàn)冷沖壓設(shè)備有機(jī)械壓力機(jī)(以Jxx表示其型號(hào))和液壓機(jī)(以Yxx表示其型號(hào))。
4.1.1 沖壓設(shè)備分類(lèi)
(1)機(jī)械壓力機(jī)按驅(qū)動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)的種類(lèi)可分為曲柄式和摩擦式;
(2)按滑塊個(gè)數(shù)可分為單動(dòng)和雙動(dòng);
(3)按床身結(jié)構(gòu)形式可分為開(kāi)式(C型床身)和閉式(Ⅱ型床身);
(4)按自動(dòng)化程度可分為普通壓力機(jī)和高速壓力機(jī)等。
4.1.2 壓力機(jī)的選擇
(1)中、小型沖壓件 選用開(kāi)式機(jī)械壓力機(jī);
(2)大、中型沖壓件 選用雙柱閉式機(jī)械壓力;
(3)導(dǎo)板模或要求導(dǎo)套不離開(kāi)導(dǎo)柱的模具,選用偏心壓力機(jī)、形模等;
(4)大量生產(chǎn)的沖壓件 選用高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī);
(5)校平、整形和溫?zé)釘D壓工序 選用摩擦壓力機(jī);
(6)薄板沖裁、精密沖裁 選用剛度高的精密壓力機(jī);
(7)大型、形狀復(fù)雜的拉深件 選用雙動(dòng)或三動(dòng)壓力機(jī);
(8)小批量生產(chǎn)中的大型厚板件的成形工序,多采用液壓壓力機(jī)。
4.1.3 壓力機(jī)規(guī)格的選擇
(1)公稱(chēng)壓力
?? 壓力機(jī)滑塊下滑過(guò)程中的沖擊力就是壓力機(jī)的壓力。壓力的大小隨滑塊下滑的位置不同,也就是隨曲柄旋轉(zhuǎn)的角度不同而不同。
壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力——我國(guó)規(guī)定滑塊下滑到距下極點(diǎn)某一特定的距離Sp(此距離稱(chēng)為公稱(chēng)壓力行程,隨壓力機(jī)不同此距離也不同,如JC23-40規(guī)定為7mm,JA31-400規(guī)定為13mm,一般約為(0.05~0.07)滑塊行程)或曲柄旋轉(zhuǎn)到距下極點(diǎn)某一特定角度α(此角度稱(chēng)為公稱(chēng)壓力角,隨壓力機(jī)不同公稱(chēng)壓力角也不相同)時(shí),所產(chǎn)生的沖擊力稱(chēng)為壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力。公稱(chēng)壓力的大小,表示壓力機(jī)本身能夠承受沖擊的大小。壓力機(jī)的強(qiáng)度和剛性就是按公稱(chēng)壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力與實(shí)際所需沖壓力的關(guān)系—沖壓工序中沖壓力的大小也是隨凸模(或壓力機(jī)滑塊)的行程而變化的。在沖壓過(guò)程中,凸模在任何位置所需的沖壓力應(yīng)小于壓力機(jī)在該位置所發(fā)出的沖壓力。最大拉深力雖然小于壓力機(jī)的最大公稱(chēng)壓力,但大于曲柄旋轉(zhuǎn)到最大拉深力位置時(shí)壓力機(jī)所發(fā)出的沖壓力,也就是拉深沖壓力曲線(xiàn)不在壓力機(jī)許用壓力曲線(xiàn)范圍內(nèi)。故應(yīng)選用所示壓力更大噸位的壓力機(jī)。因此為保證沖壓力足夠,一般沖裁、彎曲時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大30%左右。拉深時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算出的拉深力大60%~100%。
滑塊行程長(zhǎng)度是指曲柄旋轉(zhuǎn)一周滑塊所移動(dòng)的距離,其值為曲柄半徑的兩倍。選擇壓力機(jī)時(shí),滑塊行程長(zhǎng)度應(yīng)保證毛坯能順利地放入模具和沖壓件能順利地從模具中取出。特別是成形拉深件和彎曲件應(yīng)使滑塊行程長(zhǎng)度大于制件高度的2.5~3.0倍。
(2)行程次數(shù)
行程次數(shù)即滑塊每分鐘沖擊次數(shù)。應(yīng)根據(jù)材料的變形要求和生產(chǎn)率來(lái)考慮。
? (3)工作臺(tái)面尺寸
?? ? 工作臺(tái)面長(zhǎng)、寬尺寸應(yīng)大于模具下模座尺寸,并每邊留出60~100mm,以便于安裝固定模具用的螺栓、墊鐵和壓板。當(dāng)制件或廢料需下落時(shí),工作臺(tái)面孔尺寸必須大于下落件的尺寸。對(duì)有彈頂裝置的模具,工作臺(tái)面孔尺寸還應(yīng)大于下彈頂裝置的外形尺寸。
(4)滑塊模柄孔尺寸
模柄孔直徑要與模柄直徑相符,模柄孔的深度應(yīng)大于模柄的長(zhǎng)度。
(5)閉合高度
壓力機(jī)的閉合高度-是指滑塊在下止點(diǎn)時(shí),滑塊底面到工作臺(tái)上平面(即墊板下平面)之間的距離。
壓力機(jī)的閉合高度可通過(guò)調(diào)節(jié)連桿長(zhǎng)度在一定范圍內(nèi)變化。當(dāng)連桿調(diào)至最短(對(duì)偏心壓力機(jī)的行程應(yīng)調(diào)到最?。?,滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離,為壓力機(jī)的最大閉合高度;當(dāng)連桿調(diào)至最長(zhǎng)(對(duì)偏心壓力機(jī)的行程應(yīng)調(diào)到最大),滑塊處于下止點(diǎn),滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離,為壓力機(jī)的最小閉合高度。
壓力機(jī)的裝模高度-指壓力機(jī)的閉合高度減去墊板厚度的差值。沒(méi)有墊板的壓力機(jī),其裝模高度等于壓力機(jī)的閉合高度。
? ? 模具的閉合高度是指沖模在最低工作位置時(shí),上模座上平面至下模座下平面之間的距離。
? ? 理論上為: Hmin-H1≤H≤Hmax-H1
亦可寫(xiě)成: Hmax-M-H1≤H≤Hmax-H1
? ? 式中: H——模具閉合高度;
? ? Hmin——壓力機(jī)的最小閉合高度;
? ? Hmax——壓力機(jī)的最大閉合高度;
? ?? ? H1——墊板厚度;
? ?? ? M——連桿調(diào)節(jié)量;
Hmin-H1——壓力機(jī)的最小裝模高度;
? Hmax-H1——壓力機(jī)的最大裝模高度。
由于縮短連桿對(duì)其剛度有利,同時(shí)在修模后,模具的閉合高度可能要減小。因此一般模具的閉合高度接近于壓力機(jī)的最大裝模高度。所以在實(shí)用上為:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Hmin-H1+10≤H≤Hmax-H1-5
(6)電動(dòng)機(jī)功率的選擇
必須保證壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率大于沖壓時(shí)所需要的功率。
4.1.4 模具在壓力機(jī)上的安裝
在壓力機(jī)上安裝與調(diào)整模具,是一件很重要的工作,它將直接影響制件質(zhì)量和安全生產(chǎn)。因此,安裝和調(diào)整沖模不但要熟悉壓力機(jī)和模具的結(jié)構(gòu)性能,而且要嚴(yán)格執(zhí)行安全操作制度。
模具安裝的一般注意事項(xiàng)----檢查壓力機(jī)上的打料裝置,將其暫時(shí)調(diào)整到最高位置,以免在調(diào)整壓力機(jī)閉合高度時(shí)被折彎;檢查模具閉合高度與壓力機(jī)閉合高度之間的關(guān)系是否合理;檢查下模頂桿和上模打料桿是否符合壓力機(jī)的除料裝置的要求(大型壓力機(jī)則應(yīng)檢查氣墊裝置);模具安裝前應(yīng)將上下模板和滑塊底面的油污揩拭干凈,并檢查有無(wú)遺物,防止影響正確安裝和發(fā)生意外事故。
模具安裝的一般順序(指帶有導(dǎo)柱導(dǎo)向的模具):
(1)根據(jù)沖模的閉合高度調(diào)整壓力機(jī)滑塊的高度,使滑塊在下止點(diǎn)時(shí)其底平面與工作臺(tái)面之間的距離大于沖模的閉合高度。
(2)先將滑塊升到上止點(diǎn),沖模放在壓力機(jī)工作臺(tái)面規(guī)定位置,再將滑塊停在下止點(diǎn),然后調(diào)節(jié)滑塊的高度,使其底平面與沖模座上平面接觸。帶有模柄的沖模,應(yīng)使模柄進(jìn)入模柄孔,并通過(guò)滑塊上的壓塊和螺釘將模柄固定住。對(duì)于無(wú)模柄的大型沖模,一般用螺釘?shù)葘⑸夏Wo固在壓力機(jī)滑塊上,并將下模座初步固定在壓力機(jī)臺(tái)面上(不擰緊螺釘)。
(3)將壓力機(jī)滑塊上調(diào)3~5mm,開(kāi)動(dòng)壓力機(jī),空行程1~2次,將滑塊停于下止點(diǎn),固定住下模座。
(4)進(jìn)行試沖,并逐步調(diào)整滑塊到所需的高度。如上模有頂桿,則應(yīng)將壓力機(jī)上的卸料螺栓調(diào)整到需要的高度。
4.2 模具總體尺寸
模具的總體尺寸主要指模具的平面輪廓尺寸、各模板厚度、模具閉合高度等。這些尺寸是進(jìn)一步進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。我們采用后側(cè)導(dǎo)柱模架,兩導(dǎo)柱、導(dǎo)套、分別裝在上下模的后側(cè),凹模面積是導(dǎo)套前的有效區(qū)域。可用于沖壓較寬條料,且可用邊角料。送料及操作方便,可縱向、橫向送料。主要用于一般要求的沖模,不宜用于大型模具,且有彎曲力矩,上模座在導(dǎo)柱上運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。所以我們使用320mm×240mm系列。
4.2.1 凸凹模的工作尺寸計(jì)算
(1)沖裁工序的凹凸模尺寸計(jì)算
沖裁凸、凹模刃口部分尺寸之差稱(chēng)為沖裁間隙,其雙面間隙用Z表示,單面間隙為Z/2,沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等影響很大,它是沖裁凸、凹模設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的工藝參數(shù)。沖裁過(guò)程中作用于凸、凹模上的力為被沖材料的反作用力,凸、凹模刃口受著極大的垂直壓力與側(cè)壓力的作用,高壓使刃口與被沖材料接觸面之間產(chǎn)生局部附著現(xiàn)象,當(dāng)接觸面相對(duì)滑動(dòng)時(shí),附著部分就產(chǎn)生剪切而引起磨損。這種附著磨損,是沖模磨損的主要形式。當(dāng)接觸壓力愈大,相對(duì)滑動(dòng)距離愈大,模具材料愈軟,則磨損量愈大。而沖裁中的接觸壓力,即垂直力、側(cè)壓力、摩擦力均隨間隙的減小而增大,且間隙小時(shí),光亮帶變寬,摩擦距離增長(zhǎng),摩擦發(fā)熱嚴(yán)重,所以小間隙將使磨損增加,甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。而接觸壓力的增大,還會(huì)引起刃口的壓縮疲勞破壞,使之崩刃。小間隙還會(huì)產(chǎn)生凹模脹裂,小凸模折斷,凸凹模相互啃刃等異常損壞。當(dāng)然,影響模具壽命的因素很多,有潤(rùn)滑條件,模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、沖裁件輪廓形狀等,但間隙卻是其中一個(gè)主要因素。所以為了減少凸、凹模的磨損,延長(zhǎng)模具使用壽命,在保證沖裁件質(zhì)量的前提下適當(dāng)采用較大的間隙值是十分必要的。若采用小間隙,就必須提高模具硬度、精度、減小模具粗糙度、良好潤(rùn)滑,以減小磨損。
由以上分析可見(jiàn),間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等都有很大的影響。但很難找到一個(gè)固定的間隙值能同時(shí)滿(mǎn)足沖裁件質(zhì)量最佳、沖模壽命最長(zhǎng),沖裁力、最小等各方面的要求。因此,在沖壓實(shí)際生產(chǎn)中,主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個(gè)因素綜合考慮,給間隙規(guī)定一個(gè)范圍值。只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi),就能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長(zhǎng)的模具壽命。這個(gè)間隙范圍就稱(chēng)為合理間隙,這個(gè)范圍的最小值稱(chēng)為最小合理間隙(Zmin),最大值稱(chēng)為最大合理間隙(Zmax)??紤]到在生產(chǎn)過(guò)程中的磨損使間隙變大,故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙Zmin。確定合理間隙值有理論法和經(jīng)驗(yàn)確定法兩種。合理的間隙使板料沖裁時(shí)在凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋相重合,但這種方法計(jì)算繁瑣,通常都是通過(guò)查表獲得所需的間隙值(見(jiàn)GB/T16743-1997《沖裁間隙》)。本文中各個(gè)沖裁間隙如下:
對(duì)沖孔工序:
φ15的孔:d凸=mm d凹=mm
φ10的孔:d凸=mm d凹=mm
φ07的孔:d凸=mm d凹=mm
對(duì)落料工序:
φ136的料:d凸=mm d凹=mm
圖8 凹模設(shè)計(jì)圖
從圖8上看我們采用的凹模設(shè)計(jì)它的厚度全為刃口的有效刃高度,刃壁無(wú)斜度,刃磨后刃口的尺寸不變,用于沖件或廢料逆沖壓方向推出的模具,適合復(fù)合模、薄料沖模具。
(2)拉深凸、凹模尺寸計(jì)算
1)凸、凹模間隙
拉深模的間隙是指凸、凹模橫向尺寸的差值,單邊間隙用c來(lái)表示。拉深模的間隙對(duì)拉深工序有較大的影響。間隙小,工件的質(zhì)量較好,但拉深力大,工件易拉斷,模具磨損嚴(yán)重;間隙大,雖然拉深力見(jiàn)小,模具壽命提高了,但工件易起皺,側(cè)壁不直,回彈較大,質(zhì)量不能保證。因此,在確定拉深間隙時(shí),應(yīng)綜合考慮材料類(lèi)型、料厚變化及拉深件的形狀要求。文中采用的拉深間隙如下:
c=(1~1.5)tmax =1.5mm (15)
式中: tmax=材料厚度的最大值。
2)凸、凹模圓角半徑
凹??趫A角半徑對(duì)拉深工序的影響很大。rd過(guò)小時(shí),毛坯被拉入凹模的阻力就大,拉深力的增加,易使工件產(chǎn)生劃痕、變薄甚至拉裂,還使模具壽命的降低。rd 過(guò)大時(shí),會(huì)使壓邊圈下的毛坯懸空,使有效壓邊面積減小,易起皺。
在不起皺的情況下,凹模圓角半徑愈大愈好。一般可采用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:
7.5mm (16)
式中: D—毛坯上道工序的拉深直徑;
d—本道工序的拉深直徑;
t—材料厚度。
凸模的圓角半徑rp對(duì)拉深工序也有影響。當(dāng)rp過(guò)小時(shí),則角部彎曲變形過(guò)大,危險(xiǎn)斷面容易拉斷;當(dāng)過(guò)大時(shí);則毛坯底部的承載面積減小,懸空部分加大,容易產(chǎn)生底部的局部變薄和內(nèi)皺。凸模的圓角半徑應(yīng)壁凹模半徑略小,即:
5mm (17)
3)凸、凹模橫向尺寸
凸、凹模的橫向尺寸計(jì)算,要根據(jù)尺寸的標(biāo)注要求、模具的磨損趨勢(shì)和制造公差確定。對(duì)于中間過(guò)渡工件的半成品尺寸,由于沒(méi)有嚴(yán)格限制的必要,模具尺寸只要等于半成品的尺寸即可,以下時(shí)凸、凹模橫向尺寸及公差的計(jì)算公式:
(18)
(19)
式中: —凹模尺寸;
—凸模尺寸;
D—拉深件外形的基本尺寸;
C—凸、凹模的單邊間隙;
—凹模的制造公差;
—凸模的制造公差;
—拉深件基本尺寸的公差。
4.2.2 凸模的結(jié)構(gòu)形式及固定方式
(1)凸模的結(jié)構(gòu)形式
凸模的結(jié)構(gòu)形式按其形狀可以分為直通式和臺(tái)階式,按其組成方式可分為整體式和鑲拼式,當(dāng)模具工作部分形狀較小時(shí),凸模有足夠的強(qiáng)度,通常采用直通式,本文中由于工件部分形狀較復(fù)雜,為了便于加工,采用直通式。一般情況下,中小型的凸模都是采用整體式。
(2)凸模的固定方式
對(duì)凸模的固定要滿(mǎn)足兩個(gè)基本的要求:一是穩(wěn)定可靠,二是拆裝方便。當(dāng)凸模較細(xì)時(shí),為保證其強(qiáng)度,通常需增加一保護(hù)套。
(3)凸模長(zhǎng)度計(jì)算
凸模的長(zhǎng)度時(shí)由模具結(jié)構(gòu)中凸模的安裝位置、相關(guān)板件的厚度、凸模進(jìn)入凹模的深度,以及在模具工作狀態(tài)下卸料板與凸模固定板間的安全距離(一般取15~20mm)等確定的,本文中模具的長(zhǎng)度L=60mm。
4.2.3 凹模的結(jié)構(gòu)形式及固定方式
(1)凹模的結(jié)構(gòu)形式
本文中凹模從材質(zhì)、工藝和價(jià)格的角度出發(fā)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便的整體式結(jié)構(gòu)。但是當(dāng)凹模局部損壞時(shí)就可能導(dǎo)致整個(gè)模板的報(bào)廢。
(2)凹模的固定方式
對(duì)于整體式凹模,一般都是采用螺釘和銷(xiāo)釘固定板或模座的表面上。
4.3 工件送進(jìn)與定位方式
工件的送進(jìn)方式我們采用手動(dòng)送料。所以要特別注意操作的安全問(wèn)題。
定位方式采用側(cè)刃和擋料銷(xiāo)相結(jié)合的方式定位。
4.4 卸料方式
卸料方式分為彈性卸料和剛性卸料兩種。我們?cè)谶@次設(shè)計(jì)中上模部分采用橡膠彈性卸料,下模采用整體卸料板進(jìn)行卸料。
4.5 壓料、卸料及抬料裝置設(shè)計(jì)
4.5.1 壓料裝置
在板料的拉深成形過(guò)程中,常采用壓料裝置將板料壓在凹模平面上,以防止板料在變形過(guò)程中起皺。我們也主要采用剛性壓料,其壓邊圈固定在外滑塊上,通過(guò)調(diào)節(jié)壓料圈和凹模之間的距離來(lái)控制壓邊力,從而獲得所需的壓邊效果。
4.5.2 卸料裝置
(1)剛性卸料
剛性卸料結(jié)構(gòu)的卸料板通過(guò)螺釘和銷(xiāo)釘被固定在下模上,主要適用于料厚在0.5mm以上、工件平面度要求不高、卸料力不大的情況。當(dāng)卸料板僅起卸料作用時(shí),凸模與卸料板的雙邊間隙取決于板料厚度,一般在0.2-0.5mm之間,板料薄時(shí)取小值;板料厚時(shí)取大值。當(dāng)固定卸料板兼起導(dǎo)板作用時(shí),一般按H7/h6配合制造,但應(yīng)保證導(dǎo)板與凸模之間間隙小于凸、凹模之間的沖裁間隙,以保證凸、凹模的正確配合。
固定卸料板的卸料力大,卸料可靠。因此,當(dāng)沖裁板料較厚(大于0.5mm)、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件時(shí),一般采用固定卸料裝置。
(2)彈性卸料
彈性卸料結(jié)構(gòu)式通過(guò)卸料螺釘將卸料板安裝在上?;蛳履I希缮舷逻\(yùn)動(dòng),并在模座或凸模固定板與卸料板之間裝有預(yù)壓縮的彈性件,以提供卸料力,彈性卸料結(jié)構(gòu)可對(duì)條料施加一定的壓邊作用,因此,工件的平整度很高,且卸料也比較平穩(wěn)。彈壓卸料既起卸料作用又起壓料作用,所得沖裁零件質(zhì)量較好,平直度較高。因此,質(zhì)量要求較高的沖裁件或薄板沖裁宜用彈壓卸料裝置。
彈壓卸料方法,用于簡(jiǎn)單沖裁模;是以導(dǎo)料板為送進(jìn)導(dǎo)向的沖模中使用的彈壓卸料裝置。彈壓卸料板作為可以作為細(xì)長(zhǎng)小凸模的導(dǎo)向,卸料板本身又以?xún)蓚€(gè)以上的小導(dǎo)柱導(dǎo)向,以免彈壓卸料板產(chǎn)生水平擺動(dòng),從而保護(hù)小凸模不被折斷。
彈壓卸料板與凸模的單邊間隙可根據(jù)沖裁板料厚度選用。在級(jí)進(jìn)模中,特別小的沖孔凸模與卸料板的單邊間隙可將表列數(shù)值適當(dāng)加大。當(dāng)卸料板起導(dǎo)向作用時(shí),卸料板與凸模按H7/h6配合制造,但其間隙應(yīng)比凸、凹模間隙小。此時(shí),凸模與固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外,在模具開(kāi)啟狀態(tài),卸料板應(yīng)高出模具工作零件刃口0.3~0.5mm,以便順利卸料。
4.5.3 抬料裝置
在我們?cè)O(shè)計(jì)中因?yàn)榘罟ば?,所以條料上的工序件可能會(huì)在凹模面之下的模腔內(nèi),此時(shí)需要抬料裝置將條料抬起一定高度才能使條料順利送進(jìn)。抬料裝置一般包括抬料釘和彈簧等組成,我們采用的使柱式抬料釘。
4.6 模具的工作過(guò)程
根據(jù)新工藝方案設(shè)計(jì)了總裝配圖示的落料- 拉伸-沖孔邊復(fù)合模。整個(gè)模具工作過(guò)程分零件成形及卸料兩個(gè)階段。模具置于壓力機(jī)工作臺(tái)面上,壓機(jī)滑塊上升,模具開(kāi)啟,上、下模脫離接觸,下卸料板通過(guò)下頂桿在壓機(jī)彈性緩沖器和彈簧彈力作用上升至與落料下模上平面平齊,此時(shí),將坯料置于落料下模適當(dāng)位置, 完成零件的定位。當(dāng)壓力機(jī)下移,上卸料板在卸料橡膠彈力作用下開(kāi)始與坯料彈性接觸,對(duì)坯料進(jìn)行壓緊,當(dāng)其下移一段距離后,落料下模接觸坯料并壓縮卸料板與落料拉伸上模共同作用對(duì)零件進(jìn)行落料,落料完成同時(shí),落料拉伸上模對(duì)拉伸成形下模發(fā)生作用對(duì)坯料進(jìn)行拉伸,當(dāng)落料拉伸上模下行40mm 后,拉伸完成。隨著上模繼續(xù)下落孔的凸模壓迫零件和凹模的配合下完成沖孔成形。上卸料板在橡膠圈的彈力下向下移動(dòng)將套在凸凹模上的廢料卸掉。上卸料桿在外力作用下,向下運(yùn)動(dòng)將卡在上模中的零件卸掉,下頂桿隨彈簧作用向上運(yùn)動(dòng)將卡在下模上的零件頂出。根據(jù)零件的工藝計(jì)算,依據(jù)傳統(tǒng)的加工經(jīng)驗(yàn),可制訂出工藝方案為:落料→拉伸→沖孔。
模具采用裝在下模座底下的彈頂器推動(dòng)頂桿和頂件塊,彈性元件高度不受模具有關(guān)空間的限制,頂件力大小容易調(diào)節(jié),可獲得較大的頂件力。卡在凸凹模內(nèi)的沖孔廢料由推件裝置推出。當(dāng)上模上行至上止點(diǎn)時(shí),把廢料推出。每沖裁一次,沖孔廢料被推下一次,凸凹??變?nèi)不積存廢料,脹力小,不易破裂。但沖孔廢料落在下模工作面上,清除廢料麻煩,尤其孔較多時(shí)。邊料由彈壓卸料裝置卸下。由于采用固定擋料銷(xiāo)和導(dǎo)料銷(xiāo),在卸料板上需鉆出讓位孔,或采用活動(dòng)導(dǎo)料銷(xiāo)或擋料銷(xiāo)。
從上述工作過(guò)程可以看出,正裝式復(fù)合模工作時(shí),板料是在壓緊的狀態(tài)下分離,沖出的沖件平直度較高。但由于彈頂器和彈壓卸料裝置的作用,分離后的沖件容易被嵌入邊料中影響操作,從而影響了生產(chǎn)率。
圖9 總裝配圖
5 三維模型制作
Solidworks軟件是由美國(guó)Solidworks公司在Windows平臺(tái)上研制開(kāi)發(fā)的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。它是一套優(yōu)秀的、綜合性的軟件,集三維零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品動(dòng)畫(huà)、有限元分析、模具設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理于一體。在Solidworks 軟件中首先完成
凸模、凹模等零件的模型。首先建立各個(gè)零件的三維模型圖表1,所示為零件的三維模型。然后完成各零部件的裝配,在制作模型時(shí),模型中零件之間的裝配關(guān)系必須正確。否則將不能產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。這是能否使Solidworks Animator制作動(dòng)畫(huà)的前提和關(guān)鍵?;赟olidWorks軟件的傳感器殼體三維模型設(shè)計(jì)以及動(dòng)畫(huà)模擬,可使工程技術(shù)人員更加直觀地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估,縮短了設(shè)計(jì)周期,節(jié)約了設(shè)計(jì)資金,提高了設(shè)計(jì)效率。以SolidWorks軟件為主,并結(jié)合AutoCAD、CAXA電子圖板等二維繪圖軟件對(duì)傳感器殼體的設(shè)計(jì)方案,同樣適用于其他的工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì),具有工程實(shí)用價(jià)值。
表1 三維建模零件圖
5.1 動(dòng)畫(huà)制作
利用動(dòng)畫(huà)向?qū)Э梢陨尚D(zhuǎn)動(dòng)畫(huà)、 爆炸動(dòng)畫(huà)或解除爆炸動(dòng)畫(huà)Solidworks Animator 插件通常不在的Solidworks工作界面中。單擊工具插件,Solidworks Animator 然后出現(xiàn)Animator 插件的菜單和工具條,選擇動(dòng)畫(huà)類(lèi)型:可選擇旋轉(zhuǎn)、
爆炸或解除爆炸選項(xiàng)( 然后在動(dòng)畫(huà)控制選項(xiàng)中輸入播放時(shí)間,延遲時(shí)間,選擇播放和錄制動(dòng)畫(huà),開(kāi)始動(dòng)畫(huà)播放和錄制。具體做法是:首先生成旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫(huà),產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫(huà)的路徑。保留該路徑,然后使用動(dòng)畫(huà)向?qū)杀▌?dòng)畫(huà)。同樣可生成旋轉(zhuǎn)和解除爆炸動(dòng)畫(huà)。錄制動(dòng)畫(huà)之后將生成avi文件,通過(guò)超級(jí)鏈接,插入課件中播放動(dòng)畫(huà)[6]。
將轉(zhuǎn)配體導(dǎo)入動(dòng)畫(huà)制作。利用爆破工具將裝配體爆破。爆破后如附圖1所示,即完成其簡(jiǎn)單的仿真。以上過(guò)程就是在進(jìn)行軟件仿真的一般步驟。其基本包括零件的建模,零件的裝配和裝配后的模擬這幾個(gè)部分。
5.2 生成二維工程圖制作
SolidWorks作為一套功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)軟件,可以建立機(jī)械零件的三維實(shí)體圖、三維裝配體圖及二維工程圖。由于直接指導(dǎo)生產(chǎn)的是二維工程圖,且大多生產(chǎn)一線(xiàn)的工程技術(shù)人員對(duì)二維繪圖軟件,如AutoCAD、CAXA電子圖板等更加熟悉,而且二維軟件在繪制,尤其是標(biāo)注裝配圖、零件圖時(shí),具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。所以,充分利用SolidWorks和二維繪圖軟件間的文件交換,把由SolidWorks自動(dòng)生成的工程視圖與二維軟件的標(biāo)注結(jié)合起來(lái),達(dá)到“以二維之長(zhǎng)補(bǔ)三維之短”的目的。以下就是三維模型生成二維工程圖的詳細(xì)過(guò)程:在SolidWorks中生成二維工程圖。在SolidWorks的新建模板中,新建一個(gè)“工程圖”模板;打開(kāi)“工程圖”工具條;在“工程圖”工具條中點(diǎn)擊“新建”按鈕,并在作圖區(qū)域中單擊右鍵,點(diǎn)擊“從文件中選擇”,確認(rèn)要生成工程圖的三維模型,并選擇要形成工程圖的視圖方向;在繪圖區(qū)域中單擊左鍵,以確定圖形位置,單擊“確定”,完成工程圖的繪制,并將其保存“DWG/DXF”格式的文件。
2 用SolidWorks、AutoCAD完成工程圖。在AutoCAD中打開(kāi)由SolidWorks保存的二維工程圖的“DWG/DXF”格式文件,并進(jìn)行有關(guān)的標(biāo)注,最后出圖。由于篇幅所限,本文只畫(huà)出傳感器殼體的裝配圖及零件圖 。
6 結(jié)束語(yǔ)
該畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們運(yùn)用知識(shí)、分析問(wèn)題、提高綜合能力的有效手段,也是本科教育必修的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。因?yàn)樽约好媾R馬上到企業(yè)中去工作,所以一開(kāi)始就抓著這次難得的實(shí)踐鍛煉機(jī)會(huì),努力培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用知識(shí),獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力,尤其是實(shí)際動(dòng)手能力。近3個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,在機(jī)電學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師們,特別是在劉老師的親自指導(dǎo)下,學(xué)到了正確的設(shè)計(jì)思想和正確的思維方法,也學(xué)到了理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度;同時(shí),也感覺(jué)到自己的繪圖設(shè)計(jì)能力,科學(xué)計(jì)算能力,實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力以及計(jì)算機(jī)運(yùn)用、查閱文獻(xiàn)、外文翻譯、文字表達(dá)等各方面的能力都得到了很好的鍛煉和培養(yǎng)。
復(fù)合模經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明,其結(jié)構(gòu)合理,動(dòng)作正確可靠,成形件質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高,安裝調(diào)整方便,具有很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。其結(jié)構(gòu)可為同類(lèi)零件的生產(chǎn)起到一定的借鑒作用。
謝辭
在這里非常感謝老師的耐心指導(dǎo)和全力的支持。盡管是在畢業(yè)這一繁忙時(shí)期,老師還是力爭(zhēng)把我們畢業(yè)設(shè)計(jì)所需的設(shè)備提供到位,并耐心地指導(dǎo)我們按質(zhì)按量的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在今后的學(xué)習(xí)和工作中,會(huì)把從他們身上學(xué)到的東西運(yùn)用到自己的學(xué)習(xí)和工作中去,尤其是他們的科學(xué)研究方法、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度,會(huì)對(duì)我們今后的發(fā)展起到很好的啟發(fā)和指導(dǎo)作用。
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附錄
附圖1 爆炸視圖
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